多种策略提高湿精矿配料精度的探索

张俊松

（兰州金川新材料科技股份公司，甘肃 金昌 737100）

精矿配料作为冶金工艺生产的一道环节，对配料精度的要求尤其严格。为了保证在冶炼过程中入炉物料的品位基本稳定，要求多种物料按一定的比例同时进入干燥系统，所以在工艺配置中会同时配置多台皮带秤以满足多种物料同时配比的要求。但由于有些物料有一定的粘结性，容易粘接配料仓的仓壁，导致物料难以均匀通过配料皮带，甚至出现断料等情况，控制精度难以满足工艺配料要求。因此，在多次的技术改造过程中，结合皮带秤称重系统本身的工作原理及精矿的物料特性，利用传统的PID调节技术和DCS控制技术相结合的策略，集多种控制策略于一体，经过长时间的生产实践和不断的摸索改造，满足了工艺控制要求，效果可靠有效。

1 系统介绍

皮带秤的工作原理：积算器将称重传感器、速度传感器等检测元件输出的信号送至CPU，通过计算前后两次采样的称重差值，积算器实现对流量的计算

u=Δm/t(kg/h)。CPU处理后与远程控制系统（DCS)的设定值进行比较，根据两者的差值输出4mA～20mA的控制信号调节变频器的输出频率，从而改变皮带秤驱动电机的转速以使皮带秤给料量满足远程控制系统（DCS）的设定值。

另一种方法是人工观察皮带秤上的瞬时料量和设定值，通过比较两者的偏差，利用皮带秤现场控制箱上的调节旋钮调节皮带速度，尽量使积算器上的瞬时料量接近设定值。

2 PID技术实现自动调节

皮带秤积算器输入的重量信号、速度信号和输出的电流信号均为模拟量信号，积算器内部由PID进行控制。PID控制参数（比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td)的整定是在现场反复调试中完成的:开始先不给积分值和微分值，比例度按经验数据给定，根据过程值PV的趋势整定比例系数Kp，使振荡曲线基本满足衰减振荡的过程；将比例度放大0.2倍左右，加入积分时间Ti，使振荡曲线重新形成振荡衰减的过程，直至振荡曲线趋于平稳；由于配料皮带多数较短，不需给定微分时间Ti。

所有配料皮带秤需逐台调试，使每台皮带秤在独立工作时均能达到平稳运行的要求。PID控制虽然是一种应用广泛的控制技术，但难以控制非线性过程。

生产过程中，精矿首先经过料仓随皮带传动进入下一道生产环节。我们在下料口设计了一块可以任意调节高度的挡料板，这样可以使物料在输送过程中的几何形状是稳定的，保证通过皮带秤称量段上的物料重量基本恒定，有效改善电动机的负荷率。

冶金炉配料的特点是要求多台秤实时按一定比例均匀下料，不希望出现断料的情况，但由于金属物料容易粘接等多种原因，生产初期下料极不顺利甚至经常断料，需人工不停的敲打料仓促使物料下到皮带上。

冶金炉配料的特点是要求多台秤实时按一定比例均匀下料，不希望出现断料的情况，但由于金属物料容易粘接等多种原因，生产初期下料极不顺利甚至经常断料，需人工不停的敲打料仓促使物料下到皮带上。

为了改善这一状况，我们在每个精矿仓的不同高度上分别安装了两个电振，在皮带秤测量值与设定值出现一定的偏差时启动电振迫使粘接物料及时下到皮带上，以保证皮带给料量相对均匀和连续，使皮带秤给料量趋于线性化。

工艺要求下料量的精度控制必须在5%以内，电振控制只是一种粗略的控制方式。

为此，我们在DCS控制系统中编入了一个小的计算程序，当|Δu|=|u-us|5%us时电振自动起振，避免出现断料的现象，利用电振控制和PID调节控制两种方式并行的策略使系统下料平稳，同时明显消除稳态误差，多台配料秤的配料精度进一步得到提高。

3 DCS系统控制

在生产过程中由于入炉物料的成份经常变化，料量的配比计算又是一个十分繁琐的过程，如何把不同的物料按工艺指令准确、快捷的分配到不同的皮带上，又能避免由于人工计算带来的错误，DCS编程为我们提供了解决的途径。首先，为了实现快捷而又方便的操作，我们在DCS监控画面上制作了一份配料表，以便于及时修改配料比和配料量，如表1所示。

?序号 1 2 3 4 5 6 7 8配料设定 0 10 2 4 2 6 4 1计算料量（T）0 47 9 19 9 28 19 5

操作工只需要根据工艺指令，在配料设定中把各种物料的配比系数设定好，同时在总料量设定一栏中输入总的加料量即可，非常方便。

表中配料设定值是精矿配比份数，总料量是多台皮带秤的总加入量，计算料量是每台皮带秤的计算料量，通过程序可以看出当总加料量设定后，通过配比系数我们可以准确知道每一台配料秤的设定料量，实现了按工艺指令自动配料的目的。

从表中也可以看到当切换到集中控制时，配料秤同时启动/停止，只要该台配料秤的配料份数大于零，该称即可启动。当发生特殊情况时，只要切换到分散控制，即可实现单台秤分别启/停。

4 实际运行结果和分析总结

此套配料系统经过不断的技术改造和完善，有效解决了配料皮带秤以往配料过程中存在的系统误差较大、动态特性不理想并且配料不均、波动大的问题，提高了配料系统的控制准确度和可靠性，不失是一种不断追求和探索的有利尝试。