2019年底公司根据本质化安全要求炼钢厂原料供料操作人员搬离炉后危险区域，为此确定了在高位料仓增设料位计检测，人员由炉后35米平台的随车布料操作改到地面上料操作室内依据视频监控人工定位布料小车的远程手动布料操作模式。项目难点及主要研究内容如下：

1.1  布料小车自动精准定位技术

由于布料小车安装精度低，运行轨迹偏差大，采用接近开关或编码器检测位置，存在误差大且故障率高的问题；高位料仓接料口小，只有500×500mm2,与布料小车下料口大小一致，视频监控下布料小车放料口与料仓接料口稍有位置偏差，就会导致物料撒落到料仓外；原方案为了克服传统接近开关或编码器位置检测存在的问题，计划采用人工根据视频监控操作布料小车对位，操作人员工作量大且受视频图像清晰度及拍摄角度影响大。

经多方查询资料，结合生产实际，最终选用了检测精度高、适用于恶劣环境、质量稳定可靠的格雷母线进行位置检测，并配套对布料小车进行变频调速改造，采用PID位置闭环控制系统进行精确定位：由格雷母线全程跟踪布料小车位置，小车正常运行速度为40HZ，当小车到达下一目标位置前0.5米范围开始自动减速PID位置闭环控制，以低速5Hz运行，到达预定位置时自动停车，实现布料小车的精确定位。格雷母线位置检测精度达到±2mm，布料小车最终定位精度达到±5mm范围内，完全满足布料口径小、易将物料撒落在布料口外的要求。

1.2  料位检测及校验

由于转炉料仓内最高温度高达200℃，且料仓较小：小料仓宽度只有1米，深度只有5.5米，料仓下部只有400×400mm2，料位不易检测，在布料过程中物料颗粒有飞溅现象，料仓内料位的准确检测具有一定难度。为了避免料位检测信号发生较大偏差，影响下料的准确执行，原设计在一个料仓内采用两个高频雷达料位计检测料位信号，但实际检测中到底取哪个值作为准确料位，并不易选择。

普通雷达料位计发射频率为26GHz以下，波束角为大于5°，检测目标底部小时，实际检测不到底部料位，且抗干扰能力弱，易受物料飞溅、不规则料仓壁影响。为了解决小料仓料位检测难题，经过多次研讨，优化方案，最终决定：选用检测角度等于3°的80GHz高频雷达料位计对转炉高位料仓料位进行实时检测(如下图一)，经实践检验证明:相对26GHz雷达抗干扰能力强，能排除物料飞溅对料位检测值的影响。仪表电路稳定工作范围一般在40℃以下，我们选用了耐高温雷达料位计，长期工作温度也不能超过120℃，为了解决200℃高温对雷达料位计稳定性的影响，又在S2皮带上安装一台皮带秤累积计量加到某个高位料仓物料重量(如下图二)，来校验雷达料位计检测值，防止高位料仓溢料、缺料。而省出24个料仓的24个雷达料位计。

1.3  智能布料总体方案研究

1.3.1 容积小，料位变化频繁

我公司转炉容积小：较大的石灰仓容积只有21.486m3,装满约30t，空仓补料时间只需20min左右；焦粒仓和烧结矿仓容积只有6.634m3,只能装6-7t，空仓补料时间只需4min左右。目前最大装入量只有70t，转炉用辅料具有小批量、多频次的特点，导致高位料仓料位变化频繁（如下图三）。原料输送距离相对较长，布料紧张：原料从低位储料仓经振动给料机、各条皮带输送机到达转炉高位料仓全程约需4.6min，比小仓补料时间还长。

图三：3小时内转炉高位料仓料位变化记录趋势图

1.3.2 料仓多，每班单料仓布料频次多

由于三座转炉的3*8个料仓在一条直线皮带上，布料小车在三座转炉高位料仓70米范围内需定位24个料仓，由于料仓小，料位变化频繁，空仓布料时间短。

每个班对每座转炉2-3个料仓的布料约需5-6趟(图四)，过于频繁。为了满足转炉用料需求且避免混料，自动控制程序需要处理的问题点较多，要求程序设计非常严谨。

1.3.3 规避混料现象的研究

针对人工布料时发生过混料现象，程序设计时，为了避免这类问题再次出现，在自动布料时⑴对高位用料仓、低位储料仓进行了规划。⑵每个不同料种料仓布料中间预留了200S空皮带运转，以防不同物料加入同一料仓中，避免混料。

1.3.4 智能布料程序设计

为了解决以上难题，防止高位料仓混料，布料控制程序经过25天的调试，总结不同料仓内各种物料上料及布料过程中时间节点、料位及通过S2皮带上的皮带秤的物料量，经综合运算实现了预设功能，确保了高位料仓不混料。

智能布料控制：模式一 、布料程序收到某个料仓料位低报警信号时，优先对该料仓进行补料，该料仓料位计达到上限设定值时停止对该料仓补料，等到下一个料位低信号到后，为了防止混料，间隔200S后以同样方法再对另一个料仓补料。模式二、为了避免模式一只依据高位料仓料位变化进行布料导致的布料小车频繁移动，根据转炉冶炼消耗散装料的比例，可设定优先对某种料进行布料(如下图五)，以减小布料小车频繁移动占用实际布料时间。

操作人员只需定期对设备进行现场点检维护，不必再全程跟随进行现场操作。

半自动布料控制：由于全自动布料需考虑到防止混料的要求，在更换每种料的布料时的延时停止上料时间相对较长，上料系统总体工作时间较长。为了减少上料系统工作时间，可以由人工指定需要布料的料仓，在人工依据视频监控皮带上是否不怕混料的前提下，提前启动振动给料机及皮带布料，减少皮带空运行时间，缩短不同料种或不同炉座料仓的上料等待时间。