現(xiàn)場總線技術(shù)在LF爐電子料斗秤中的應(yīng)用

朱寧岐

南鋼中厚板卷廠自動化科，江蘇南京 210035

0 引言

LF鋼包精煉爐作為鋼鐵生產(chǎn)中主要的爐外精煉設(shè)備，通過電弧加熱、吹氬攪拌、合金成分微調(diào)、喂絲等手段，可對鋼水進(jìn)行溫度控制、成分微調(diào)、脫氧、脫硫、夾雜物控制及溫度均勻化處理，并能協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)爐與連鑄機(jī)的生產(chǎn)節(jié)奏等，目前已被越來越多的鋼廠廣泛應(yīng)用。而其中向鋼水中投入可控量的合金及輔原料，以精確的控制鋼水的成分，對鋼種的質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。本文以新建轉(zhuǎn)爐煉鋼廠LF爐為背景，對合金料斗秤控制裝置由模擬量轉(zhuǎn)而采用PROFIBUS DP總線控制的方法做一簡單介紹。

1 目前的稱量控制方法及存在的問題

LF爐合金稱量系統(tǒng)由高位料倉、振動給料、料斗、稱重壓頭、稱重控制器、PLC控制部分構(gòu)成。通過變頻調(diào)速裝置控制振動給料機(jī)投料，壓頭和稱重控制器完成稱量重量的檢測。其中壓頭型號為sartorius的PR6211/333T，稱重控制器型號為PR1713/00（配模擬信號輸出板PR1713/06）。稱量過程中重量值信號通過稱重控制器內(nèi)PR1713/06板輸出，信號格式為4-20mA模擬信號，當(dāng)信號電纜傳輸距離增加或者秤的量程設(shè)定較大時，由于線路的損耗或信號的干擾，此時在遠(yuǎn)端畫面上的重量顯示就會與現(xiàn)場稱重控制器上的顯示不一致，有時偏差很大，不能滿足精煉工藝對自動配料系統(tǒng)準(zhǔn)確度的要求。

2 改進(jìn)內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的步驟

1）在稱重控制器PR1713/00內(nèi)安裝PROFIBUS DP通訊卡PR1721/11，設(shè)定地址及通訊速率。

2）打開STEP7對應(yīng)項目的硬件組態(tài)，加入從站設(shè)備驅(qū)動文件GWT-00C3.GSD，設(shè)置從站與主站通訊接口區(qū)地址范圍。如圖所示：

3） 編制控制程序。

總線通訊卡PR1721通過8Byte讀取/8Byte寫入方式與主站循環(huán)交換數(shù)據(jù)。其讀寫窗口格式如下：

8Byte讀窗口

8Byte寫窗口

4） 應(yīng)用實(shí)例 ：

（1）讀入總重。

在寫窗口的Byte4（read data type request）寫入08代表gross,當(dāng)重量值有效，在讀窗口的Byte4（echo of read data type request）也會出現(xiàn)08，此時，在讀窗口的Byte01- Byte03即為總重4532，或者-12。寫窗口，字節(jié)

讀窗口，字節(jié)

讀窗口，字節(jié)

（2）遠(yuǎn)程清零。寫窗口的Byte7為直接控制位。說明如下：

Bit 7 Set the fixtare value to the actual weight

Bit 6 Tare the scale with the fixtare value

Bit 5 Reset power fail flag

Bit 4 Deactivate analog test

Bit 3 Activate the analog test

Bit 2 Reset tare

Bit 1 Set tare

Bit 0 Set the scale to zero, when the weight iswithin the zero set range

其中Bit0用于清零，在寫窗口的Bit0給出0-1的脈沖即可寫窗口，字節(jié)

（3）讀取稱重控制器的狀態(tài)信息。讀窗口Byte7為直接控制位。說明如下：

Bit 7 Out of calibration

Bit 6 Stand still

Bit 5 Within zero set range

Bit 4 Zero in 1/4d

Bit 3 Below zero

Bit 2 High than overload

Bit 1 High than FSD

Bit 0 Error number in gross

讀取將此字節(jié)并傳送到畫面，即可在遠(yuǎn)端監(jiān)視稱重控制器的狀態(tài)，如零點(diǎn)、是否過載，秤體是否在靜止?fàn)顟B(tài)等。

3 效益

精煉爐合金稱量信號的數(shù)字化傳輸可更加精準(zhǔn)的反應(yīng)出合金實(shí)際使用量，尤其是對于很小用量合金的稱量有很大優(yōu)勢，即可以節(jié)約合金的用量避免了浪費(fèi)又可以有效進(jìn)行鋼水成分微調(diào)；同時通過功能擴(kuò)展能夠準(zhǔn)確判斷出稱量過程出現(xiàn)的各種問題，有效避免卡料或者滑料等異常。

4 結(jié)論

使用PROFIBUS DP現(xiàn)場總線技術(shù)，通過一根通訊電纜連接現(xiàn)場所有稱重控制器，采用數(shù)字通信方式取代原先的4-20mA/24VDC信號傳遞。傳統(tǒng)的信號制由4mA～20mA模擬信號制轉(zhuǎn)換為雙向數(shù)字通信的現(xiàn)場總線信號制，因此不僅可以讀取現(xiàn)場控制器的狀態(tài)，還能夠?qū)ζ溥M(jìn)行遠(yuǎn)程控制，既提高了稱量精度，擴(kuò)充了系統(tǒng)的功能，同時也簡化了操作步驟。系統(tǒng)運(yùn)行2年多來工作可靠、稱量穩(wěn)定、誤差小，稱量精度基本能控制在1.0%內(nèi)，對有效地控制鋼水成分和溫度，提高鋼水的品質(zhì)起到了重要的積極作用。