西门子公司自动称重给料机在首钢矿业公司球团厂成功应用

　　一、概述
　　首钢矿业公司隶属首钢（集团）总公司，成立于1959年，位于河北省迁安市境内。首钢矿业公司坚持科技兴厂，采用先进实用技术和信息技术改造提升传统产业。小球团烧结技术、链篦机──回转窑──环冷机球团生产新工艺、采矿胶带运输半连续排土工艺等都取得了显著效益。选矿系统年处理矿石2700万吨，氧化球年生产能力350万吨，烧结矿年生产能力 650万吨以上。
　　首钢矿业公司球团厂配料系统一系列配料室原来使用的配料电子秤服役时间长、型号比较老，8台秤有3种不同型号，都属于淘汰产品。称重系统一直存在着很多问题，如：称重变送器原件故障率高，系统标定繁锁，信号不稳定，抗干扰能力弱，精度不高，备件成本也较高。承重传力机构使用十字片簧支承的杠杆机构，该结构应力分布不均匀，而且机械结构复杂，维护不便，容易因现场积料、卡快等原因影响脊梁。整套系统备件费用较高，精度也达不到要求，有时还出现混料、错料的情况，无法准确实时地按照仓存仓位和皂土指标等数据进行控制配比。由于这套配料系统的先天不足，配料精度只能达到±２％的误差率，不能满足生产工艺±5‰的误差率要求，加上长期服役，设备结构老化，秤体严重变形，计量精度不断下降。造成配料失准，直接影响产品质量和经济效益，现场岗位人员还承受着高强度的劳动。
　　为提高自动化配料水平，减少配比波动，球团厂决定把一系列配料系统自动化改造列入2002年的重点技改项目，利用一系列中修时同步进行实施。   

    　BW500积算仪（如图2）是为皮带秤和称重给料机设计的功能强大的积算仪，真正的双PID功能可用于称重给料机的流量控制，可控制恒定载荷或给料量。它的强大的模块话功能设计保持了稳定可靠的特性，也具备了组态灵活、通讯方式灵活的优点，同时它的独特设计也使得BW500能够实现在较大型的配料系统中常用的主从式配料系统结构（如图3）。BW500积算仪的主要优点包括：
 　具有专利技术的双称重传感器（最多四个传感器）平衡功能，能排除不均匀侧向负荷的影响，不需传感器匹配机械平衡；
　 具有在线标定、批量处理、湿度补偿、倾斜补偿等功能；
　 真正的双路PID调节功能，可以根据不同的工艺需要设定PID的响应时间和调节范围；
 　有效地解决传感器的特性匹配问题, 相比于外接电位器, 可以显著提高系统的长期稳定性。
 　兼容Smartlink技术，支持包括Profibus DP、Modbus、DeviceNet在内多种通讯协议；
 　通过BW500的配置设定，可以实现多达7种不同的PID控制功能组合，基本上满足冶金、水泥等行业应用的要求。
二、解决方案
　　根据现场给料设备情况，本次改造总体思路采用重量配料法。重量配料法是按照物料重量进行配料的一种方法，该法是借助于电子皮带称和定量给料自动调节系统实现自动配料的。
　　现场部分采用自动称重给料机实现单仓物料的定量控制，中控系统采用PLC可编程序控制器对系统进行集中控制管理，定量给料机的积算仪与控制系统采用Profibus-DP现场总线进行数据交换。
2.1 工作原理
　　自动称重给料机将经过皮带上的物料，通过称重秤架下的称重传感器进行检测重量，以确定皮带上的物料重量；装在尾部滚筒或旋转设备上的数字式测速传感器，连续测量给料速度，该速度传感器的脉冲输出正比于皮带速度；速度信号与重量信号一起送入皮带给料机积算器，产生并显示累计量/瞬时流量。积算器将该流量与设定流量进行比较,由控制器输出信号控制变频器调速，实现定量给料的要求

2.2 方案的选择
　　皮带秤的选择
　　为满足在高负荷连续运行生产条件下高精度的工作性能，我们选择的是西门子800系列自动称重给料机，其秤架部分的设计独特，与一般常用的杠杆式和多托辊悬浮式秤架设计不同，采用了被称为“三无”的直接承重式秤架结构，即：无杠杆、无支点、无平衡重，也就是没有称重承载器。其独特的称重系统减少了负荷的死区，并将有效负荷直接作用于称重传感器上，来达到准确测量的目的。双称重传感器在外部安装，易于接近和维护。它通过保证精度、加强混料连续性、缩短检修停工期、增加可计量性及记录可保持性来提高工厂效益。同其他秤架结构相比，它具有结构简单、设计紧凑；安装维护方便；模块化设计，通用性好；高达± 0.5 %的设计精度完全可以满足生产需要。