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1　前　言

      目前, 國內(nèi)中小高爐槽下稱量系統(tǒng), 大多由重量傳感器、重量變送器、數(shù)顯調(diào)節(jié)儀、傳感器、激勵電源等幾部分組成, 系統(tǒng)組成復雜, 連線多, 安裝維護很不方便。而做為稱量系統(tǒng)關鍵的重量變送器( 以下稱原重量變送器) , 大多是普通的毫伏信號放大器, 存在的主要問題有: ( 1) 無法解決零點變化引起的稱量誤差, ( 2) 無法解決傳感器線性不好引起的稱量誤差, ( 3) 無法解決余振量引起的上料誤差, ( 4) 校秤復雜, ( 5) 安裝維護困難。針對上述存在的問題, 利用89C51 單片機, 結(jié)合數(shù)字變送、顯示、調(diào)節(jié)及傳感器并聯(lián)等技術, 再充分考慮煉鐵工藝的要求, 開發(fā)了一種適用于高爐稱量系統(tǒng)的智能重量變送調(diào)節(jié)器( 以下稱新型重量變送器) , 現(xiàn)簡介如下。

2　工作原理

適用于高爐稱量系統(tǒng)的新型重量變送器的工作原理如圖所示。新型重量變送器以89C51 為系統(tǒng)核心, 不揮發(fā)RAM 存放掉電后需保護的各種參數(shù), 稱重系統(tǒng)的傳感器( 一般為3～4 個) 通過接線盒并聯(lián), 橋壓接至儀表的橋壓輸出端, 輸出接至儀表的輸入端。根據(jù)提供給傳感器橋壓值和傳感器靈敏度的不同, 傳感器輸出信號( 也就是重量變送器的輸入) 也不同, 一般不超過30mV。該信號經(jīng)濾波放大, 再經(jīng)V/ F 轉(zhuǎn)換送入89C51 處理。處理后通過8255 接口電路經(jīng)D/ A 轉(zhuǎn)換輸出模擬量信號, 同時送顯示。經(jīng)功能軟件運算處理后, 決定是否發(fā)出料滿信號, 通過鍵盤設定參數(shù)或進行各種功能操作, 微處理器監(jiān)控電路監(jiān)控故障狀態(tài)。

3　性能特點

       3. 1　稱量精度高

      高爐稱量用的料斗, 因天氣、料的質(zhì)量等眾多原因, 放完料后, 料斗內(nèi)有時殘存一些料, 皮重是變化的, 如果不及時在每次放完料后進行調(diào)零去皮, 不可避免地會產(chǎn)生稱量誤差。例如: 如果是下雨天, 料斗壁上會逐漸沾上一些粉塵, 而天晴干燥后, 又會慢慢掉下, 皮重變化較大, 直接影響稱量的準確性。為解決此問題, 新型重量變送器設計了自動調(diào)零功能, 每次放完料后, 延時一會兒, 自動調(diào)零去皮, 從而保證了稱量的準確性。從理論上講, 重量傳感器的輸出應是線性的,但實際上當遇到傳感器線性較差時, 如果不對其校正, 自然會產(chǎn)生稱量誤差, 為此新型重量變送器中增加了非線性校正功能, 很好地克服了由傳感器非線性引起的誤差。通過增設以上兩種功能( 自動調(diào)零、非線性校正) , 稱量精度大大提高, 可達到誤差小于0. 2%FS。

3. 2　上料準確, 處理速度快

原重量變送器不具有余振量跟蹤功能。例如: 某稱量料斗要求的料滿值為1000kg , 由于給料的振動篩停電以后, 還要振動一段時間, 也就是說還要有一些料振下來, 所以設定料滿值時不能設1000kg, 這就需要操作工仔細觀察, 如果余振量為100kg, 設定料滿值就應為900kg。但是,余振量是變化的, 隨著大料倉存料的變化, 料的粒度的變化, 以及天氣、氣候等原因, 余振量都會變化, 操作工需經(jīng)常來調(diào)整。若操作工責任心強, 觀察仔細, 調(diào)整及時, 則上料誤差會少些。但大多數(shù)人設定完后, 很少觀察調(diào)整, 造成較大的累計誤差, 直接影響爐況的穩(wěn)定和生產(chǎn)。對于高爐來說, 最終要求的是上料準確, 稱量準確只是基礎。在保證了稱量準確后, 要保證上料準確必須解決余振量問題。為此, 新型重量變送器在設計時增加了余振量自動跟蹤功能, 只要按要求設定完上料的料滿值后, 勿需考慮余振量, 新型重量變送器將會自動提前停振, 靠余振達到要求的料滿值, 從而保證了上料的準確性。另外, 上料的準確與否還與處理速度有很大關系, 為保證控制給料振篩的料滿信號及時發(fā)出, 將處理速度提高到5 次/ s。

3. 3　自動校秤

      計量儀表需要定期校正。原重量變送器的校正是一件非常繁重、復雜的工作。例如個2t 的秤,調(diào)完零點后, 需要壓上2t 砝碼調(diào)量程, 量程調(diào)完后, 零點又變了, 卸下2t 砝碼再調(diào)零點, 零點調(diào)了, 量程又變了, 又要壓上2t 砝碼再調(diào)量程, 如此反復多次, 是一件很繁重的體力勞動, 且需很長時間, 特別是在生產(chǎn)時, 校秤很難實現(xiàn)。新型重量變送器具有智能性, 通過軟件編程, 具有了自動校秤功能, 只需加載一次砝碼( 勿需加到滿量程) , 即可完成校秤工作, 大大減輕了校秤的勞動強度。

      3. 4　安裝維護方便, 可靠性高

     如前所述, 原稱量系統(tǒng)組成復雜, 連線多, 安裝維護十分不便。新型重量變送器將變送、顯示、調(diào)節(jié)及傳感器激勵電源集于一體, 免去了儀表間相互連線等復雜工作, 安裝維護十分方便, 從新重量變送器引四根線( 兩根信號線, 兩根橋壓線) 至傳感器接線盒, 即可實現(xiàn)一個稱量系統(tǒng)( 傳感器并聯(lián)) 。新型重量變送器和原重量變送器相比, 硬件上增加了微處理器監(jiān)控電路, 料滿輸出電路采用了光電隔離技術, 軟件上采取了抗干擾措施, 從而大大提高了儀表的可靠性。另外, 新型重量變送器具有標準的模擬量輸出信號( 0～5V, 1～5V, 0～10mA, 4～200mA 任選) 、料滿繼電器輸出信號, 這使它與計算機、電氣等組成自動給料控制系統(tǒng)成為可能。

4　結(jié)束語

      1996 年8 月至1997 年底, 已有50 多臺新型重量變送器被應用于各種生產(chǎn)條件下的中小高爐稱量系統(tǒng)中。實踐證明, 自動調(diào)零、非線性校正等功能, 充分保證了稱量的準確性; 自動跟蹤余振量功能, 保證了料滿信號的準確、及時發(fā)出, 從而保證了上料的準確性; 自動校秤功能大大減輕了校秤這一繁重的體力勞動的強度。

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