董家口矿石码头混配精准计量控制系统

董家口矿石码头混配精准计量控制系统高玉军薛少翚曹立元褚衍刚宗福成(青岛港董家口矿石码头有限公司，山东青岛266409)摘要：为高效优质的开展矿石混配业务，通过构建皮带秤、组建通讯网络、搭建管理平台以及优化过程控制，实现了集状态报警、自动校正、数据共享、远程控制等多功能的皮带秤精准计量系统，系统提升了矿石混配作业质量效率，确保了计量的精度，满足了客户需求。关键词：矿石混配；皮带秤；精准计量；系统MixedprecisionmeteringcontrolsystemofDongjiakouoreterminalGAOYujunXUEShaohuiCAOLiyuanCHUYangangZONGFucheng(QingdaoPortDongjiakouOreTerminalCo.Ltd.,Qingdao266409,Shangdong,China)Abstract:Inordertocarryouttheoremixedbusinessforhighefficiencyandhighquality，thebeltscalesareconstructed,communicationnetworkisestablished,managementplatformisestablishedandprocesscontrolisoptimized.Beltscaleaccuratemeasurementsystemwhichhasthefunctionsofstatealarm、automaticcorrection、datasharingandremotecontrolisimplemented.Themixedoperationefficiencyisimproved,measurementaccuracyisensuredandcustomerneedsaremet.Keywords:oremixedbusiness；beltweigher；precisionmeasurement；system0背景巴西淡水河谷南北矿区铁矿石品质存在差异，需进行按一定比例混配，才能满足我国钢铁企业的品质要求。以上情况也促使了国内混配业务的市场不断增大。青岛港董家口矿石码头具备自身“大码头、大堆场、大保税”的优势，为迎接“40万吨级”大船时代到来，公司启动了董家口混矿流程项目，成功实现了后方堆场按比例、按品位的矿石混配功能。新的混配系统输送能力达到10500吨/小时，单台堆取料机取料能力达到6000吨/小时，平均混配效率达到7000吨/小时以上，年混配能力可以达到5000万吨，混配业务既能降低国外矿山、国内钢厂的混配费用，又可通过混配业务拓展港口物流链。为抢占市场资源，混配业务的关键就是控制计量的准确性及稳定性，为确保混配质量，打造精准计量控制系统十分重要。1系统构建1.1基于Profibus-DP协议的堆取料机皮带秤与PLC通讯堆取料机作为矿石混配作业的主要生产设备，在取料或堆料过程中，完全依据安装在臂架皮带机的皮带秤来实时计量。皮带秤的瞬时流量及累计作业量首先传输至本机堆取料机PLC，此数据再由堆取料机PLC与中控室之间的DP通讯网络实现数据交互。ThermoRamseyMT2000系列皮带秤的模拟量I/O板可以将皮带秤瞬时流量以4-20MA电流输出，连接到堆取料机LOGIX5000PLC的模拟量输入模块1756-IF8，通过程序编译实现堆取料机PLC对皮带秤瞬时流量的读取；皮带秤现场接线板提供AC或者DC的插入式固态继电器输入输出，通过皮带秤仪表的设置，定义累计量的脉冲输出，通过固态继电器的输出至PLC的数字量输入模块，通过程序编译实现堆取料机PLC对皮带秤累积量的读取、计算、存储。（见图1）图1.皮带秤仪表与PLC连接图由PLC获取的皮带秤数据，再由profibus-DP通讯网络传输至远程中控室管理平台，在此网络下，各台堆取料机可以读取其他设备的皮带秤数据，实现数据共享。（见图2）图2.堆取料机数据的互相读取1.2基于Modbus协议及ANYBUS网关的皮带机皮带秤与PLC的通讯流程皮带机皮带秤仪表通讯模块通过Modbus协议设置，波特率选取9600，各皮带秤仪表对应设定地址位（皮带秤仪表设置与Anybus网关配置时要对应）。在PLC中添加Anybus从站模块，Anybus从站模块作为ControlNet扫描器的子设备，选择Anybus作为单独的从站挂在PLC的ControNet网络上；再通过ABCConfigTool配置串行网关及其子网，将皮带秤通讯模块的瞬时流量以及累积量传至Anybus；再通过Anybus从站模块与PLC的通讯，实现皮带秤数据与远程控制PLC数据交互。（见图3图4）图3.硬件连接示意图图4.Anybus网关配置2系统特点原生产流程中，仅设计了卸船作业，仅在堆取料机安装三套皮带秤，为实现混配业务的计量，实现了地面皮带机的双向运转，新构建地面皮带秤4套（图5中4#-7#），实现堆取料机皮带秤与对应地面皮带秤计量数据的核对比较。皮带秤安装示意图及网络通讯图，（见图5图6）图5.皮带秤安装示意图图6.混配计量系统网络通讯图该系统有以下特点：2.1在汇总皮带机（位置7#）安装一套四传感器、挂码校验功能的高精度皮带秤（精度0.25%）作为基准参考；2.2皮带秤测速传感器采用数字非接触式，脉冲最大可达7500HZ,感应头正负交错，信号稳定准确；2.3根据堆取料位置不同，通过程序计算启动的先后顺序及联锁停机条件，确保起始环节的均匀混配；2.3作业过程中，堆取料机皮带秤与地面皮带秤的数据实时核对（如1#秤加上估算皮带上的物料要与4#秤偏差小于0.5%）。2.5管理平台采集数据，实现对混配比例波动曲线（见图7）的实时监控，确保混配质量。图7.混配比例波动曲线3社会及经济效益3.1混配精度大大提升，误差由0.5%控制到0.2%左右，高精度混矿作业能够优质高效的完成混矿，既能满足客户需求，又能凭借良好的服务吸引更多的混矿货源，提高外贸接卸量；3.2混配精准控制系统的创建提高了混矿效率，由2015年的4500t/h提高到2016年7000t/h，效率提高了55%，节约流程运转时间，节约电耗费用300余万元；3.3混配精准控制系统的创建，不但实现了混矿过程中的数据采集、比对、计量，保障比例不失调，还确保在混矿开始结尾阶段的质量，无需市提过磅校秤，减少设备能源损耗。4结语混配精准计量控制系统是混矿工艺流程的技术支撑，对于散杂货码头以及钢厂均有借鉴作用，通过各方面的升级改造可以全面动态的掌握计量信息，确保作业质量。通过矿石混配服务，使不同品位、不同价格的矿石，按市场和客户的个性化需求重新配比，每年可为钢厂节省近亿元的采购资金，同时帮助客户降低库存，减轻环保压力，极大地拓宽了大矿山、贸易商的营销渠道，实现了港口、钢厂、贸易商等多方共赢。联系地址:青岛市黄岛区泊里镇董家口港区董家口矿石码头有限公司固机二队联系人：高玉军邮编：266409电话：0532-8298615018553283665邮箱：[e-mail]