[科普中国]-失重计量装置

简介

随着上个世纪80年代贵溪冶炼厂闪速炉炼铜先进技术的引进，标志着我国炼铜技术和装备水平己在显著提高。铜精矿失重计量装置是江铜贵溪冶炼厂二期从芬兰引进的闪速炉关键设备之一，它是否运行良好，是否运行稳定，是否精度高，是否故障率低都将直接影响闪速炉的投料量、冰铜品位和炉况。因此，对于铜精矿失重计量装置的工作原理的研究具有十分重大的现实意义1。

铜精矿失重计量给料系统系统组成失重计量给料装置由称重仓，负载传感器，搅拌器及给料螺旋组成，与该装置密切相关的设备有加料阀组、伸缩节、加料斗及附属的使加料更快的流态化装置。这些设备的有机组合能确保失重计量给料系统均匀顺畅，计量准确。失重计量装置的控制器是WB-930失重给料控制器，通过调节螺旋给料机的转速，获得设定的质量流量。WB-930控制器主要控制下列设备:螺旋给料机、加料阀、搅拌机、流态化阀以及通风阀。

系统工作原理失重给料控制系统根据称重仓总重量的减少，连续计算投料量，并将该投料量与设定点进行比较，控制给料螺旋的速度，从而使投料量与设定值相符，通过投料控制器WB-930控制器)连续工作，直到称重仓的总重量达到预设定的下限设定值，这一工作阶段称为排料阶段。称重仓总重量达到下限设定值时，称重仓上面的球面加料阀将自动打开，开始给称重仓加料，加料阀保持打开状态，直到称重仓的总重量达到预设定的上限设定值时，加料阀再次关闭，开始新的失重排料控制周期，这一工作阶段称为加料阶段。

在加料阶段，无法测量从称量仓中排出的料量，只能估计，通过调节螺旋的转速可以准确地保持投料量恒定，这时测量值保持加料前瞬间的流量，不进行失重计算2。

控制器的工作原理排料期控制器的操作在W B-930控制器中，内部PID控制器功能上保持瞬间的物料流量的精确，其控制间隔为1秒(或几秒)，通过设定参数来定义。瞬间测量值输入到最新测量结果的环形缓冲器内并计算其和测量值，此处作为内回路测量值，用此值计算设定值和测量值之间的差。

外部PI对空制器的功能是保持长期的精确，PI对空制器控制时间比PID控制器的控制时间长，其间隔一般为一分钟，外部PID对空制器控制内部控制器设定值。

前馈控制回路是通过螺旋性能用插入法获得的，该螺旋性能是分段线性，按重量流量呈增加趋势。

加料期间控制的操作加料期间可以采用以下3种不同的方式:

1.恒定控制方式依加料期间不控制螺旋，也就是螺旋转速保持不变);

2.匀汁曾加控制方式胜加料期间增加螺旋的转速;

3.降低控制方式胜加料期间降低螺旋的转速。

增加和降低的控制方式是相同的，只是变化的方向不同，可以通过设定参数来决定加料期间的螺旋转速变化方向及变化大小。

控制器与集散控制系统W B-930控制器是通过RS485串行接口和DCS连接。RS485串行接口应用MODBUSRTU协议，除了变频器送过来的电流信号外，其余数据通过通讯方式到DCS上显示，例如称重仓重量、流量、螺旋加料器转速、加料阀通风阀的开户趁信号，螺旋给料机和搅拌机的运行信号等等。

B-930有两种操作方式:自动和手动。作为正常的操作方式，自动操作可以是本地操作或远方操作，处于远方自动操作中，DCS通过串行通讯，将设定值和启动信号送到WB-930控制器中，WB-930控制器接到信号后，开始启动系统。同样DCS也可以通过串行通行停止系统。

矿失重秤计量装置加料步骤当启动命令接收后，进行一系列检查。根据设定的加料下限参数，决定是进行加料还是排料。正常的操作周期是排料、加料和排料允许等待。在排料允许等待过程中，反馈PID控制器回路是关闭的，直到加料结束后，并延迟一段时间，才进入排料阶段2。

使用过程中常遇见的问题失重秤装置运行己经4年多了，在这4年多的维护过程中，主要有以下一些问题

失重秤波动失重秤波动原因很多，例如负载传感器与称重仓的连接处是否随着时间推移而有所变化;称重仓的伸缩节是否粘接;通气管是否己堵死等等。一般主要原因还是称重仓的伸缩节粘接后，造成两台失重秤相互干扰而引起波动。例如1#称重仓的伸缩节粘接后，2#称重仓开始加料时，将引起1#称重仓的总重量波动。从而引起下料量的波动，解决办法，利用月修或定修时间进行清理。

加料阀关闭不到位加料阀关闭不到位，将严重影响下料量，从而严重影响炉况。加料阀关闭不到位的主要原因仍然是粘接问题。当加料阀关闭不到位，就必须停产检修，并且检修时间比较长。通过对加料阀改造后，确保了加料阀关闭不到位时，能在线检修。

当然还有许多小问题，例如现场环境差，容易造成现场电磁阀短路等等，都能通过改造解决1。

总结介绍了铜精矿失重计量装置基本的工作原理，运行步骤，以及一些常见故障。其实WB-930控制器内部设定参数很多，涉及校验参数、报警设定参数、串口通讯数据参数、数字输入乃俞出组态参数等等。总的来说，铜精矿失重计量装置精度高，故障率低，稳定性好，这就确保了闪速炉的作业率和炉况的稳定1。