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

基于計(jì)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(gè)領(lǐng)域。 煉鋼物流管理系統(tǒng)是現(xiàn)代煉鋼自動(dòng)化管理的重要組成部分，是將 煉鋼在生產(chǎn)過(guò)程中的時(shí)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(chǎng)實(shí)際，開(kāi)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(cè)為一體的物流管理系統(tǒng)，近年來(lái)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(guò)幾年來(lái)的運(yùn)行、維 護(hù)及軟硬件的不斷改版升級(jí)，該系統(tǒng)安全、可靠、運(yùn)行平穩(wěn)，對(duì)轉(zhuǎn) 爐生產(chǎn)管理和各項(xiàng)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(shí)也為煉鋼廠全面提高自動(dòng)化管理水平打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.電子秤自動(dòng)計(jì)量介紹

電子秤自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)分布于冶金石油化工等各個(gè)領(lǐng)域。它開(kāi) 始于20世紀(jì)80年代，伴隨著計(jì)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(lái)越廣泛，電子秤計(jì)量自動(dòng)化水平越來(lái) 越高。各種物料通過(guò)電子秤時(shí)預(yù)制相連的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完全能 夠自動(dòng)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(wú)線(xiàn)數(shù)傳變得越來(lái)越簡(jiǎn)單可靠，各種裝在運(yùn)動(dòng)載體上的電子秤也可以將其二次儀表上的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳到控制室 終端計(jì)算機(jī)上從而實(shí)現(xiàn)計(jì)量的自動(dòng)化。

2.電子秤自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)分類(lèi)

電子秤自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)可分為如下2 1、2 2、 2 3幾種類(lèi)型， 其中靜態(tài)電子秤（2 1、2 2)如果二次表和計(jì)算機(jī)距離較近，一 般二次表和計(jì)算機(jī)采取有線(xiàn)方式連接。動(dòng)態(tài)電子秤的二次表 和計(jì)算機(jī)之間則完全采用無(wú)線(xiàn)數(shù)傳方式連接。其中2 3所涉及 的天車(chē)自動(dòng)計(jì)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(chēng)量物

如臺(tái)秤、汽車(chē)衡、靜態(tài)軌道衡等衡器上的計(jì)算機(jī)（包括單片 機(jī)）自動(dòng)稱(chēng)量系統(tǒng)。我鋼廠鐵合金料自動(dòng)秤量系統(tǒng)就是一個(gè)典型 的例子。

2 .2靜態(tài)電子秤和動(dòng)態(tài)稱(chēng)量物 如動(dòng)態(tài)軌道衡系統(tǒng)。

2.3動(dòng)態(tài)電子秤

如天車(chē)自動(dòng)稱(chēng)量系統(tǒng)、吊車(chē)秤自動(dòng)稱(chēng)量系統(tǒng)、大包秤等。

3.天車(chē)自動(dòng)計(jì)量的構(gòu)成

天車(chē)定位計(jì)量是針對(duì)天車(chē)秤的數(shù)據(jù)采集而安裝的一套自動(dòng) 檢測(cè)系統(tǒng)，它根據(jù)工藝流程，使計(jì)算機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)加以理解、 認(rèn)識(shí)，進(jìn)而學(xué)習(xí)這個(gè)工藝過(guò)程，然后對(duì)天車(chē)的運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行自動(dòng) 跟蹤、智能分析，從而實(shí)現(xiàn)天車(chē)秤的自動(dòng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。它代替了抄 報(bào)員的繁重工作及人為的報(bào)表疏忽造成的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、虛報(bào)、漏報(bào) 現(xiàn)象。

天車(chē)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)由3 13 2 3 3等幾部分構(gòu)成，一臺(tái)計(jì)算 機(jī)可同時(shí)接收多部天車(chē)的信號(hào)，通過(guò)互相之間的邏輯關(guān)系可以實(shí) 現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)計(jì)量。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想及實(shí)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)計(jì)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(chē)部分

定位裝置在到達(dá)特定位置時(shí)通過(guò)該處的位置標(biāo)識(shí)識(shí)別所處位置。控制單元接收到的重量信號(hào)和位置信號(hào)自動(dòng)打包通過(guò)電 臺(tái)發(fā)給計(jì)算機(jī)控制部分。同時(shí)控制單元接收計(jì)算機(jī)所發(fā)送的命 令并執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作?？刂茊卧瑫r(shí)還可以在超過(guò)設(shè)定的范圍 的數(shù)值時(shí)發(fā)出報(bào)警。（見(jiàn)圖1)

3.2位置標(biāo)識(shí)部分

本部分由分布在現(xiàn)場(chǎng)或天車(chē)上特定位置的位置標(biāo)識(shí)構(gòu)成，位 置標(biāo)識(shí)供天車(chē)上的定位裝置識(shí)別位置時(shí)使用。

3.3計(jì)算機(jī)控制部分

計(jì)算機(jī)接收到天車(chē)上發(fā)來(lái)的信息,通過(guò)設(shè)定好的程序邏輯自 動(dòng)判斷操作員在天車(chē)上進(jìn)行了哪一種操作，并自動(dòng)記錄下有關(guān)的 重量。計(jì)算機(jī)控制部分還可以給天車(chē)發(fā)送清零、去皮、復(fù)位等命 令。（見(jiàn)圖2)。

4.天車(chē)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)在煉鋼廠的應(yīng)用

4. 1煉鋼天車(chē)可分為以下幾種：

A向轉(zhuǎn)爐兌鐵水天車(chē) B向轉(zhuǎn)爐加廢鋼天車(chē) 向混鐵爐加鐵水天車(chē) D吊連鑄鋼包天車(chē) 4. 2現(xiàn)代煉鋼廠內(nèi)與天車(chē)有關(guān)的特定位置可分為如下幾類(lèi)：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(xiàn)，

位置5連鑄機(jī)，

位置6出鋼道，

4. 3數(shù)字信號(hào)的處理：

天車(chē)發(fā)來(lái)的信號(hào)由于天車(chē)振動(dòng)等原因可能會(huì)使數(shù)據(jù)不穩(wěn)定， 發(fā)來(lái)的信號(hào)一般要經(jīng)過(guò)限幅、尖峰濾波、移動(dòng)平均濾波等處理才 能使信號(hào)穩(wěn)定可用。

4. 4作出判斷的基本原則：

對(duì)于某一位置來(lái)說(shuō),天車(chē)究竟在其間干了什么可以通過(guò)其進(jìn) 出該位置的重量來(lái)判斷。進(jìn)入該位置時(shí)天車(chē)秤的重量稱(chēng)為入點(diǎn) 重量,離開(kāi)該位置時(shí)的重量稱(chēng)為出點(diǎn)重量。兩重量之間的差值我 們稱(chēng)為差值重量。

差值重量=出點(diǎn)重量一入點(diǎn)重量

5.基于天車(chē)自動(dòng)計(jì)量的物流管理系統(tǒng)在生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用

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

5 .1煉鋼廠物流管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

5.1.1總體設(shè)計(jì)思路

任何一個(gè)煉鋼廠在生產(chǎn)過(guò)程中的調(diào)度、物流系統(tǒng)主要是圍繞 時(shí)間流、溫度流和物質(zhì)流三個(gè)內(nèi)容運(yùn)行的。通過(guò)對(duì)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(chǎng)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(jiàn)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(jì)的。

在現(xiàn)有計(jì)量設(shè)備一天車(chē)電子秤的基礎(chǔ)上，通過(guò)配備無(wú)線(xiàn)數(shù)傳 設(shè)備、天車(chē)定位裝置等,實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵水、廢鋼和鋼水等物料的自動(dòng)跟 蹤和計(jì)量。通過(guò)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(xún) 功能。每臺(tái)參與計(jì)量的天車(chē)配一套無(wú)線(xiàn)數(shù)傳分站和位置檢測(cè)裝 置，每一計(jì)量有關(guān)位置加位置標(biāo)識(shí)。

5 .1 .2計(jì)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(guò)程中的一系列不 確定因素的干擾，給生產(chǎn)調(diào)度帶來(lái)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(jì)，憑經(jīng)驗(yàn)實(shí)施、靠電話(huà)及對(duì)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(guò)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(dòng) 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(kāi)發(fā)、應(yīng)用高效計(jì)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(jì)算機(jī) 輔助調(diào)度功能，將各工藝點(diǎn)的時(shí)間量、溫度量、物質(zhì)量和工藝參數(shù) 通過(guò)物流系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)匯總傳至調(diào)度室終端計(jì)算機(jī)，調(diào)度員可以 一目了然地洞察車(chē)間生產(chǎn)的各重要環(huán)節(jié)，及時(shí)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(jiàn)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(guò)車(chē)間加料跨、連鑄跨各天車(chē)稱(chēng)量及定位系統(tǒng)、連鑄大 包座架稱(chēng)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(dòng)跟蹤。

（2）系統(tǒng)對(duì)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(guò)手工輸入各爐號(hào)入庫(kù)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(duì)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(guò)連鑄提供的拉速信號(hào)，大包秤重量自動(dòng)估計(jì)出 剩余澆鋼時(shí)間及開(kāi)澆時(shí)間。

（5）根據(jù)吹氧信號(hào)，自動(dòng)記錄每爐吹氧時(shí)間。

（6）仿真的現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視功能，使管理者和調(diào) 度能在計(jì)算機(jī)屏幕上隨時(shí)了解當(dāng)前煉鋼廠的生產(chǎn)流程狀況。

（7）系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)生成調(diào)度臺(tái)帳。

（8）系統(tǒng)能及時(shí)統(tǒng)計(jì)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(jì)。

（11）輔料接入系統(tǒng)，并按爐號(hào)對(duì)應(yīng)記錄。

（12）通過(guò)溫度表接入,記錄爐前、爐后、連鑄溫度，并形成報(bào)表。

（13）支持通用的自定義條件查詢(xún)。

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

（15）提供人工干預(yù)平臺(tái)，并建立完備的操作和故障記錄。

5. 2. 2過(guò)程工藝計(jì)量部分輔助信號(hào)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(kāi)氧、吹氧時(shí)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(cè)溫BCD碼到溫度轉(zhuǎn)換接口。

3）從大包秤接入信號(hào)經(jīng)主控室計(jì)算機(jī)W NCC組態(tài)畫(huà)面遠(yuǎn)傳 到調(diào)度室物流計(jì)算機(jī)。

5. 2 .2 .3鋼水成分分析數(shù)據(jù)采集

成分通過(guò)物流管理系統(tǒng)分別遠(yuǎn)傳至各主控操作室計(jì)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(jì)算機(jī)PLC資源 供物流系統(tǒng)采用，同時(shí)通過(guò)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(hù)計(jì)算機(jī)資源共享。

5.2 .2 .5本系統(tǒng)軟件運(yùn)行平臺(tái)

本系統(tǒng)軟件采用2007版煉鋼專(zhuān)用物流管理套件,包括：

（1）數(shù)據(jù)采集及推理機(jī)

（2）專(zhuān)用瀏覽器軟件

（3）專(zhuān)業(yè)煉鋼統(tǒng)計(jì)軟件

（4）專(zhuān)用歷史曲線(xiàn)查詢(xún)

（5）煉鋼專(zhuān)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(lái)，取得了良好效果，各項(xiàng) 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)不斷提高。尤其是最初使用時(shí)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(shí)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(duì)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(dòng)化水平打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。