现场总线络技术和先进控制技术在传统产业改造中的应用

时间:2014-11-12 15:00 来源:自动控制网

    虽然铅烧结工艺流程本身是一个较为成熟的冶炼流程，但将包括配料、料转运、烧结、烟气处理等工序在内的烧结全过程的优化稳定控制仍然是需要深入研究的课题，特别是在环境要求越来越高的当今时代，稳定的烧结冶炼过程，不但是提高产量与效益的基本保障，更是保证低二氧化硫排放的重要措施。因此借助于先进的网络或总线平台，采用先进的控制技术，开发实用的应用软件，实现铅烧结过程的优化控制，具有显著的经济效果和社会效益。
     本项目的立项是通过深入分析铅烧结全过程中的控制难点，以及冶炼过程存在分散、时变、非线性和强耦合等复杂的特性，通过多学科理论的集成融合，采用先进的控制技术，借助于现场总线及Web网络平台，开发实用的应用软件，实现面向生产过程的铅烧结控制和管理。
     主要内容包括：①针对铅烧结过程的自动化升级改造，应用多种现场总线技术，完成主要监控软件的设计；②围绕铅配料过程的控制，将料量检测部分原来的有秤架的重力式电子秤改为无力传感机构的核子秤，料量的调节控制采用变频调速器控制电机，自动配比控制功能软件帮助系统按照工艺技术人员的配料单给出的各种配比数，严格控制各仓的下料量，配出比例合符要求的混合物料，以实现自动配比控制。并设计一种基于滑模变结构的核子秤称量控制器；③针对制粒与混合工艺湿度控制的难点，构架了以红外湿度检测为基础的、以智能控制为核心的分布式现场控制器；④对烧结点火炉及烧结终点控制，设计了基于模型跟踪控制方案的现场总线控制器。
     烧结过程属于大滞后环节，控制涉及参数较多，在本项目提出的智能烧结终点控制方法中，当料层厚度不变时，用台车速度调整烧结终点，用现场总线设备实现烧结机点火炉温度、煤气流量、空气流量的控制，采用数学计算方式对烧结终点进行检测。经理论分析和实际运用，此方案达到了设计需求，提高了产品质量和产量，并较好地克服了操作人员凭经验操作的盲目性。

图1现场总线的湿度控制系统

图3 现场总线的检测设备与执行机构

图4 控制系统与操作监视画面