專利名稱：節(jié)能環(huán)保型紅土鎳礦冶煉豎爐熔劑配料自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鎳鐵生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種節(jié)能環(huán)保型紅土鎳礦冶煉豎爐熔劑配料自動控制系統(tǒng)，主要利用檢測技術(shù)和PLC技術(shù)實現(xiàn)冶煉前的熔劑需求計算和自動添加。
背景技術(shù)：
目前已有大量鎳鐵生產(chǎn)企業(yè)用紅土鎳礦來生產(chǎn)鎳鐵，但原料熔劑添加過程基本是人工按一定比例大致完成的。這樣不僅需要大量的勞動力，而且由于各批次紅土鎳礦成分波動，生產(chǎn)過程不能穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決紅土鎳礦冶煉原料熔劑添加費時費力和原料成分不穩(wěn)的問題。一種節(jié)能環(huán)保型紅土鎳礦冶煉豎爐熔劑配料自動控制系統(tǒng)，由檢測單元，工控機(jī)，PLC控制單元，執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分四部分組成，包括I)紅土鎳礦成分、熔劑成分檢測和冶煉前的即時在線分析；2)熔劑配比計算及自動配料過程；3)熔劑配比計算的自我完善功能三個部分具體控制步驟為I、利用X熒光光譜儀在線檢測料倉內(nèi)的原料和熔劑的成分，并送到PLC控制器，PLC又將這些檢測值通過以太網(wǎng)傳送到工控機(jī)。2、利用在工控機(jī)里存儲有根據(jù)工藝?yán)碚摵徒?jīng)驗編寫的工程應(yīng)用程序，根據(jù)采集到的原料和溶劑成分值預(yù)算出原料和溶劑的配比和出渣的成分值。3、將預(yù)計算出的配比傳給PLC控制器，同時工控機(jī)里將此化驗成分值和預(yù)計算的配比值及出渣的成分值形成一個關(guān)系表，便將其存儲在數(shù)據(jù)庫里。4、PLC控制器收到預(yù)計算的配比值后，將適時的控制相應(yīng)的電動閥動作，按預(yù)計算好的配比配料，同時PLC控制器將對加入的料自動定義批次號進(jìn)行跟蹤。5、步驟4所述批次的爐料經(jīng)過一定的時間熔煉后出鐵出渣，對該批鐵和渣自動取樣，樣品經(jīng)冷卻后自動送到在線檢測儀分析其成分值，樣品化驗成分值傳輸?shù)降焦た貦C(jī)。6、工控機(jī)里的應(yīng)用程序?qū)凑张翁栒页龃鎯τ谟嬎銠C(jī)的預(yù)算配比值和渣料成分值，將預(yù)算渣料成分值和實際值進(jìn)行比較，參考此比較值，對原料配比公式某些經(jīng)驗參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使下批次配比和渣料成分的預(yù)算值更逼近實際值，并用更準(zhǔn)確的預(yù)算值更新原先存儲于數(shù)據(jù)庫的值，以此往復(fù)直至達(dá)到最佳配比。本發(fā)明對于每批次入爐前的原料和熔劑成分進(jìn)行檢測，并根據(jù)Mg-Si-Ca三元相圖特點，由計算機(jī)找出冶煉相應(yīng)的渣型，然后算出所需熔劑量，同時采用自動化控制加料，不僅節(jié)省了大量人力，還可以保證冶煉爐料準(zhǔn)備的正確率。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，圖2為本發(fā)明系統(tǒng)流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明由自動配料系統(tǒng)由檢測單元，工控機(jī)，PLC控制單元，執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分四部分組成。檢測單元主要是EDX3600BX熒光光譜儀，EDX3600BX熒光光譜儀是利用XRF技術(shù)解決國內(nèi)水泥廠、鋼鐵公司對復(fù)雜成份、材料中元素的快速、準(zhǔn)確分析。該技術(shù)的主要特征為利用低能X光激發(fā)待測元素，對Si、S、Al、Ca、Mg等輕元素有良好的激發(fā)效果，并且測試時間短，大大提高了檢測效率和工作效率采用UHRD探測器，具有良好的能量線性和能量分辨率，及良好的能譜特性，較高的峰背比；采用自動穩(wěn)譜裝置，保證了儀器工作的一致性 利用解譜技術(shù)使譜峰分解，使采用UHRD探測器的分析儀對Si、S、Al等輕元素的測試具有好的分析精度；采用多參數(shù)的線性回歸方法，使元素間的吸收、排斥效應(yīng)得到明顯的降低。本系統(tǒng)的工控機(jī)主要完成原料熔劑配比的預(yù)算再計算和對數(shù)據(jù)的存儲和下發(fā)。本系統(tǒng)采用的是西門子工控機(jī)SIMATIC IPC-547D，SIMATIC IPC-547D是一款功能強大的工業(yè)PC設(shè)計大小為19寸(4U)機(jī)架式，IPC547D配備有具有強大功能的節(jié)能型Pentium DualCore/Corei5/Corei7處理器，內(nèi)存容量達(dá)16GB，串行ATA硬盤容量達(dá)500GB，能夠24小時連續(xù)運行，并且可靠提供極高的處理性。IPC547D具有以下特性，以增強系統(tǒng)可用性在熱插拔可拆卸機(jī)架中，最多可采用3*1TB個RAID5海量存儲單元，它們具有優(yōu)化的內(nèi)存空間，可保證數(shù)據(jù)安全性和高性能；利用前端的溫度和風(fēng)扇LED，可進(jìn)行全面的診斷和監(jiān)視；冗余電源；兩個具有綁定功能的千兆以太網(wǎng)接口，因此可獲得高數(shù)據(jù)傳輸速率和冗余度。PLC控制單元主要對工控機(jī)由西門子S7-400系列PLC系列構(gòu)成，西門子PLC性能穩(wěn)定，處理速度快，功能強大，組網(wǎng)能力也相當(dāng)強。整個控制系統(tǒng)包括一個PLC主站和ET200遠(yuǎn)程站。PLC 主站由一個 S7-400 的 CPU (型號 6ES7416-2XN05-0AB0)，一個 CP443-1 工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊(型號6GK7443-1EX11-0XE0)，一個DP通訊模塊(型號6GK7443-5DX04-0XE0)以及相應(yīng)的機(jī)架模塊和電源模塊。主要完成對信號輸入輸出處理，邏輯計算，通訊處理等。ET200遠(yuǎn)程站由ET200通訊模塊(型號6ES7153-1AA03-0XA0)以及相應(yīng)的數(shù)字輸入輸出模塊，模擬輸入輸出模塊。完成對現(xiàn)場檢測信號的輸入米集和對輸出信號的輸出。ET200米集的信號通過DP網(wǎng)線傳送到PLC主站系統(tǒng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三個電動閥門。PLC控制器向電動閥門發(fā)出控制指令，三個電動閥門接到指令后控制三個小料倉(礦石料倉，焦炭料倉，石灰石料倉)按配比向中間料倉配料。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能環(huán)保型紅土鎳礦冶煉豎爐熔劑配料自動控制系統(tǒng)，其特征是由檢測單元、工控機(jī)、PLC控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分四部分組成，內(nèi)容包括I)紅土鎳礦成分、熔劑成分檢測和冶煉前的即時在線分析；2)熔劑配比計算及自動配料過程；3)熔劑配比計算的自我完善功能三個部分； 具體控制步驟為 (1)、利用X熒光光譜儀在線檢測料倉內(nèi)的原料和熔劑的成分，并送到PLC控制器，PLC又將這些檢測值通過以太網(wǎng)傳送到工控機(jī)； (2)、利用在工控機(jī)里存儲有根據(jù)工藝?yán)碚摵徒?jīng)驗編寫的工程應(yīng)用程序，根據(jù)采集到的原料和溶劑成分值預(yù)算出原料和溶劑的配比和出渣的成分值； (3)、將預(yù)計算出的配比傳給PLC控制器，同時工控機(jī)里將此化驗成分值和預(yù)計算的配 比值及出渣的成分值形成一個關(guān)系表，便將其存儲在數(shù)據(jù)庫里； (4)、PLC控制器收到預(yù)計算的配比值后，將適時的控制相應(yīng)的電動閥動作，按預(yù)計算好的配比配料，同時PLC控制器將對加入的料自動定義批次號進(jìn)行跟蹤； (5)、步驟(4)所述批次的爐料經(jīng)過一定的時間熔煉后出鐵出渣，對該批鐵和渣自動取樣，樣品經(jīng)冷卻后自動送到在線檢測儀分析其成分值，樣品化驗成分值傳輸?shù)降焦た貦C(jī)； (6)、工控機(jī)里的應(yīng)用程序?qū)凑张翁栒页龃鎯τ谟嬎銠C(jī)的預(yù)算配比值和渣料成分值，將預(yù)算渣料成分值和實際值進(jìn)行比較，參考此比較值，對原料配比公式某些經(jīng)驗參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以使下批次配比和渣料成分的預(yù)算值更逼近實際值，并用更準(zhǔn)確的預(yù)算值更新原先存儲于數(shù)據(jù)庫的值，以此往復(fù)直至達(dá)到最佳配比。
全文摘要
本發(fā)明屬于鎳鐵生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及節(jié)能環(huán)保型紅土鎳礦冶煉豎爐熔劑配料自動控制系統(tǒng)。其特征是由檢測單元、工控機(jī)、PLC控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分四部分組成，內(nèi)容包括1)紅土鎳礦成分、熔劑成分檢測和冶煉前的即時在線分析；2)熔劑配比計算及自動配料過程；3)熔劑配比計算的自我完善功能三個部分。本發(fā)明對于每批次入爐前的原料和熔劑成分進(jìn)行檢測，并根據(jù)Mg-Si-Ca三元相圖特點，由計算機(jī)找出冶煉相應(yīng)的渣型，然后算出所需熔劑量，同時采用自動化控制加料，不僅節(jié)省了大量人力，還可以保證冶煉爐料準(zhǔn)備的正確率。
文檔編號C22C19/03GK102967157SQ20121049278
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者趙宙, 邱新君, 陳玉榮, 念大路, 王平 申請人:罕王實業(yè)集團(tuán)有限公司