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电子皮带秤计量系统的改进

来源:网络转载更新时间:2020-12-29 09:56:47点击次数:1673次

0引言
某冶炼厂从1978年开始动工,1985年正式投产,经历过一期、二期、三期改造,在2007年新增加一台闪速炉,至今达到年产700kt铜。
该厂的工艺技术主要由芬兰某公司提供,主要工艺过程如下:
①配料
主要配料设备包括配料仓、电子皮带秤和运输皮带等,将配料仓中存放的各种精矿按规定的重量比通过电子皮带秤进行混合配料。
②精矿干燥
把含水10%左右的精矿通过干燥而使含水份达到0.3%以下。
③闪速炉熔炉
干燥精矿在闪速炉中利用富氧空气(鼓入的空气和氧气主要是根据配料,然后再根据热量平衡原理计算出来的)进行熔炼,产出含铜65%左右的冰铜、渣和高浓度SO2烟气。铜精矿主要在反应塔内进行熔炼反应,生成的熔融物落到沉淀池。这时熔融物在沉淀池内沉降分离成冰铜层和渣层,而烟气则通过上升烟道进入废热锅炉。烟气中部分烟尘在废热锅炉内沉降,其余烟尘则在电收尘器内回收。锅炉管通过振打锤和弹簧来清除粘在其上的烟尘,收集的烟尘通过浓相输送系统循环到料仓中。.
④吹炼    ,
将液态的冰铜吹炼成含铜98%以上的铜。
⑤火法精炼
在阳极炉中将粗铜炼成阳极铜。
目前某冶炼厂闪速炉的配料精度主要是依靠电子皮带秤的计量精度来保证,并以此为依据计算闪速炉冶炼过程中所需要的风、油、氧量。因此电子皮带秤的计量准确与否,直接关系到计算风油氧的准确性,从而对冶炼过程直接造成影响。
1影响电子皮带秤计量的因素
电子皮带秤计量精度高,运行可靠,操作简单,维护方便,使用寿命长,已基本取代传统的机械式皮带秤而在工矿企业中广泛应用。
电子式皮带秤是电子产品,对电路及外部环境的要求较高,而我们所有电子秤的二次仪表都安装在现场,环境温度高、湿度大、灰尘多、信号干抗强(尤其是电机,变频器的干扰),对秤的计量造成影响,配料精度达不到要求,进而影响到闪速炉配料。
2电子皮带秤的基本结构介绍
2.1秤架
选使用某厂生产的ICSDT双杠杆二托辐秤架,安装于计量皮带和回程皮带之间。
2.2称重传感器
称重传感器采用高精度和高灵度的电阻应变拉力式传感器,其综合精度1/3000以上,灵敏度为3.0mV/V,可以确保皮带秤的准确度,安装于秤架内部,防尘隔热效果较好。
2.3测速传感器
测速传感器内部核心部件为日本进口编码器,输出脉冲数正比于皮带速度,安装于计量皮带下方的回程皮带上。
2.4称重显器
型号为ICS-4A,包括前置放大器、A/D转换器、速度输入电路、停电保护电路、显示电路、模拟电流输岀、累计远传脉冲输岀、微机系统、电源和软件,釆用LCD显示器,安装在现场。2.5计量原理
电子秤的微机系统釆集称重信号的瞬时值与速度信号的瞬时值相乘即得到瞬时流量值,由瞬时流量值与时间的乘积得出重量的累加值。
3改进措施
3.1集中管理
考虑到配料仓灰尘大、温度高、空气流动差、电磁干扰强等特点及对仪表的长期稳定运行带来的诸多不利因素,经过讨论研究,决定对二次仪表采取集中管理方式,把所有的电子秤的称重显示仪表移到专门的控制室,设计专用的仪表柜及电气线路与电气设备分离,并釆取防尘、降温、通风等措施,尽可能地减少影响电子皮带秤计量的因素。同时对设备维护也带来极大的方便。
3.2信号电缆釆取抗干扰措施
①用专用的电缆
测速信号通过三芯屏蔽电缆,称重信号釆用五芯屏蔽电缆引到电子皮带秤的二次表上。
②釆用专用槽架
远离电气设备,采用专门的不锈钢槽架,屏蔽交叉信号的干扰。
③仪表接地
实践证明,接地是抑制噪声和防止干扰的重要手段,良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合,防止外部干扰的侵入,提高系统的抗干扰能力。为此我们对二次表的设备机箱接'上AC安全地,对测速机构和称重机构的外壳接上地,同时将与DCS通信的电缆的屏蔽层也接上地,减小信号传输中的畸变,尽可能地防止干扰信号的产生,从而减少影响配料精度的外界干扰。如图1所示。

仪表接地流程图

3.3改进控制方式
由于配料奋的粘结、断料、下料不畅等因素的存在,使电子皮带秤在计量过程中的波动比较大,存在一定的偏差(P2—C1),如果长时间得不到消除会影响到配料的精度。
①传统控制方式不能消除波动大造成的偏差累计(C3)。
②改进后的控制方式可以自动消除波动大造成的偏差累计(C3)。如图2所示。

配料改进后的控制方式图

在传统的PID调节基础上,加上累积偏差控制,公式如下:

累积偏差控制公式图

式中:Pl为配比系数;P3为上位机给定的配料设定总量;C1为设定值;C3为偏差累计;P2为现场来的流量信号;C4为累积偏差复位。
3.4优化累计远传脉冲
以前称重显示仪表的累计远传脉冲为一个脉冲1kg,现在通过与厂家协商,设计为一个脉冲0.01kg或0.1kg。这样精度更高,抗干扰更强,几乎无信号损失。
4结束语
通过以上措施后,效果明显。以往经常烧坏二次仪表的主板,远传信号丢失平均每月有一次,对闪速炉的配料控制造成一定的影响。改造以后,至今未出现以上情况,配料精度大大提高,炉况比以前大有好转。
通过这次迁移皮带秤称重显示仪表的位置、釆取抗干扰措施及改进控制方式,大大地优化了整套配料控制系统,对以后设备的持续良好运行及确保配料精度无疑有很大帮助。

 

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