一、引言
在焦碳生產工藝過程中，需要將氣煤、肥煤、焦煤、瘦煤四種煤按一定比例配成混合煤，然后送入焦爐進行高溫煉焦。配比的準確性以及配料系統的可靠性將直接影響焦碳產品的質量。因此，通過提高焦化配煤系統的可靠性、穩定性、準確性來提高焦碳的質量具有非常重要的社會效益和經濟效益。
焦化的配煤系統對焦炭的質量和焦爐生產操作具有重要意義，為了使煤料的配比更加準確，實現穩定可靠的自動配煤是可行的理想解決方案。
二、自動配煤系統的組成和主要功能
焦化自動配煤系統主要由稱重給料機、數據采集和控制系統、電氣控制系統和上位機計算機、軟件及網絡等構成。
稱重給料機將經過皮帶上的物料，通過稱重秤架下的稱重傳感器進行檢測重量，以確定皮帶上的物料重量；裝在尾部滾筒或旋轉設備上的數字式測速傳感器，連續測量給料速度，該速度傳感器的脈沖輸出正比于皮帶速度；速度信號與重量信號一起送入皮帶給料機控制器，產生并顯示累計量/瞬時流量。給料控制器將該流量與設定流量進行比較,由控制器輸出信號控制變頻器調速，實現定量給料的要求。
稱重給料機的核心部分是皮帶秤（如圖2）。皮帶秤的主要組成由秤架、積算儀和速度傳感器組成；而稱重給料機系統的結構特點和精度通常主要由皮帶秤的設計結構決定。
焦化自動配煤系統中一般要求配料秤具有0.5%的精度；系統控制精度達到1%。
焦化自動配煤系統的主要功能：
（1）實時地檢測各秤的流量、累計量；
（2）可靠地控制各秤按給定值恒流量運行；
（3）配比和總配料量優化計算、下達；
（4）現場工藝流程的動態模擬畫面顯示、配比、柱形圖、歷史曲線圖等；
（5）現場工藝、操作、過程參數的設置、改寫；
（6）各種故障限、報警提示及登錄、自動換倉處理等；
（7）系統配比精度評價；
（8）數據庫、打印輸出功能。
三、西門子全集成稱重方案的設計
一般地講，配料所用的稱重給料機的控制器分為三種模式：單機控制器、機組控制器和PLC型控制器。
單機控制器一般采用和皮帶秤配套的帶控制功能的積算儀或采用以單片機技術為基礎的控制器來實現，優點是配置靈活，與稱重給料機一一對應使用，一臺設備出現故障不影響其他設備工作，屬于分布式控制；缺點是能實現的功能受到限制，經常需要配其他控制系統才能實現較為復雜的控制功能。
機組控制器是以PC總線工控機為基礎，優點是功能強大，操作直觀方便，屬于集中控制；缺點是系統可靠性不高，目前采用這種方式的廠家并不是很多。
PLC型控制器是以PLC這種目前在工業生產中普遍采用的控制設備為硬件，通過軟件組態實現配料的功能。其優點是：組態方式靈活、通訊方式多樣、性價比很高，特別適合多臺稱重給料機共同組成較大型的配料系統的應用；缺點是：目前很多公司采用PLC的I/O輸入功能直接接受來自稱重傳感器的模擬量信號，不僅精度差，而且抗干擾能力非常弱，在有些單位還出現過系統整體失控的嚴重事故。西門子公司推出了和Siemens Simatic系統完全兼容的Siwarex FTC的解決方案，就可以很好彌補這種方案的不足。
3.1、基于TIA（全集成自動化）技術的皮帶秤系統
基于西門子SIWAREX FTC全集成電子積算儀的稱重系統主要由帶秤橋支架的稱重傳感器、皮帶速度傳感器、SIWAREX FTC動態稱重電子模塊三部分組成。
西門子SIWAREX FTC動態稱重電子模塊可直接集成于S7-300PLC中，也可通過ET200M遠程I/O方式集成于S7-400PLC/PCS 7中，是一款具有高精度、高速稱重功能的PLC擴展模塊，具有與SIMATIC S7/PCS7統一的設計平臺和通訊功能，具有強大的可編程、自診斷和遠程通訊功能。全集成稱重系統示意圖如圖3：
