现场总线技术在LF炉电子料斗秤中的应用

朱宁岐

南钢中厚板卷厂自动化科，江苏南京 210035

0 引言

LF钢包精炼炉作为钢铁生产中主要的炉外精炼设备，通过电弧加热、吹氩搅拌、合金成分微调、喂丝等手段，可对钢水进行温度控制、成分微调、脱氧、脱硫、夹杂物控制及温度均匀化处理，并能协调转炉与连铸机的生产节奏等，目前已被越来越多的钢厂广泛应用。而其中向钢水中投入可控量的合金及辅原料，以精确的控制钢水的成分，对钢种的质量有着至关重要的作用。本文以新建转炉炼钢厂LF炉为背景，对合金料斗秤控制装置由模拟量转而采用PROFIBUS DP总线控制的方法做一简单介绍。

1 目前的称量控制方法及存在的问题

LF炉合金称量系统由高位料仓、振动给料、料斗、称重压头、称重控制器、PLC控制部分构成。通过变频调速装置控制振动给料机投料，压头和称重控制器完成称量重量的检测。其中压头型号为sartorius的PR6211/333T，称重控制器型号为PR1713/00（配模拟信号输出板PR1713/06）。称量过程中重量值信号通过称重控制器内PR1713/06板输出，信号格式为4-20mA模拟信号，当信号电缆传输距离增加或者秤的量程设定较大时，由于线路的损耗或信号的干扰，此时在远端画面上的重量显示就会与现场称重控制器上的显示不一致，有时偏差很大，不能满足精炼工艺对自动配料系统准确度的要求。

2 改进内容及实现的步骤

1）在称重控制器PR1713/00内安装PROFIBUS DP通讯卡PR1721/11，设定地址及通讯速率。

2）打开STEP7对应项目的硬件组态，加入从站设备驱动文件GWT-00C3.GSD，设置从站与主站通讯接口区地址范围。如图所示：

3） 编制控制程序。

总线通讯卡PR1721通过8Byte读取/8Byte写入方式与主站循环交换数据。其读写窗口格式如下：

8Byte读窗口

8Byte写窗口

4） 应用实例 ：

（1）读入总重。

在写窗口的Byte4（read data type request）写入08代表gross,当重量值有效，在读窗口的Byte4（echo of read data type request）也会出现08，此时，在读窗口的Byte01- Byte03即为总重4532，或者-12。写窗口，字节

读窗口，字节

读窗口，字节

（2）远程清零。写窗口的Byte7为直接控制位。说明如下：

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，在写窗口的Bit0给出0-1的脉冲即可写窗口，字节

（3）读取称重控制器的状态信息。读窗口Byte7为直接控制位。说明如下：

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

读取将此字节并传送到画面，即可在远端监视称重控制器的状态，如零点、是否过载，秤体是否在静止状态等。

3 效益

精炼炉合金称量信号的数字化传输可更加精准的反应出合金实际使用量，尤其是对于很小用量合金的称量有很大优势，即可以节约合金的用量避免了浪费又可以有效进行钢水成分微调；同时通过功能扩展能够准确判断出称量过程出现的各种问题，有效避免卡料或者滑料等异常。

4 结论

使用PROFIBUS DP现场总线技术，通过一根通讯电缆连接现场所有称重控制器，采用数字通信方式取代原先的4-20mA/24VDC信号传递。传统的信号制由4mA～20mA模拟信号制转换为双向数字通信的现场总线信号制，因此不仅可以读取现场控制器的状态，还能够对其进行远程控制，既提高了称量精度，扩充了系统的功能，同时也简化了操作步骤。系统运行2年多来工作可靠、称量稳定、误差小，称量精度基本能控制在1.0%内，对有效地控制钢水成分和温度，提高钢水的品质起到了重要的积极作用。