本文介紹了電子秤自動計量技術(shù)的發(fā)展和分類，并結(jié)合煉鋼實(shí)際，對煉鋼自動計量物流管理系統(tǒng)的開 發(fā)、設(shè)計、組成、功能、推廣進(jìn)行了論述。同時也對轉(zhuǎn)爐煉鋼的計量技術(shù)措施及效益貢獻(xiàn)進(jìn)行了簡要描 述。

基于計算機(jī)系統(tǒng)和電子定位技術(shù)的緊密結(jié)合，工業(yè)物流系統(tǒng) 被廣泛應(yīng)用于冶金、石油、化工、公路鐵路、港口碼頭等各個領(lǐng)域。 煉鋼物流管理系統(tǒng)是現(xiàn)代煉鋼自動化管理的重要組成部分，是將 煉鋼在生產(chǎn)過程中的時間流、溫度流和物質(zhì)流等參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)解 析、綜合集成和優(yōu)化而形成的系統(tǒng)調(diào)控技術(shù)。

我們充分運(yùn)用先進(jìn)的、成熟的物流管理軟件，并結(jié)合型鋼煉 鋼廠現(xiàn)場實(shí)際，開發(fā)、推廣和應(yīng)用了集數(shù)據(jù)采集、調(diào)度指揮、物流 管理、事故預(yù)測為一體的物流管理系統(tǒng)，近年來在萊鋼集團(tuán)銀山 前區(qū)煉鋼廠和型鋼公司煉鋼廠投入使用。通過幾年來的運(yùn)行、維 護(hù)及軟硬件的不斷改版升級，該系統(tǒng)安全、可靠、運(yùn)行平穩(wěn)，對轉(zhuǎn) 爐生產(chǎn)管理和各項經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提高具有很大的指導(dǎo)作用，同 時也為煉鋼廠全面提高自動化管理水平打下了堅實(shí)基礎(chǔ)。

1.電子秤自動計量介紹

電子秤自動計量系統(tǒng)分布于冶金石油化工等各個領(lǐng)域。它開 始于20世紀(jì)80年代，伴隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)逐步普及， 單片機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，電子秤計量自動化水平越來 越高。各種物料通過電子秤時預(yù)制相連的計算機(jī)系統(tǒng)完全能 夠自動記錄，從而擺脫了人工記錄的隨意性，提高了記錄精度。 現(xiàn)在，無線數(shù)傳變得越來越簡單可靠，各種裝在運(yùn)動載體上的電子秤也可以將其二次儀表上的數(shù)據(jù)通過無線方式傳到控制室 終端計算機(jī)上從而實(shí)現(xiàn)計量的自動化。

2.電子秤自動計量系統(tǒng)分類

電子秤自動計量系統(tǒng)可分為如下2 1、2 2 2 3幾種類型， 其中靜態(tài)電子秤（2 1、2 2)如果二次表和計算機(jī)距離較近，一 般二次表和計算機(jī)采取有線方式連接。動態(tài)電子秤的二次表 和計算機(jī)之間則完全采用無線數(shù)傳方式連接。其中2 3所涉及 的天車自動計量物流管理系統(tǒng)就是本文重點(diǎn)要討論的內(nèi)容。

2 .1靜態(tài)電子秤和靜態(tài)稱量物

如臺秤、汽車衡、靜態(tài)軌道衡等衡器上的計算機(jī)（包括單片 機(jī)）自動稱量系統(tǒng)。我鋼廠鐵合金料自動秤量系統(tǒng)就是一個典型 的例子。

2 2靜態(tài)電子秤和動態(tài)稱量物 如動態(tài)軌道衡系統(tǒng)。

2.3動態(tài)電子秤

如天車自動稱量系統(tǒng)、吊車秤自動稱量系統(tǒng)、大包秤等。

3.天車自動計量的構(gòu)成

天車定位計量是針對天車秤的數(shù)據(jù)采集而安裝的一套自動 檢測系統(tǒng)，它根據(jù)工藝流程，使計算機(jī)對采集到的數(shù)據(jù)加以理解、 認(rèn)識，進(jìn)而學(xué)習(xí)這個工藝過程，然后對天車的運(yùn)行過程進(jìn)行自動 跟蹤、智能分析，從而實(shí)現(xiàn)天車秤的自動數(shù)據(jù)統(tǒng)計。它代替了抄 報員的繁重工作及人為的報表疏忽造成的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、虛報、漏報 現(xiàn)象。

天車自動計量系統(tǒng)由3 13 2 3 3等幾部分構(gòu)成，一臺計算 機(jī)可同時接收多部天車的信號，通過互相之間的邏輯關(guān)系可以實(shí) 現(xiàn)整個系統(tǒng)的自動計量。本系統(tǒng)設(shè)計思想及實(shí)現(xiàn)在國內(nèi)計量行 業(yè)具有首創(chuàng)性，引起了許多大型鋼鐵企業(yè)的關(guān)注。

3.1天車部分

定位裝置在到達(dá)特定位置時通過該處的位置標(biāo)識識別所處位置?？刂茊卧邮盏降闹亓啃盘柡臀恢眯盘栕詣哟虬ㄟ^電 臺發(fā)給計算機(jī)控制部分。同時控制單元接收計算機(jī)所發(fā)送的命 令并執(zhí)行相應(yīng)的動作?？刂茊卧瑫r還可以在超過設(shè)定的范圍 的數(shù)值時發(fā)出報警。（見圖1)

3.2位置標(biāo)識部分

本部分由分布在現(xiàn)場或天車上特定位置的位置標(biāo)識構(gòu)成，位 置標(biāo)識供天車上的定位裝置識別位置時使用。

3.3計算機(jī)控制部分

計算機(jī)接收到天車上發(fā)來的信息,通過設(shè)定好的程序邏輯自 動判斷操作員在天車上進(jìn)行了哪一種操作，并自動記錄下有關(guān)的 重量。計算機(jī)控制部分還可以給天車發(fā)送清零、去皮、復(fù)位等命 令。（見圖2)

4.天車自動計量系統(tǒng)在煉鋼廠的應(yīng)用

4. 1煉鋼天車可分為以下幾種：

A向轉(zhuǎn)爐兌鐵水天車 B向轉(zhuǎn)爐加廢鋼天車 向混鐵爐加鐵水天車 D吊連鑄鋼包天車

4. 2現(xiàn)代煉鋼廠內(nèi)與天車有關(guān)的特定位置可分為如下幾類：如 圖3所示：

位置1混鐵爐，

位置2煉鋼爐，

位置3廢鋼堆，

位置4回爐線，

位置5連鑄機(jī)，

位置6出鋼道，

4.3數(shù)字信號的處理：

天車發(fā)來的信號由于天車振動等原因可能會使數(shù)據(jù)不穩(wěn)定， 發(fā)來的信號一般要經(jīng)過限幅、尖峰濾波、移動平均濾波等處理才 能使信號穩(wěn)定可用。

4. 4作出判斷的基本原則：

對于某一位置來說,天車宄竟在其間干了什么可以通過其進(jìn) 出該位置的重量來判斷。進(jìn)入該位置時天車秤的重量稱為入點(diǎn) 重量,離開該位置時的重量稱為出點(diǎn)重量。兩重量之間的差值我 們稱為差值重量。

差值重量=出點(diǎn)重量一入點(diǎn)重量點(diǎn)重量,這種情況一般為 入點(diǎn)重量為零，吊起。

入點(diǎn)重量不為零,加入。

如果差值重量<正零重量（如1噸）則認(rèn)為出點(diǎn)重量<入 點(diǎn)重量

出點(diǎn)重量為零,放下。

出點(diǎn)重量不為零,倒入。

如果AEBS差值重量）<=正零重量（如1噸）則認(rèn)為出點(diǎn) 重量=入點(diǎn)重量，這種情況是路過，非特殊情況不予考慮。

天車運(yùn)動到特定位置時可能完成的功能如表1所示,但宄竟 完成與否有時還要根據(jù)出入點(diǎn)有無重量差來進(jìn)行判斷。

5.基于天車自動計量的物流管理系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

基于天車自動計量的物流管理系統(tǒng)，根據(jù)上述邏輯，可以自 動生成轉(zhuǎn)爐煉鋼的爐號，同時自動采集轉(zhuǎn)爐的鋼鐵料消耗和連鑄 鋼鐵量消耗。同時也為合金料輔料溫度以及各種工藝量的采集 打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

5. 1煉鋼廠物流管理系統(tǒng)設(shè)計分析

5.1.1總體設(shè)計思路

任何一個煉鋼廠在生產(chǎn)過程中的調(diào)度、物流系統(tǒng)主要是圍繞 時間流、溫度流和物質(zhì)流三個內(nèi)容運(yùn)行的。通過對煉鋼廠生產(chǎn)流 程中鐵水加入量、廢鋼加入量、轉(zhuǎn)爐、精煉爐、鋼包供應(yīng)和連鑄等 環(huán)節(jié)的分析，得出煉鋼廠的物流運(yùn)行框架，再根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況 及硬件設(shè)備可得出該系統(tǒng)的運(yùn)行模擬圖（見圖4)煉鋼廠的物流 管理系統(tǒng)就是該運(yùn)行圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計的。

圖4型鋼煉鋼廠物流系統(tǒng)運(yùn)行模擬圖 在現(xiàn)有計量設(shè)備一天車電子秤的基礎(chǔ)上，通過配備無線數(shù)傳 設(shè)備、天車定位裝置等,實(shí)現(xiàn)對鐵水、廢鋼和鋼水等物料的自動跟 蹤和計量。通過微機(jī)和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)物流管理信息的查詢 功能。每臺參與計量的天車配一套無線數(shù)傳分站和位置檢測裝 置，每一計量有關(guān)位置加位置標(biāo)識。

5 .1 .2計算機(jī)輔助生產(chǎn)調(diào)度的建立

隨著煉鋼廠生產(chǎn)節(jié)奏的不斷加快，各種物料運(yùn)轉(zhuǎn)速度不斷加 快，由于煉鋼生產(chǎn)環(huán)節(jié)多，流程復(fù)雜，以及生產(chǎn)過程中的一系列不 確定因素的干擾，給生產(chǎn)調(diào)度帶來許多困難。單純靠若干調(diào)度員 去實(shí)施調(diào)查、組織、統(tǒng)計，憑經(jīng)驗實(shí)施、靠電話及對講機(jī)傳遞信息 的落后的生產(chǎn)組織方式，己不能適應(yīng)高效快速連續(xù)生產(chǎn)的需要， 生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)由于信息不暢而影響生產(chǎn)的現(xiàn)象。在自動 化水平不斷提高、信息技術(shù)應(yīng)用不斷創(chuàng)新的今天，這種方式顯然 是急需改進(jìn)的。因而開發(fā)、應(yīng)用高效計算機(jī)輔助生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)己 成為煉鋼廠發(fā)展的必然。

煉鋼廠高效調(diào)度、物流管理系統(tǒng)的建立，充分考慮了計算機(jī) 輔助調(diào)度功能，將各工藝點(diǎn)的時間量、溫度量、物質(zhì)量和工藝參數(shù) 通過物流系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)匯總傳至調(diào)度室終端計算機(jī)，調(diào)度員可以 一目了然地洞察車間生產(chǎn)的各重要環(huán)節(jié)，及時消除工序鏈中的隱 患因素，合理快速有效的組織生產(chǎn)，煉鋼廠物流管理系統(tǒng)原理圖 示意圖（見圖5)。

5. 2煉鋼廠物流管理系統(tǒng)的組成及功能 本系統(tǒng)由下列互相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)構(gòu)成：

5. 2. 1物流管理部分

（1）通過車間加料跨、連鑄跨各天車稱量及定位系統(tǒng)、連鑄大 包座架稱量系統(tǒng)，獲得混鐵爐倒出鐵水量、各轉(zhuǎn)爐入爐鐵水量、各 轉(zhuǎn)爐入爐廢鋼量、各轉(zhuǎn)爐出鋼量、各連鑄機(jī)消耗鋼水量、各連鑄機(jī) 產(chǎn)生澆余量數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)鋼鐵料消耗的自動跟蹤。

（2）系統(tǒng)對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到各轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗情況;通過手工輸入各爐號入庫連鑄坯量，得到各連鑄機(jī)鋼鐵料 消耗情況及鋼水收得率。

（3）系統(tǒng)對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到混鐵爐余量、轉(zhuǎn)爐裝 準(zhǔn)率等輔助管理數(shù)據(jù)。

（4）系統(tǒng)通過連鑄提供的拉速信號，大包秤重量自動估計出 剩余澆鋼時間及開澆時間。

（5）根據(jù)吹氧信號，自動記錄每爐吹氧時間。

（6）仿真的現(xiàn)場畫面提供現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)視功能，使管理者和調(diào) 度能在計算機(jī)屏幕上隨時了解當(dāng)前煉鋼廠的生產(chǎn)流程狀況。

（7）系統(tǒng)對生產(chǎn)過程自動生成調(diào)度臺帳。

（8）系統(tǒng)能及時統(tǒng)計鋼鐵料消耗狀況。

（9）網(wǎng)絡(luò)版的系統(tǒng)程序。

（10）與轉(zhuǎn)爐匹配的合金料記錄統(tǒng)計。

（11）輔料接入系統(tǒng)，并按爐號對應(yīng)記錄。

（12）通過溫度表接入,記錄爐前、爐后、連鑄溫度，并形成報表。

（13）支持通用的自定義條件查詢。

（14）支持通用的自定義條件統(tǒng)計，按時段及自定義條件核算 到班組。

（15）提供人工干預(yù)平臺，并建立完備的操作和故障記錄。

5. 2. 2過程工藝計量部分輔助信號的數(shù)據(jù)采集

5 .2. 2 .1轉(zhuǎn)爐數(shù)椐采集系統(tǒng)管理部分 采集點(diǎn)包括：

1）氧槍、氧氣壓力、流量、槍位、開氧、吹氧時間；

2）氧槍、水流量；

3）輔料料斗秤數(shù)據(jù)；

4）氮?dú)鈮毫α髁俊?/span>

5. 2 .2 .2連鑄數(shù)采系統(tǒng) 采集點(diǎn)包括：

1）從變頻器接出拉速到拉速表

2）從溫度表接出大中包測溫BCD碼到溫度轉(zhuǎn)換接口。

3）從大包秤接入信號經(jīng)主控室計算機(jī)W NCC組態(tài)畫面遠(yuǎn)傳 到調(diào)度室物流計算機(jī)。

5 .2 .2 .3鋼水成分分析數(shù)據(jù)采集

成分通過物流管理系統(tǒng)分別遠(yuǎn)傳至各主控操作室計算機(jī)。

5 .2. 2. 4煉鋼物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接

組建局域網(wǎng)絡(luò)，建立物流工作組使生產(chǎn)區(qū)域計算機(jī)PLC資源 供物流系統(tǒng)采用，同時通過局域網(wǎng)絡(luò)也可實(shí)現(xiàn)辦公區(qū)域和生產(chǎn)區(qū) 域的多用戶計算機(jī)資源共享。

5.2 .2.5本系統(tǒng)軟件運(yùn)行平臺

本系統(tǒng)軟件采用2007版煉鋼專用物流管理套件,包括：

1）數(shù)據(jù)采集及推理機(jī)

2）專用瀏覽器軟件

3）專業(yè)煉鋼統(tǒng)計軟件

4）專用歷史曲線查詢

5）煉鋼專用配套數(shù)采軟件

6）數(shù)據(jù)服務(wù)器軟件

6.煉鋼廠物流管理系統(tǒng)的應(yīng)用及效果：

煉鋼廠物流管理系統(tǒng)投入運(yùn)行以來，取得了良好效果，各項 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不斷提高。尤其是最初使用時效果最為明顯，鐵 水、廢鋼裝準(zhǔn)率,鋼鐵料消耗、連鑄坯產(chǎn)量等都創(chuàng)歷史最好水平。

7.結(jié)論

物流系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、及時的反應(yīng)出當(dāng)前轉(zhuǎn)爐、精煉爐、連鑄機(jī) 的生產(chǎn)狀況及各爐次消耗情況，各班人員操作規(guī)范情況，為生產(chǎn) 考核提供了可靠的依據(jù)，對煉鋼廠節(jié)能降耗具有很大的指導(dǎo)意 義,經(jīng)濟(jì)效益顯著。

該系統(tǒng)的推廣運(yùn)行,為煉鋼廠基礎(chǔ)管理水平的提高創(chuàng)造了良好 的條件也為煉鋼廠進(jìn)一步提高其自動化水平打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。