本文介紹了電子秤自動(dòng)計量技術(shù)的發(fā)展和分類(lèi)，并結合煉鋼實(shí)際，對煉鋼自動(dòng)計量物流管理系統的開(kāi) 發(fā)、設計、組成、功能、推廣進(jìn)行了論述。同時(shí)也對轉爐煉鋼的計量技術(shù)措施及效益貢獻進(jìn)行了簡(jiǎn)要描 述。

基于計算機系統和電子定位技術(shù)的緊密結合，工業(yè)物流系統 被廣泛應用于冶金、石油、化工、公路鐵路、港口碼頭等各個(gè)領(lǐng)域。 煉鋼物流管理系統是現代煉鋼自動(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)流等參數進(jìn)行系統解 析、綜合集成和優(yōu)化而形成的系統調控技術(shù)。

我們充分運用先進(jìn)的、成熟的物流管理軟件，并結合型鋼煉 鋼廠(chǎng)現場(chǎng)實(shí)際，開(kāi)發(fā)、推廣和應用了集數據采集、調度指揮、物流 管理、事故預測為一體的物流管理系統，近年來(lái)在萊鋼集團銀山 前區煉鋼廠(chǎng)和型鋼公司煉鋼廠(chǎng)投入使用。通過(guò)幾年來(lái)的運行、維 護及軟硬件的不斷改版升級，該系統安全、可靠、運行平穩，對轉 爐生產(chǎn)管理和各項經(jīng)濟技術(shù)指標的提高具有很大的指導作用，同 時(shí)也為煉鋼廠(chǎng)全面提高自動(dòng)化管理水平打下了堅實(shí)基礎。

1.電子秤自動(dòng)計量介紹

電子秤自動(dòng)計量系統分布于冶金石油化工等各個(gè)領(lǐng)域。它開(kāi) 始于20世紀80年代，伴隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，微機逐步普及， 單片機在工業(yè)領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛，電子秤計量自動(dòng)化水平越來(lái) 越高。各種物料通過(guò)電子秤時(shí)預制相連的計算機系統完全能 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。 現在，無(wú)線(xiàn)數傳變得越來(lái)越簡(jiǎn)單可靠，各種裝在運動(dòng)載體上的電子秤也可以將其二次儀表上的數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式傳到控制室 終端計算機上從而實(shí)現計量的自動(dòng)化。

2.電子秤自動(dòng)計量系統分類(lèi)

電子秤自動(dòng)計量系統可分為如下2 1、2 2、 2 3幾種類(lèi)型， 其中靜態(tài)電子秤（2 1、2 2)如果二次表和計算機距離較近，一 般二次表和計算機采取有線(xiàn)方式連接。動(dòng)態(tài)電子秤的二次表 和計算機之間則完全采用無(wú)線(xiàn)數傳方式連接。其中2 3所涉及 的天車(chē)自動(dòng)計量物流管理系統就是本文重點(diǎn)要討論的內容。

2 .1靜態(tài)電子秤和靜態(tài)稱(chēng)量物

如臺秤、汽車(chē)衡、靜態(tài)軌道衡等衡器上的計算機（包括單片 機）自動(dòng)稱(chēng)量系統。我鋼廠(chǎng)鐵合金料自動(dòng)秤量系統就是一個(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。

2.3動(dòng)態(tài)電子秤

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

3.天車(chē)自動(dòng)計量的構成

天車(chē)定位計量是針對天車(chē)秤的數據采集而安裝的一套自動(dòng) 檢測系統，它根據工藝流程，使計算機對采集到的數據加以理解、 認識，進(jìn)而學(xué)習這個(gè)工藝過(guò)程，然后對天車(chē)的運行過(guò)程進(jìn)行自動(dòng) 跟蹤、智能分析，從而實(shí)現天車(chē)秤的自動(dòng)數據統計。它代替了抄 報員的繁重工作及人為的報表疏忽造成的數據不準、虛報、漏報 現象。

天車(chē)自動(dòng)計量系統由3 13 2 3 3等幾部分構成，一臺計算 機可同時(shí)接收多部天車(chē)的信號，通過(guò)互相之間的邏輯關(guān)系可以實(shí) 現整個(gè)系統的自動(dòng)計量。本系統設計思想及實(shí)現在國內計量行 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(chē)部分

定位裝置在到達特定位置時(shí)通過(guò)該處的位置標識識別所處位置?？刂茊卧邮盏降闹亓啃盘柡臀恢眯盘栕詣?dòng)打包通過(guò)電 臺發(fā)給計算機控制部分。同時(shí)控制單元接收計算機所發(fā)送的命 令并執行相應的動(dòng)作?？刂茊卧瑫r(shí)還可以在超過(guò)設定的范圍 的數值時(shí)發(fā)出報警。（見(jiàn)圖1)

3.2位置標識部分

本部分由分布在現場(chǎng)或天車(chē)上特定位置的位置標識構成，位 置標識供天車(chē)上的定位裝置識別位置時(shí)使用。

3.3計算機控制部分

計算機接收到天車(chē)上發(fā)來(lái)的信息,通過(guò)設定好的程序邏輯自 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。計算機控制部分還可以給天車(chē)發(fā)送清零、去皮、復位等命 令。（見(jiàn)圖2)。

4.天車(chē)自動(dòng)計量系統在煉鋼廠(chǎng)的應用

4. 1煉鋼天車(chē)可分為以下幾種：

A向轉爐兌鐵水天車(chē) B向轉爐加廢鋼天車(chē) 向混鐵爐加鐵水天車(chē) D吊連鑄鋼包天車(chē) 4. 2現代煉鋼廠(chǎng)內與天車(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，

位置6出鋼道，

4. 3數字信號的處理：

天車(chē)發(fā)來(lái)的信號由于天車(chē)振動(dòng)等原因可能會(huì )使數據不穩定， 發(fā)來(lái)的信號一般要經(jīng)過(guò)限幅、尖峰濾波、移動(dòng)平均濾波等處理才 能使信號穩定可用。

4. 4作出判斷的基本原則：

對于某一位置來(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)計量的物流管理系統在生產(chǎn)過(guò)程中的應用

基于天車(chē)自動(dòng)計量的物流管理系統，根據上述邏輯，可以自 動(dòng)生成轉爐煉鋼的爐號，同時(shí)自動(dòng)采集轉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 打下堅實(shí)的基礎。

5 .1煉鋼廠(chǎng)物流管理系統設計分析

5.1.1總體設計思路

任何一個(gè)煉鋼廠(chǎng)在生產(chǎn)過(guò)程中的調度、物流系統主要是圍繞 時(shí)間流、溫度流和物質(zhì)流三個(gè)內容運行的。通過(guò)對煉鋼廠(chǎng)生產(chǎn)流 程中鐵水加入量、廢鋼加入量、轉爐、精煉爐、鋼包供應和連鑄等 環(huán)節的分析，得出煉鋼廠(chǎng)的物流運行框架，再根據現場(chǎng)實(shí)際情況 及硬件設備可得出該系統的運行模擬圖（見(jiàn)圖4)煉鋼廠(chǎng)的物流 管理系統就是該運行圖的基礎上進(jìn)行設計的。

在現有計量設備一天車(chē)電子秤的基礎上，通過(guò)配備無(wú)線(xiàn)數傳 設備、天車(chē)定位裝置等,實(shí)現對鐵水、廢鋼和鋼水等物料的自動(dòng)跟 蹤和計量。通過(guò)微機和微機網(wǎng)絡(luò )系統,實(shí)現物流管理信息的查詢(xún) 功能。每臺參與計量的天車(chē)配一套無(wú)線(xiàn)數傳分站和位置檢測裝 置，每一計量有關(guān)位置加位置標識。

5 .1 .2計算機輔助生產(chǎn)調度的建立

隨著(zhù)煉鋼廠(chǎng)生產(chǎn)節奏的不斷加快，各種物料運轉速度不斷加 快，由于煉鋼生產(chǎn)環(huán)節多，流程復雜，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)調度帶來(lái)許多困難。單純靠若干調度員 去實(shí)施調查、組織、統計，憑經(jīng)驗實(shí)施、靠電話(huà)及對講機傳遞信息 的落后的生產(chǎn)組織方式，己不能適應高效快速連續生產(chǎn)的需要， 生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現由于信息不暢而影響生產(chǎn)的現象。在自動(dòng) 化水平不斷提高、信息技術(shù)應用不斷創(chuàng )新的今天，這種方式顯然 是急需改進(jìn)的。因而開(kāi)發(fā)、應用高效計算機輔助生產(chǎn)調度系統己 成為煉鋼廠(chǎng)發(fā)展的必然。

煉鋼廠(chǎng)高效調度、物流管理系統的建立，充分考慮了計算機 輔助調度功能，將各工藝點(diǎn)的時(shí)間量、溫度量、物質(zhì)量和工藝參數 通過(guò)物流系統局域網(wǎng)絡(luò )匯總傳至調度室終端計算機，調度員可以 一目了然地洞察車(chē)間生產(chǎn)的各重要環(huán)節，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(chǎng)物流管理系統原理圖 示意圖（見(jiàn)圖5)。

5 .2煉鋼廠(chǎng)物流管理系統的組成及功能

本系統由下列互相關(guān)聯(lián)的系統構成：

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、連鑄大 包座架稱(chēng)量系統，獲得混鐵爐倒出鐵水量、各轉爐入爐鐵水量、各 轉爐入爐廢鋼量、各轉爐出鋼量、各連鑄機消耗鋼水量、各連鑄機 產(chǎn)生澆余量數據，即可實(shí)現鋼鐵料消耗的自動(dòng)跟蹤。

（2）系統對所獲得的數據進(jìn)行處理,得到各轉爐鋼鐵料消耗情況;通過(guò)手工輸入各爐號入庫連鑄坯量，得到各連鑄機鋼鐵料 消耗情況及鋼水收得率。

（3）系統對所獲得的數據進(jìn)行處理,得到混鐵爐余量、轉爐裝 準率等輔助管理數據。

（4）系統通過(guò)連鑄提供的拉速信號，大包秤重量自動(dòng)估計出 剩余澆鋼時(shí)間及開(kāi)澆時(shí)間。

（5）根據吹氧信號，自動(dòng)記錄每爐吹氧時(shí)間。

（6）仿真的現場(chǎng)畫(huà)面提供現場(chǎng)實(shí)時(shí)監視功能，使管理者和調 度能在計算機屏幕上隨時(shí)了解當前煉鋼廠(chǎng)的生產(chǎn)流程狀況。

（7）系統對生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)生成調度臺帳。

（8）系統能及時(shí)統計鋼鐵料消耗狀況。

（9）網(wǎng)絡(luò )版的系統程序。

（10）與轉爐匹配的合金料記錄統計。

（11）輔料接入系統，并按爐號對應記錄。

（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計，按時(shí)段及自定義條件核算 到班組。

（15）提供人工干預平臺，并建立完備的操作和故障記錄。

5. 2. 2過(guò)程工藝計量部分輔助信號的數據采集

5. 2 .2. 1轉爐數椐采集系統管理部分 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）輔料料斗秤數據；

4）氮氣壓力流量。

5. 2. 2 .2連鑄數采系統 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碼到溫度轉換接口。

3）從大包秤接入信號經(jīng)主控室計算機W NCC組態(tài)畫(huà)面遠傳 到調度室物流計算機。

5. 2 .2 .3鋼水成分分析數據采集

成分通過(guò)物流管理系統分別遠傳至各主控操作室計算機。

5. 2 .2 .4煉鋼物流系統網(wǎng)絡(luò )連接組建局域網(wǎng)絡(luò )，建立物流工作組使生產(chǎn)區域計算機PLC資源 供物流系統采用，同時(shí)通過(guò)局域網(wǎng)絡(luò )也可實(shí)現辦公區域和生產(chǎn)區 域的多用戶(hù)計算機資源共享。

5.2 .2 .5本系統軟件運行平臺

本系統軟件采用2007版煉鋼專(zhuān)用物流管理套件,包括：

（1）數據采集及推理機

（2）專(zhuān)用瀏覽器軟件

（3）專(zhuān)業(yè)煉鋼統計軟件

（4）專(zhuān)用歷史曲線(xiàn)查詢(xún)

（5）煉鋼專(zhuān)用配套數采軟件

（6）數據服務(wù)器軟件

6.煉鋼廠(chǎng)物流管理系統的應用及效果：

煉鋼廠(chǎng)物流管理系統投入運行以來(lái)，取得了良好效果，各項 經(jīng)濟技術(shù)指標不斷提高。尤其是最初使用時(shí)效果最為明顯，鐵 水、廢鋼裝準率,鋼鐵料消耗、連鑄坯產(chǎn)量等都創(chuàng )歷史最好水平。

7.結論

物流系統能夠準確、及時(shí)的反應出當前轉爐、精煉爐、連鑄機 的生產(chǎn)狀況及各爐次消耗情況，各班人員操作規范情況，為生產(chǎn) 考核提供了可靠的依據，對煉鋼廠(chǎng)節能降耗具有很大的指導意 義,經(jīng)濟效益顯著(zhù)。

該系統的推廣運行,為煉鋼廠(chǎng)基礎管理水平的提高創(chuàng )造了良好 的條件也為煉鋼廠(chǎng)進(jìn)一步提高其自動(dòng)化水平打下了堅實(shí)的基礎。