炼钢厂连铸机仪表自动化系统概述.docx

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炼钢厂连铸机仪表自动化系统概述

一、大包称重系统

每个大包臂上各一个共两个称重系统；中包称重系统每个中包车一个共两个称重系统；后部输出区板坯称重系统；总共五个称重系统，其系统构成相似。

大包称重系统框图

均采用六线制，均采用传输毛重而在程序中计算出净重的方式。

大包回转台上有大包称，1#大包臂和2#臂各为一个单独的称，每个称重系统使用四个称重传感器，用于称量钢包内的钢水净重，重量值在HMI和大屏幕上显示；中包车上有中包称，每个中包车上各有一个，采用三个传感器，用于称量中间包内的钢水重量，重量值在HMI和大屏幕上显示；板坯称处于输出辊道的最末端，采用四个传感器，用于称量子坯的重量，其数值显示在HMI上。

二、结晶器液位控制系统

1、概述

为在连铸生产中取得高质量的产品提高生产率，就需要尽可能的提供精确的控制。

在各种不稳定情况中影响较大的有交换大包或中间包、浇铸开始时刻、浇铸中改变断面尺寸以及拉矫速度的改变，等等。

中间包－结晶器区域是提高拉矫率和钢坯质量的重点区域。

对于任何的钢种，都对结晶器液面的稳定性、准确度和可用度有高标准的要求。

传统的和常规的液面检测方法，例如电磁法，会导致钢液的不均匀性，从而影响钢坯的微结构及质量。

而Co60辐射法则不同，它可以从结晶器外部以非接触方式测量，而且不受温度、压力、和流速等钢液的性质和状态的限制。

2、Co60辐射法结晶器液面检测基本工作原理

Co60辐射法结晶器液面检测测量原理基于当核辐射射线穿过物体时其辐射活度会减弱的物理原理。

γ射线辐射活度的吸收率遵循指数规律：

物质吸收系数μ取决于所用的放射源（Co-60或Cs-137）和测量区域内熔钢的重量ρ*d。

由于结晶器壁及背板的厚度已知，钢水的特定重量实际上并不改变，所以检测的效果就不会改变。

换句话说，结晶器壁及背板的厚度不会对检测精度有任何影响，而只会使射线活度造稳定的衰减，而它可通过提高放射源的活度来进行补偿。

3、系统构成

结晶器液位控制系统简图

三配水系统

包括结晶器冷却系统、闭路设备冷却系统、喷淋冷却系统。

1、结晶器冷却系统。

负责结晶器铜板的冷却，属净环水，共有五个支路。

分别是活动侧冷却支路、固定侧冷却支路、左窄面冷却支路、右窄面冷却支路和结晶器液位检测系统探头冷却支路。

2、闭路设备冷却系统。

负责14个扇形段的轴承、辊道和液压站的设备冷却，属净环水。

3、喷淋冷却系统。

负责弯曲段、14个扇形段的板坯冷却成形，以及一次、二次切割车的粒化水、冲渣水等浊环用水。

四、下渣检测系统

用于对大包中浇铸入中包的钢流中钢渣的提前检测。

1、测量原理:

利用电磁测：

原理来检测夹杂在钢水中的钢渣。

钢水中漩涡电流由集中布置在水口处的线圈产生，则电磁场就可以被测量。

钢渣的导电性系数要比钢水低1000左右。

所以，钢渣中产生的影响电磁场H~的漩涡电流小。

2、系统组成部分

下渣检测系统可根据用户的要求和意愿进行组配。

系统主要由以下几个主要组成部分：

PICU100－－基本指示和控制单元，提示浇铸平台上的操作人员。

MCU100－－主单元，它是系统的心脏。

它对信号进行过滤和处理，显示最重要的参数，它还负责测量过程的控制、监视和所发生的故障的显示。

IF200――接口单元，它是信号切换单元。

它为传感器和主控单元的连接建立了数个信号通道。

PI100――前置放大器，它用于传感器和主控单元间有较长连接线的场合。

传感器――它适合现场的使用环境。

它极靠近钢包的下水口，检测下水口钢流的导电率的变化。

五、结晶器专家系统

通过镶嵌在结晶器铜板上的44支热电偶检测铜板的温度，从而能够从质上和量上监视在线的铜板的内部的情况。

1、软件介绍：

上图即为结晶器专家系统的信号输入、输出以及信号处理示意图

（1）、AnalogReader显示为以下图像，它负责接收从结晶器振动PLC传输过来的6个振动信号。

（2）、ApplicomReader显示为以下图像，它负责接收从L1传输过来的信号。

（3）、TempReader显示为以下图像，它负责接收从西门子ET200模块传输过来的各温度信号。

上图绿灯代表着与结晶器铜板热电偶的连接，如果绿灯亮且文件夹发送每秒都在增加，那么热电偶的连接正常。

（4）、ApplicomWriter显示为以下图像，它负责将结晶器专家的信号传输给L1级PLC。

（5）、打开mex－jigang文件夹，可以看到：

12to41ProgramsnecessaryfortheMoldEXPERTtowork.

61Preconditions-properties-filesfrombreakout&frictonexpert

71to73Shortcutstothedatadirectories

75Directoryforinitializefilesfordataacquisitionprograms

82Completedocumentation（includingelectricdocumentation）

91ThiscommandfilestartsallprogramsnecessaryfortheMoldEXPERTtowork

92Zipsalllog-filesontheserverPC（destination:

\jigang\prd\win32\report\allLogs.zip

2、数据存储

（1）定义：

主要数据（主要指短期数据）是指那些从结晶器系统传输到结晶器专家系统的数据。

这些数据随时都在更新。

这些数据可以存储最近72小时的，我们可以代表性的存储某3分钟的，这些文件存在D:

\jigang\prd\win32\data\mex_kernel\ccm1\目录下。

（2）漏钢时的数据传输：

如果发生漏钢，而结晶器专家未将数据传输给我们，可能有以下情况。

•如果结晶器专家报警，你可以找到相应的文件夹。

•如果没有报警，可以察看生产工所存储的感兴趣的文件夹（从专家画面上“Savesituation”目录）。

（1）具体存储方法：

确定一个开始时间、一个结束时间、保存周期、名字和详细说明，点击存储有兴趣的拉矫情形，最大的储存周期为30分钟（默认设置），最早开始储存的时间为从现在开始5.5小时之前（默认设置），设置好以后点击SAVE，该文件会自动存储到感兴趣的文件夹下，如下。

回放历史记录的方法：

运行theMoldEXPERTReplayHMI:

先启动the"mexTimerServer"application，然后启动ReplayHMIapplication。

停止theMoldEXPERTReplayHMI:

先停止ReplayHMIapplication，然后停止the"mexTimerServer"application。

在回放模式下运行结晶器专家，就会出现一下画面

3、问题以及解决方法：

（1）如果结晶器专家因为某些原因没有正常工作，可以检查所有应用程序是否在正常运行。

1）四个专家命令窗口和两个其他命令窗口（mexFileServerandmexLogServer）必须运行。

2）另外，mexrmiregistry命令窗口也必须运行。

3）ApplicomReader,ApplicomWriter;TempReader运行时，显示状态为绿色或红色，如果有一个红灯亮，那么连接不正常或有错误发生。

传输的文件夹必须时刻在增加。

4）也可以从AnalogReader中直接察看输入信号。

（2）如果有应用程序没有运行，可以手动从开始文件夹（在桌面的右上角）中启动该应用程序。

（3）如果找不到问题，可以重启计算机（结晶器专家程序会自动运行），注意保持运行程序。

（4）如果还是找不到问题，通知VAI。

4、漏钢预报：

结晶器专家的主要任务是识别黏结以及预防漏钢，这些可以通过警告操作员或自动降拉速来实现。

（1）漏钢类型：

1）黏结漏钢

2）不稳定的浇铸状态：

更换中包、开始浇铸、连续黏结、液位波动

3）操作情形：

错误的保护渣、不准确的锥度

（2）漏钢原因：

无效润滑、钢渣过多、不合适的锥度、快速的速度变化、液位波动大、无效的结晶器冷却、未脱氧钢熔化。

六、辊缝仪（SCM）概述

辊缝仪（SCM）是一种由充电电池供电的、由计算机控制的、用来自动测量连铸机物理参数的测量装置。

所获得的测量结果可由连铸机维修维护人员分析来识别出连铸机内部存在的、可能会造成铸坯质量降低、铸坯拉漏、铸坯产生表面缺陷、裂纹或中心疏松的、有问题的区域。

辊缝仪的主要功能：

开口度：

对连铸机各对夹辊多处辊缝的测量，这一测量值可以用来设置浇铸板坯时各对夹辊的正确辊缝值。

外弧辊对接状况（ORC）

在连铸机内多处的辊缝测量位置处给出外弧辊辊面相对一条沿铸坯宽度方向放置的直线的偏差值，即外弧辊的对接状况。

外弧辊对中（ORA）

在连铸机夹辊两端，对某一外弧辊位置相对其相邻两个外弧夹辊的设计位置偏差值的测量值，即连铸机的背弧对中状况的测量。

辊转动

各个夹辊自由转动的定量描述。

二冷水

二冷水的喷水状况由沿铸坯宽度方向的一些点所检测出的喷水量的多少而给出。

在测量过程中，所采集的数据存储在辊缝仪内部由充电电池供电的计算机中。

在测量结束后，通过电缆将数据传送给便携式计算机。

数据一旦传送给便携式计算机后，便携式计算机将利用事先测得的校验数据和连铸机参数数据对所获得的测量数据进行处理，而后显示处理结果。

处理结果也可以打印输出作为存档记录。

上万次的测量结果数据可以存储在便携式计算机中，以便利用这些测量结果数据对连铸机状况进行历史性分析。

称重系统

为保证投产后，物质计量的准确性及满足自动化炼钢、物质计量、成本核算的需要，现核实各个电子秤的参数。

名称

量程（t）

系统精度（℅）

分度值（kg）

混铁炉1#、2#车秤重

0～240

0.5

100\200

废钢秤

0～100

0.5

50\100\200

天车秤

0～240

0.5

50\100\200

出钢秤

0～320

0.5

100\200

大包秤

0～150

0.5

待查

中包秤

0～75

0.5

待查

出坯秤

0～60

0.3

待查

辅原料上料皮带秤

0～250t/h

0.5

50\100\200

铁合金上料皮带秤

0～60t/h

0.5

50\100\200

辅原料投料料斗秤

0～4

0.5

50\100\200

辅原料投料料斗秤

0～8

0.5

50\100\200

铁合金投料料斗秤

（炉后、投料两台）

0～4

0.5

为保证秤的准确性，必须将所有的秤校到满量程，并做120℅的超载试验。

一、350t出钢秤校验方案

1、准备工作

（1）生产准备车间准备好钢丝绳，用来吊X号包。

（2）生产准备车间预先用废钢秤称出X号钢包的重量。

（3）仪表班配合济南金钟衡器公司提前检查准备好仪表、线路等。

（4）各车间校秤时不准往下倒土，以免中断校验时间

2、现场具体操作步骤

（1）调整仪表零点。

（2）操作工开上空车，计量调整。

（3）用太重240t天车吊上X号包，计量调整。

（4）吊下X号包，返回加料跨装面包铁，第一次加40t；操作工用回游车开到接收跨，吊到钢水车上，计量调整。

（5）第二次吊下X号包，返回加料跨装面包铁，视钢包容积加25-50t；操作工用回游车开到接收跨，吊到钢水车上，计量调整。

（6）如有可能，再次加铁，计量调整到最大值。

3仪表操作步骤

（1）称量校准步骤：

将中间的波动开关拨向ON,数秒钟后显示dXX，选定的分度值，分度值只能在1，2，5，10，20，50六个数字中选择。

选择分度值50后，按下ENTER键，选定最大量程320000kg后，按下ENTER键后显示：

CAL0　提示用户进行空秤校验，校验完毕后可按下TARE键进行线性校验。

（2）线性校验：

第一步：

按下NET/GROSS键，显示：

SPn1（），选加载至预先选定的第1点。

衡器稳定，MD标志熄灭后，按下ENTER键，第1点校准完毕。

第二步：

第1点校准完毕后显示：

SPn2（），选加载至预先选定的第2点。

衡器稳定，MD标志熄灭后，按下ENTER键，第2点校准完毕。

第三步：

第2点校准完毕后显示：

SPn3（），选加载至预先选定的第3点。

衡器稳定，MD标志熄灭后，按下ENTER键，第3点校准完毕。

第三步：

第3点校准完毕后显示：

SPn4（），选加载至预先选定的第4点。

衡器稳定，MD标志熄灭后，按下ENTER键，第4点校准完毕。

即完成线性校验。

将中间拨动开关拨向OFF，显示CALEnd大约5秒后，回到正常称重状态。

二、100吨废钢秤校验

1、准备工作

检验秤体，清除影响称重的杂物，检查各称重传感器接线正常。

2废钢秤的原始数据

器具名称

废钢秤

制造

金钟

准确度等级

型号

SCS-100

适用情况

一般、普通

最大秤量

100000Kg

最小秤量

1000Kg

分度值（d）

50Kg

备注

最小秤量=20d

3校验废钢秤的具体过程

（1）置零准确度

置零准确度，即校验零点误差。

在秤台上，加载10倍分度值的重量，即500kg，但是由于没有500kg标准砝码，就加载了1000Kg标准砝码。

称重仪器显示1000Kg，继续加载砝码30Kg后，显示为1050Kg。

通过公式：

EO=L-I+d/2-△m公式1

其中：

EO为误差值

L为显示值

d为分度值

△m为感量

零点误差=1000-1000+50/2-30=-5

故零点误差EO为-5。

（2）偏载测试

偏载测试，即对秤台四个称重传感器分别进行校验。

校验顺序如图：

北南

校验数据统计如下：

传感器位置

显示值L

标准值I

感量△m

误差值E

绝对误差Ec

误差允许范围

结果

19900

20000

-115

-100

±50

调整后

20000

±50

合格

20000

-25

-20

±50

合格

20000

-5

±50

合格

调整后

19950

20000

±50

合格

其中：

误差值E由公式1计算得出。

绝对误差公式Ec=E-EO得出。

误差允许范围的具体规定如下：

根据，我们废钢秤的精度等级为四级精度。

IV级精度的误差允许范围：

质量范围

误差允许范围

0〈m《500d

±d

500d〈m《2000d

±2d

m〉2000d

±3d

（3）回零校验

将秤台上的砝码全部移走后，显示为零，显示正常，感量正常，误差在允许范围内。

（4）校正

1空秤校准，即零点调节。

对T800称重显示仪零点进行标定。

按主菜单，进入设定状态：

主菜单-——参数设定——基本参数组——校正——零点调节

确认秤台为空后，按确定，稍后零点标定完毕。

2量程的校准

零点标定之后，继续按确认，进入量程的标定。

将标准砝码全部移到秤台上后，按确定，并输入标准砝码的总重量84760kg，继续按确定，稍后，保存设置并退出，量程标定完毕。

（5）称重鉴别力检测

分别测量5个值，包括：

最小称量20d

500d

半量程

2000d

满量程

1000kg

25000kg

50000kg

100000kg

测量数据如下：

规定点

△m

＆

结果

100000kg

84750

84760

-15

-10

±100

合格

50000kg

50000

-10

-5

±100

合格

25000kg

26000

-25

-20

±100

合格

1000kg

1950

2000

-45

-40

±50

合格

（6）校验结束

经过具体的校验和数据的确认，我们可以确认废钢秤符合使用要求，基本合格。

三、倒灌坑铁水秤校准规程

1、概述

为保证铁水的计量准确，特制定本规程，本规程适用于第三炼钢厂铁水秤首次校准和使用中的校准。

2,技术要求

（1）外观

仪表外形结构完好，面板指示清晰，生产厂家，仪器编号，型号均应有明确的标识。

仪表外部应整洁，仪表附件，输入线，电源线齐全，面板按键正常。

（2）允许误差

称量m

允差

普通准确度级Ⅲ

首次检定

使用中

0≤m≤2000d

±1.5d

±3.0d

分度值d为50kg。

技术检查：

传感器的绝缘、输入输出电阻检查，仪表各功能的检查，系统接线确认。

（3）校准条件：

3．1工作环境温度必须控制在0℃~40℃

3．2基础不得有影响线路垂直下沉和破坏强度的断裂现象

3．3校验用标准块

（4）校准项目及校准方法

4．1外观检查应符合技术要求2.1的规定。

4．2校准方法

4．2．1空秤校准

4．2．1．1将显示仪表电源送上，预热30分钟，使衡器保持空秤状态。

将后面的拨动开关“CAL”拨向C位置解锁，然后同时按下“B+T”键进入设置状态进行设置。

4．2．1．2按下（ENTER）键，显示最大量程“230000”。

4．2．1．3按下（ENTER）键，提示进行空秤校准。

4．2．1．4保持空秤稳定，按下（ENTER），即完成空秤校准。

4．2．1．5按下（TARE）键，将后面拨动开关“CAL”拨回中间位置，返回称重状态。

4．2．2称量校准

4．2．2．1将铁水车开至装包区，然后执行空秤校准至第4.2.1.4步。

4．2．2．2将铁水车开至装包区并吊装标准包至铁水车上。

4．2．2．3键入标准包重量，按下（ENTER），将铁水车开至校验区。

4．2．2．4重新进行一遍空秤校准。

4．2．2．5将后面开关“CAL”拨回中间位置，返回称重状态。

4．3计算

△=A—B

A：

称重显示值，B：

标准值（kg）。

（5）校准结果处理和校准周期

5．1若△max的绝对值不大于允差的绝对值，判为合格，出据校准证书和原始记录，否则应检修调整，仍不合格则禁用。

5．2铁水秤的校准周期为6个月。

四、铁合金秤校准规程

1、概述

为保证铁合金的计量准确，特制定本规程，本规程适用于第三炼钢厂铁合金秤首次校准和使用中的校准。

2.技术要求

外观检查

仪表外形结构完好，面板指示清晰，生产厂家，仪器编号，型号均应有明确的标识。

仪表外部应整洁，仪表附件，输入线，电源线齐全，面板按键能正常使用。

允许误差

称量m

允差

首次检定

使用中

0≤m1≤2000d1

±1.0d1

±2.0d1

0≤m2≤5000d2

±1.0d2

±2.0d2

说明：

m1为2000kg合金秤称量值。

m2为5000kg合金秤称量值。

分度值d1

为1kg，d2为2kg。

校准条件

（1）工作环境温度：

0℃~40℃

（2）四台0.3级标准测力仪（0-60KN，0-30KN）。

3．校准项目及校准方法

外观检查应符合技术要求2.1的规定。

校准方法

将显示仪表电源送上，把料斗放空。

连接网线，打开校验系统中校验菜单。

点击零点校验菜单，十五秒后自动校验完毕。

进行量程的校验，输入所校验的称的量程值。

加标准砝码进行校验，加到量程值附近。

输入相应的标准砝码值。

确认后，进行自动量程校验。

校验完毕后自动会到测量状态。

显示砝码重量，如果超差可以重复校验一次。

将砝码逐次卸载掉，观察显示与砝码重量是否一致。

计算

△=A—B

A：

称重显示的示值，B：

砝码标准值（kg）。

校准结果处理和校准周期

若△max的绝对值不大于允差的绝对值，判为合格，出据校准证书和原始记录，否则应检修调整，仍不合格则禁用。

校准周期为6个月。

五、大包秤校验规程

1、概述

为保证大包秤计量准确，特制定本规程，本规程适用于第三炼钢厂大包秤首次校准和使用中的校准。

2、技术要求

（1）外观检查

1．1仪表外形结构完好，面板指示，生产厂家，仪器编号，型号均应有明确的标识。

1．2仪表外部应整洁，仪表附件，输入线，电源线齐全，面板按键能正常使用。

（2）允许误差

称量m

允差

首次检定

使用中

0≤m≤2000d

±1.5d

±3.0d

说明：

分度值d为10kg。

3、校准条件

（1）工作环境温度：

0℃~40℃

（2）标准块（100000kg）

4、校准项目及校准方法

（1）外观检查应符合技术要求2.1的规定。

（2）校准方法

校准步骤

从称重模块上得出大包毛重。

净重的计算：

去皮

（1）自动：

L1、L2级均可。

（2）手动：

手动输入空包、包盖的重量，然后单击“去皮”。

在自动状态下，若L2级有故障，也必须切换到手动状态。

L2级去皮的前提条件：

（1）未作去皮计算。

（2）称重已稳定。

（3）大包在包臂上（4）大包移至装载位。

在监控画面上，若大包去皮指示为绿色，可通过L2级去皮；若指示为红色，只能通过L1级去皮。

大包在大包臂上，当>30t时，L1级向L2级发出大包来信号，并把大包压头冷却空气打开。

由于包盖未接触到大包，因此，目前工艺上未考虑包盖重量。

大包称重功能块DB301、FC300、DB1100（L1级所有发给L2级的数据）

看门狗正常计数----L2级可去皮----新计数器重新计数。

记录L2级可自动去皮（SR）----3个条件同时满足----脉冲得到L2级去皮请求信号----L2级计算净重值----给L1级赋值。

L2得净重，L1得总重，相减得皮重。

发送给L2级的信号：

（1）大包在大包臂上。

（2）大包净重（。

3）大包毛重。

（4）去皮完成。

DB1000（发送给HMI）、DB1101（L2返回给L1）。

（1）系统故障。

（2）看门狗故障。

（3）大包称重最小值。

（4）检测到大包。

故障通过（DB300发过）FC300----DB300。

DB300、DB1001：

报警缓冲块（延时，使HMI有足够时间读报警，使之在DB1002里保持2S）。

DB1002是真正的HMI读报警块）。

FC7：

包括哪块缓冲、哪块真正读。

FC780：

发送大屏。

DB780：

大屏专用DB块。

计算

△=A—B

A：

称重显示的示值，B：

标准值（kg）。

5．校准结果处理和校准周期

（1）若△max的绝对值不大于允差的绝对值，判为合格，出据校准证书和原始记录，否则应检修调整，仍不合格则禁用。

（2）校准周期为6个月。

六、中包秤校验规程

1、概述

为保证中包秤计量准确，特制定本规程，本规程适用于第三炼钢厂中包秤首次校准和使用中的校准。

2、技术要求

（1）外观检查

仪表外形结构完好，面板指示，生产厂家，仪器

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