混勻堆料機(jī)自動往返及料層計數(shù)改造實踐

李鵬華，楊瀟，黃永輝

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

信息化建設(shè)

混勻堆料機(jī)自動往返及料層計數(shù)改造實踐

李鵬華，楊瀟，黃永輝

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠，山東萊蕪 271104）

基于PLC控制的混勻堆料機(jī)自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行自動往返及料層計數(shù)改造，針對料堆長度和位置的不確定性，利用輔助限位控制和時間限位法相結(jié)合，以解決大車行走起始及終點(diǎn)，實現(xiàn)了混勻堆料機(jī)大車行走自動往返，并根據(jù)堆料工藝需求，增加了混勻料堆料層數(shù)累計計數(shù)功能，保證了混勻堆料質(zhì)量。

混勻堆料機(jī)；自動往返；料層計數(shù)；料堆

1 前言

懸臂式混勻堆料機(jī)是一種連續(xù)、高效的散狀物料裝卸輸送機(jī)械，是大宗散狀物料連續(xù)裝卸的高效設(shè)備。山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠原料場老區(qū)及新二區(qū)各有1臺懸臂式混勻堆料機(jī)，擔(dān)負(fù)著全廠原料的混勻任務(wù)。燒結(jié)原料從配料室出來的物料經(jīng)過來料膠帶機(jī)和堆料機(jī)上的來料尾車，卸至懸臂膠帶機(jī)上，再由懸臂膠帶機(jī)運(yùn)至料場中，堆料機(jī)在PLC的控制下，大車在堆料區(qū)域內(nèi)沿著軌道作水平方向的往復(fù)運(yùn)動，每運(yùn)行一次物料堆積一層，物料靠自然堆積形成斷面為人字形的長形料堆。根據(jù)混勻堆料工藝要求，堆料層數(shù)要保證在450層左右。混勻堆料要取得理想的混勻效果，每層料在料堆上都分布均勻,粒度偏析小。因此，堆料機(jī)作往復(fù)運(yùn)動時到料頭料尾的位置要盡可能固定，同時要保證堆料層數(shù)要求。

目前，使用的2臺混勻堆料機(jī)大車行走仍采用人工控制，料頭料尾受操作影響大，混勻質(zhì)量波動大，且整個堆料過程缺乏料層計數(shù)監(jiān)督，堆料層數(shù)受崗位操作水平影響，混勻料質(zhì)量波動大。為此，對混勻堆料機(jī)自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行改造優(yōu)化，保證混勻堆料質(zhì)量。

2 控制系統(tǒng)改造

2臺混勻堆料機(jī)均采用西門子S7-300PLC系統(tǒng)控制，可基于現(xiàn)有PLC控制系統(tǒng)對堆料機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，實現(xiàn)料車自動往返控制及計數(shù)功能。

根據(jù)混勻堆料要求，大車自動往返動作順序要求為：程序開始→打鈴→打開安全開關(guān)→懸臂皮帶啟動→大車前進(jìn)→大車到設(shè)定位置?！訒r停車3 s→大車后退→到起始位?！訒r停車3 s→大車前進(jìn)到設(shè)定位→大車停→延時停車3 s→大車后退→到起始?！h(huán)往復(fù)。

根據(jù)混勻堆料工藝需求，大車每前進(jìn)一趟計數(shù)1次，返回一趟計數(shù)1次，1個混勻堆料周期內(nèi)計數(shù)值累加，堆料周期結(jié)束進(jìn)行清零重新計數(shù)。

2.1 單一時間控制法

利用PLC的計時功能，可以根據(jù)堆料場實際情況設(shè)定大車行走時間，進(jìn)而確定行走距離。每次堆礦之前從堆礦起點(diǎn)開始計時行走到堆礦終點(diǎn)計時結(jié)束，堆料機(jī)就按計時時間來回行走。堆料機(jī)可按預(yù)定程序自動運(yùn)行，無需人工操作。

由混勻堆料工藝分析可知，為達(dá)到較好的混勻效果，任意單位料堆長度內(nèi)，堆料機(jī)前進(jìn)與后退行駛過程的堆料量必須相等。然而此次改造實踐證明，根據(jù)理論測算的時間進(jìn)行控制，能夠?qū)崿F(xiàn)大車自動往返，但是由于大車行走過程中受機(jī)械阻力及風(fēng)速等的影響，實際速度與理論速度不一致，同一間隔時間行走距離不等，造成堆礦起始點(diǎn)及終點(diǎn)誤差較大，導(dǎo)致了料堆端部料混勻質(zhì)量波動較大，達(dá)不到改造的預(yù)期目的。

2.2 限位開關(guān)法

為了劃定堆料機(jī)大車行走的區(qū)間，在堆料機(jī)車體增加前行和后退輔助限位開關(guān)，同時根據(jù)料場料堆長度在地面增加擋鐵，設(shè)定停車位置，實現(xiàn)限位停車功能。當(dāng)前行輔助限位信號到來后，停車延時3 s后，PLC對外輸出反方向后退啟動信號，大車后退行駛，直到后退輔助限位開關(guān)信號到來，停車延時3 s后，PLC對外輸出前進(jìn)啟動信號，大車前進(jìn)，如此自動往返。通過PLC內(nèi)部邏輯控制和順序控制功能，很好的實現(xiàn)了大車自動行走功能。

當(dāng)堆料料堆確定后，料堆長度相對固定，更換周期較長，一旦堆料長度區(qū)間確定，即可長期使堆料機(jī)在該區(qū)間自動往返工作，無需人為干預(yù)。若料堆長度更改，則相應(yīng)的行駛區(qū)間需同步進(jìn)行更改，崗位工僅需要將地面起始位置的擋鐵移動至合適位置，并用螺栓固定即可，操作簡單，使用可靠。

2.3 限位開關(guān)控制為主，時間控制為輔

實踐過程中，限位開關(guān)控制法通過外部限位開關(guān)信號指令，使PLC按照既定程序執(zhí)行，可以精確地使料車在設(shè)定的起始及終點(diǎn)位置之間自動往返，有效保證料堆頭尾部混勻質(zhì)量。單獨(dú)的時間控制法無需外部信號指令，通過PLC內(nèi)部計時功能實現(xiàn)，但受堆料機(jī)實際行駛速度的差異，行駛區(qū)間有變化，不能滿足堆料要求。

將兩者相結(jié)合，以限位開關(guān)控制為主，時間控制法為輔，適當(dāng)延長行駛控制時間，將其作為一道安全保護(hù)程序。每次堆料機(jī)大車在輔助限位處停止時，設(shè)定的行駛控制時間也剛好在誤差范圍內(nèi)。當(dāng)輔助限位開關(guān)故障，時間控制能很好的起到保護(hù)停車作用。

2.4 料層計數(shù)

混勻料堆兩端的輔助限位開關(guān)信號已接入PLC，利用內(nèi)部計數(shù)器功能，實現(xiàn)混勻料層計數(shù)。大車每前進(jìn)至端部計數(shù)1次，返回至起點(diǎn)計數(shù)1次，1個混勻堆料周期內(nèi)計數(shù)值累加。通過修改觸摸顯示屏畫面WINCC程序，在觸摸屏畫面增加料頭料尾雙計數(shù)顯示，增設(shè)計數(shù)復(fù)位按鈕，堆料周期結(jié)束進(jìn)行清零重新計數(shù)，最終實現(xiàn)料層計數(shù)功能。

3 結(jié)語

山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠2臺混勻堆料機(jī)自動化系統(tǒng)改造后，均實現(xiàn)了大車行走自動往返及料層累計計數(shù)功能，系統(tǒng)可靠安全、維護(hù)量小，提高了設(shè)備的自動化水平，減少崗位勞動強(qiáng)度。新增加的料層計數(shù)器可以有效監(jiān)督混勻堆料質(zhì)量，大大提高了堆取料作業(yè)的準(zhǔn)確性，改善了混勻礦質(zhì)量，間接提高了燒結(jié)煉鐵質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

Reform Practice on Blending Stacker Automatic Round and Material Layer Count

LI Penghua,YANG Xiao,HUANG Yonghui
（The Ironmaking Plant of Laiwu Branch of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

Based on PLC control of reform practice on blending stacker automation control system for automatic round and material layer count,aimed at the uncertainty of stock pile length and position,the auxiliary control limit and time limit method was put forward.The cart walking the starting and end point was solved.The automatic blending stacker cart walking back and forth has been realized.And according to the requirements of the material piling process,the blending material stacking layer accumulated count function was increased,that can effectively ensure the quality of the blending material piling.

blending stacker;automatic return;material layer count;stock pile

TP274

B

1004-4620（2017）01-0054-02

2016-06-12

李鵬華，男，1982年生，2006年畢業(yè)于山東科技大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠工程師，從事電氣及自動化設(shè)備管理工作。