余姚通用智能重量變送器在高爐槽下中的應(yīng)用

于成龍 汪浩 紀(jì)冬麗

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)自動(dòng)化部鋼區(qū)車(chē)間 271104）

在高爐生產(chǎn)成本壓力日益提高的今天，提高控制精度的有利于降低生產(chǎn)成本，而槽下上料部分在整個(gè)高爐的能耗控制就顯得尤為重要。本文主要介紹了，基于余姚通用智能重量變送器在高爐槽下稱(chēng)重系統(tǒng)中的應(yīng)用及提高稱(chēng)重精度的措施，此重量變送器表現(xiàn)出良好的實(shí)用性、穩(wěn)定性、可靠性。不但達(dá)到了稱(chēng)重要求，而且在多個(gè)方面提高了設(shè)備的控制精度，使其方便、靈活地滿足了生產(chǎn)工藝及控制成本的要求。

1 高爐槽下稱(chēng)重系統(tǒng)工藝概述

槽下稱(chēng)重系統(tǒng)是高爐上料系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，將焦炭與鐵礦石等原理分別送入爐內(nèi)，原料比是高爐煉鐵的重要數(shù)據(jù)，因此，各原料的稱(chēng)量也尤為重要，對(duì)爐料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提高出鐵比例，減少焦炭能耗，有重要意義。

高爐槽下每個(gè)礦倉(cāng)下都有振動(dòng)篩，篩除小于5mm的碎礦，大燒結(jié)礦倉(cāng)的礦經(jīng)過(guò)篩分后分別進(jìn)入料坑的左右中間稱(chēng)量斗，小燒結(jié)礦倉(cāng)的礦經(jīng)篩分后分別進(jìn)入各自配套的稱(chēng)量斗，然后經(jīng)礦石皮帶機(jī)集中運(yùn)送，經(jīng)料坑上方的翻板進(jìn)入料坑中的礦石中間斗，經(jīng)篩分后的5mm燒結(jié)礦經(jīng)返礦皮帶機(jī)運(yùn)到碎礦倉(cāng)。

焦炭設(shè)左右兩個(gè)焦倉(cāng)，倉(cāng)下裝有振動(dòng)篩，焦炭經(jīng)篩分后，大于20mm的塊焦，分別直接進(jìn)入料坑內(nèi)的左右焦炭稱(chēng)量斗，篩下小于20mm的碎焦經(jīng)膠帶機(jī)倒運(yùn)到焦倉(cāng)上振動(dòng)篩，將碎焦分級(jí)成8mm以上和8mm以下兩種產(chǎn)品，大于8mm的焦丁由SJ4膠帶機(jī)運(yùn)至焦丁倉(cāng)，再經(jīng)焦丁給料機(jī)到焦丁稱(chēng)量斗，然后到供料膠帶機(jī)與燒結(jié)礦一起進(jìn)入料坑中間斗。小于8mm的碎焦落入焦粉倉(cāng)等待汽車(chē)外運(yùn)。當(dāng)料車(chē)到底后，相應(yīng)的礦石中間斗或焦炭斗向料車(chē)裝料。

2 余姚通用智能重量變送器的工作原理

該智能變送器以W89E56為系統(tǒng)核心，標(biāo)定、設(shè)定等工作參數(shù)采用EEPROM保存，由傳感器輸出的重量信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)放大器、二階低通有源濾波器處理后，送高精度三斜積分器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，主機(jī)將該信號(hào)讀入處理器后，分成三路進(jìn)行輸出和控制。工作原理框圖如圖二所示：

2.1 重量變送器的繼電器工作過(guò)程：

在工作指示燈亮?xí)r，當(dāng)稱(chēng)量值小于零區(qū)設(shè)定值時(shí),零區(qū)繼電器吸合； 當(dāng)稱(chēng)量值大于下限設(shè)定值時(shí)，下限繼電器吸合同時(shí)下限指示燈亮；當(dāng)稱(chēng)量值繼續(xù)增大到大于等于上限設(shè)定值時(shí)，上限繼電器吸合同時(shí)上限指示燈亮，變送器進(jìn)入放料穩(wěn)定延時(shí)時(shí)間，若在放料穩(wěn)定延時(shí)時(shí)間內(nèi)，稱(chēng)量值穩(wěn)定地大于等于上限設(shè)定值，則在到達(dá)放料穩(wěn)定延時(shí)時(shí)間后，放料繼電器吸合同時(shí)放料指示燈亮，變送器自動(dòng)累加加料次數(shù)和稱(chēng)量值；當(dāng)放料開(kāi)始后，放料繼電器一直吸合，直至稱(chēng)量值小于零區(qū)設(shè)定值，在經(jīng)過(guò)回零延時(shí)時(shí)間后，放料繼電器釋放，零區(qū)繼電器吸合，儀表自動(dòng)回零。在放料過(guò)程中，當(dāng)稱(chēng)量值小于上限設(shè)定值時(shí)，上限繼電器釋放，上限指示燈滅； 當(dāng)稱(chēng)量值小于下限設(shè)定值時(shí)，下限繼電器釋放，下限指示燈滅。工作邏輯波形圖如圖三所示：

在工作指示燈亮?xí)r，上上限、上限、下限、下下限為4個(gè)可設(shè)置的節(jié)點(diǎn)、當(dāng)小于設(shè)定值時(shí)節(jié)點(diǎn)常開(kāi)、當(dāng)≥設(shè)定值時(shí)節(jié)點(diǎn)閉合。

2.2 與類(lèi)似傳感器相比本重量變送器優(yōu)點(diǎn)：

(1)本傳感器采用全數(shù)字稱(chēng)重標(biāo)定技術(shù)，可對(duì)稱(chēng)量值進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)標(biāo)定；

(2)具有自動(dòng)回零功能，方便操作，確保稱(chēng)量的準(zhǔn)確性；

(3)采用帶硬件保護(hù)的EEPROM存儲(chǔ)器，具有掉電數(shù)據(jù)保護(hù)功能；

(4)采用獨(dú)特的輸出保護(hù)電路，具有良好的抗干擾性，適應(yīng)槽下的惡劣環(huán)境；

(5)具有故障自檢功能，便于變送器檢測(cè)維修。

3 余姚通用智能重量變送器在槽下稱(chēng)重中的應(yīng)用

本智能重量變送器在萊鋼1080m3高爐槽下稱(chēng)重系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用，現(xiàn)場(chǎng)稱(chēng)量斗安裝的重量傳感器將檢測(cè)到的信號(hào)傳送到補(bǔ)償接線盒，信號(hào)再傳送給智能重量變送器，信號(hào)經(jīng)處理后一路送到LED顯示屏直接顯示，另一路傳送到PLC經(jīng)處理后由工業(yè)計(jì)算機(jī)顯示，并參與生產(chǎn)控制。

圖一 稱(chēng)重工藝流程圖

圖二 工作原理框圖

圖三 工作邏輯波形圖

圖四 連接示意圖

連接示意圖如圖四所示：

在實(shí)際稱(chēng)重中，當(dāng)放料程序發(fā)出后，礦石稱(chēng)量斗閘門(mén)開(kāi)，料排出。當(dāng)稱(chēng)量值為控制值（初始時(shí)為設(shè)定值的95%）的5%時(shí)，發(fā)出料空信號(hào)并關(guān)閉閘門(mén)，當(dāng)閘門(mén)關(guān)好并稱(chēng)空好后，振動(dòng)篩或給料機(jī)開(kāi)始啟動(dòng)。稱(chēng)量值到控制值（經(jīng)補(bǔ)正）時(shí)，振動(dòng)篩或給料機(jī)停機(jī)，進(jìn)行滿稱(chēng)量。若達(dá)110%控制值（經(jīng)補(bǔ)正）時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本重量變送器在萊鋼1080高爐中得到實(shí)際應(yīng)用證實(shí)，可以對(duì)各物料的消耗進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)采集和監(jiān)控，提高了稱(chēng)量精度，使用方便滿足了生產(chǎn)工藝要求，有利于提高鐵水的產(chǎn)量，起到精確優(yōu)化作用。對(duì)實(shí)際消耗及時(shí)準(zhǔn)確的計(jì)量和統(tǒng)計(jì)分析，有利于提高高爐煉鐵的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)，及其控制原料消耗；對(duì)降低成本、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，起到重大作用。

[1]馬竹梧.煉鐵生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)[M].北京：北京冶金工業(yè)出版社，2005

[2]馬迎馳.PLC控制系統(tǒng)在大中型高爐上的應(yīng)用[J].中國(guó)儀器儀表，2002.02

[3]程鵬.自動(dòng)控制原理[M].北京：高等教育出版社，2003