[摘要] 本文介紹了位置變送器的工作原理及在萊鋼軋鋼廠中小型車間加熱爐中的應(yīng)用，針對(duì)由于位置變送器檢測(cè)不準(zhǔn)確造成加熱爐不能正常裝鋼、出鋼等問題，提出了具體的解決方法，解決了生產(chǎn)中一大難題。
    [關(guān)鍵詞] 加熱爐 位置變送器 檢測(cè)

    1  概述

    萊鋼軋鋼廠中小型車間加熱爐是步進(jìn)式加熱爐，用來對(duì)鋼坯進(jìn)行加熱。生產(chǎn)能力為120t /h（普碳鋼）和105t/h（彈簧鋼）。加熱爐自動(dòng)控制系統(tǒng)采用瑞典ABB公司的Master Piece200/1系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)主要由MP200/1控制站、AS515操作站和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制設(shè)備三部分組成。主體設(shè)備包括固定梁、活動(dòng)梁、推鋼機(jī)、緩沖擋板、入爐輥道、出爐輥道、液壓站等設(shè)備。待加熱鋼坯在入爐輥道經(jīng)測(cè)長、稱重檢測(cè)后，若為合格鋼坯（6000—10000mm），則自動(dòng)打開入爐門，由入爐輥道送至爐內(nèi)，緩沖擋板會(huì)定位鋼坯在爐內(nèi)縱向位置，推鋼機(jī)推鋼坯至爐內(nèi)活動(dòng)梁第一位置，活動(dòng)梁前進(jìn)一個(gè)步距，活動(dòng)梁上最后位置的鋼坯卸至出爐輥道，加熱爐出鋼。在加熱爐鋼坯定位控制系統(tǒng)中，推鋼機(jī)、活動(dòng)梁、緩沖擋板三個(gè)設(shè)備的位置檢測(cè)起著極其重要的作用，檢測(cè)的準(zhǔn)確與否直接影響鋼坯能否正常自動(dòng)進(jìn)鋼、爐內(nèi)鋼坯定位、鋼坯爐內(nèi)跟蹤、自動(dòng)出鋼等。 

    2 位置變送器檢測(cè)原理
    位置變送器可分為拉線式和拉桿式兩種，檢測(cè)原理基本相同。當(dāng)設(shè)備動(dòng)作時(shí)，位置變送器的拉桿或拉線會(huì)隨之拉出或縮回，帶動(dòng)位置變送器內(nèi)的滑線電阻，位置變送器的輸出電壓也會(huì)發(fā)生變化，位置變送器的輸出電壓差值與設(shè)備運(yùn)動(dòng)的位移呈一定函數(shù)關(guān)系。位置變送器的電壓差值經(jīng)過AI模板送入PLC，PLC計(jì)算可得出設(shè)備的位移，參與鋼坯爐內(nèi)定位控制，并可在操作站AS515上顯示。

    對(duì)于被檢測(cè)設(shè)備由于位移，位置變送器阻值偏離設(shè)計(jì)工況引起的位移測(cè)量誤差等，可通過程序修改來調(diào)整，從而提高測(cè)量精度及可靠性。
    根據(jù)實(shí)際檢測(cè)原理可得位移方程：
    ΔL=ΔV＊A+L。
    ΔL:位移      ΔV:電壓差值    
    A:位移系數(shù)     L。:修正值  

    3 位置變送器的應(yīng)用
    加熱爐共安裝四個(gè)位置變送器，分別檢測(cè)推鋼機(jī)、活動(dòng)梁（平移和提升）、緩沖擋板三個(gè)設(shè)備的位置。推鋼機(jī)、活動(dòng)梁平移的位置變送器為拉桿式位置變送器，緩沖擋板和活動(dòng)梁提升的位置變送器為拉線式位置變送器.活動(dòng)梁平移位置變送器型號(hào)為LWG750,測(cè)量范圍0-1000mm,提升位置變送器型號(hào)為 LWH600,測(cè)量范圍0-1000mm, 推鋼機(jī)位置變送器型號(hào)為LWH600,測(cè)量范圍0-2000mm, 緩沖擋板位置變送器型號(hào)為P-75A,測(cè)量范圍0-2500mm,精度等級(jí)0.3%。加熱爐全長22150mm，活動(dòng)梁一個(gè)步距為237mm，在加熱爐鋼坯定位系統(tǒng)中，為對(duì)每一根鋼坯進(jìn)行定位和跟蹤，鋼坯在爐內(nèi)位置的檢測(cè)極為關(guān)鍵。加熱爐共100個(gè)跟蹤位置，記做P1,P2,P3……P100,其中，P1, P2,P3……P93位于爐內(nèi)活動(dòng)梁上，在加熱爐進(jìn)料、出料過程中，緩沖擋板、對(duì)齊推鋼機(jī)、步進(jìn)梁平移以及步進(jìn)梁上下的位置檢測(cè)非常重要，只有在其到達(dá)一定位置時(shí)，才可控制相應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。

    3．1 步進(jìn)梁平移的位置控制
 
    步進(jìn)梁的平移位置由位置變送器（AI3.8/ZT4）測(cè)得：ZT4-0.00=步進(jìn)梁平移位置（AOC131）
    步進(jìn)梁平移步距分為（a）：AOC136=355.500mm（大步距）（b）：AOC136=355.500mm（大步距）
    AOC131>=AOC136        步進(jìn)梁處于“最后位”     
    AOC131>=AOC136-50.000mm   步進(jìn)梁處于“緩慢后退位”
    AOC131<=50.000mm       步進(jìn)梁處于“后退位”
    AOC131<=0.000mm       步進(jìn)梁處于“最前位”

    3．2 步進(jìn)梁上下的位置控制

    步進(jìn)梁的上下運(yùn)動(dòng)位置由位置變送器（AI3.7/ZT3）測(cè)得：ZT3-30.700=步進(jìn)梁上下位置（AOC178）
    AOC178>=195.000mm      步進(jìn)梁處于“最高位”     
    AOC178>=170.000mm      步進(jìn)梁處于“緩慢上升位”
    AOC178>=82.000mm       步進(jìn)梁處于“抬鋼坯位”
    AOC178>=0.000mm       步進(jìn)梁處于“慢速抬鋼坯位”
    AOC178<=105.000mm      步進(jìn)梁處于“慢速放鋼坯位”     
    AOC178<=78.000mm       步進(jìn)梁處于“放鋼坯位”
    AOC178<=30.000mm       步進(jìn)梁處于“緩慢下降位”
    AOC178<=5.000mm       步進(jìn)梁處于“最低位”
    當(dāng)78.000mm<=AOC178<=82.000mm時(shí)，步進(jìn)梁處于“軋制線位置”

    3．3 緩沖擋板的位置控制

    緩沖擋板的平移位置由位置變送器（AI3.6/ZT2）測(cè)得：ZT2-42.790=緩沖擋板平移位置（AOC27）鋼坯的定位位置=AOC26/position of center billet
    （1）AOC27>=1500.000mm      緩沖擋板處于“最前位”     
    （2）AOC27>=1400.000mm      緩沖擋板處于“緩慢前進(jìn)位”
    （3）AOC27>=AOC26+100.000mm   緩沖擋板處于“慢速脫離鋼坯位”
    （4）AOC27>=AOC26+10.000mm    緩沖擋板處于“暫停后退位”
    （5）AOC27<=AOC26-10.000mm    緩沖擋板處于“暫停前進(jìn)位”     
    （6）AOC27<=AOC26-100.000mm   緩沖擋板處于“緩慢接觸鋼坯位”
    （7）AOC27<=30.000mm       緩沖擋板處于“慢速后退位”
    （8）AOC27<=0.000mm       緩沖擋板處于“最后位”
    當(dāng)AOC26-10.000mm<=AOC27<=AOC26+10.000mm時(shí)，緩沖擋板處于“平衡位置”
    緩沖擋板位置控制分兩種情況:（A）手動(dòng)測(cè)試執(zhí)行（1）、（2）、（3）、（4）步驟 （B） 鋼坯定位執(zhí)行（5）、（6）、（7）、（8）步驟

    3．4 對(duì)齊推鋼機(jī)的位置控制

    對(duì)齊推鋼機(jī)的平移位置由位置變送器（AI3.5/ZT1）測(cè)得：ZT1-326.200=對(duì)齊推鋼機(jī)平移位置（AOC180）
    （1）AOC180>=697.000mm      對(duì)齊推鋼機(jī)處于“最前位”     
    （2）AOC180>=500.000mm      對(duì)齊推鋼機(jī)處于“緩慢前進(jìn)位”
    （3）AOC180>=AOC28-160.000mm   對(duì)齊推鋼機(jī)處于“慢速前進(jìn)位”
    （4）AOC180>=AOC28-4.000mm    對(duì)齊推鋼機(jī)處于“推鋼位置”
或AOC180>=AOC28-4.000mm
    （5）AOC180<=0.000mm       對(duì)齊推鋼機(jī)處于“慢速后退位”     
    （6）AOC180<=-290.000mm      對(duì)齊推鋼機(jī)處于“最后位”
對(duì)齊推鋼機(jī)位置控制分兩種情況：（1）、（2）、（5）、（6）用于測(cè)試（3）、（4）用于推鋼

    4 位置變送器維護(hù)及更換

    4、1 位置變送器的維護(hù)

    日常巡檢時(shí)，應(yīng)檢查位置變送器安裝螺絲、插頭是否松動(dòng)，設(shè)備動(dòng)作位移是否與操作站顯示相一致。當(dāng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)位移不正常時(shí)，出現(xiàn)鋼坯不能正常入、出爐等現(xiàn)象時(shí)，先檢查位置變送器是否損壞、安裝螺絲是否松動(dòng)；若位置變送器正常，可手動(dòng)測(cè)試設(shè)備，標(biāo)記設(shè)備動(dòng)作位移，然后與加熱爐操作站的設(shè)備位移顯示值相比較，如有誤差且呈線性，先手動(dòng)調(diào)節(jié)位置變送器的拉桿或拉線的長度，然后測(cè)試設(shè)備；若仍有誤差，可根據(jù)情況適當(dāng)修改程序中的修正值、位移系數(shù)。位置變送器損壞嚴(yán)重或誤差太大無法調(diào)節(jié)，應(yīng)更換位置變送器。無備件更換時(shí)，可修改相應(yīng)數(shù)據(jù)庫元素和程序，更換為不同型號(hào)、精度等級(jí)高、能使用的位置變送器。

    4、2 位置變送器的更換

    推鋼機(jī)位置變送器原為拉線式位置變送器，由于推鋼機(jī)動(dòng)作頻繁，工作環(huán)境差，位置變送器損壞頻繁，現(xiàn)更換為拉桿式位置變送器。平移梁位置變送器在 2001年10月由于檢測(cè)不準(zhǔn)確，影響鋼坯爐內(nèi)跟蹤、出鋼等控制功能。原P-75A型位置變送器購買困難，先更換為LWG750型位置變送器。位置變送器檢測(cè)原理基本相同，更換方案也基本相同，現(xiàn)就平移梁位置變送器更換為例，加以說明。
    平移梁位置變送器更換方案：
    （1） 把平移梁手動(dòng)移到最前位，停止，在主控室編程器上記下RMC1:AI3.8/ZT4此時(shí)的輸出值X1；
    （2） 把新的LWG750型位置變送器換上，接線，固定拉桿；
    （3） 在主控室編程器修改AI3.8/ZT4數(shù)據(jù)庫元素的轉(zhuǎn)換參數(shù)：由450改為750；
    （4） 重新觀察此時(shí)輸出值X2記下；
    （5） 修改位置變送器基準(zhǔn)調(diào)整參數(shù)，通過RMC1PC3.1.4:2,進(jìn)行具體方案是：新值=原值+（X2-X1）;
    （6） 裝鋼測(cè)試，建議裝鋼一只或兩只；
    （7） 調(diào)試程序；

    5  結(jié)束語

    位置變送器屬于兩線制檢測(cè)儀表，具有接線簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。由于位置變送器檢測(cè)準(zhǔn)確性的提高，為加熱爐穩(wěn)定正常燒鋼出鋼創(chuàng)造了有利條件，加熱能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求，節(jié)能降耗成果明顯，大大減輕操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，為加熱爐正確操作提供了科學(xué)依據(jù)，確保加熱爐安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

    參考文獻(xiàn)
    [1] AUTOMAZIONE AREA FORNO FUIRNACE AREA AUTOMATION :245-247