[摘要] 本文介紹了位置變送器的工作原理及在萊鋼軋鋼廠中小型車間加熱爐中的應用，針對由于位置變送器檢測不準確造成加熱爐不能正常裝鋼、出鋼等問題，提出了具體的解決方法，解決了生產中一大難題。
    [關鍵詞] 加熱爐 位置變送器 檢測

    1  概述

    萊鋼軋鋼廠中小型車間加熱爐是步進式加熱爐，用來對鋼坯進行加熱。生產能力為120t /h（普碳鋼）和105t/h（彈簧鋼）。加熱爐自動控制系統采用瑞典ABB公司的Master Piece200/1系統，整個系統主要由MP200/1控制站、AS515操作站和現場檢測控制設備三部分組成。主體設備包括固定梁、活動梁、推鋼機、緩沖擋板、入爐輥道、出爐輥道、液壓站等設備。待加熱鋼坯在入爐輥道經測長、稱重檢測后，若為合格鋼坯（6000—10000mm），則自動打開入爐門，由入爐輥道送至爐內，緩沖擋板會定位鋼坯在爐內縱向位置，推鋼機推鋼坯至爐內活動梁第一位置，活動梁前進一個步距，活動梁上最后位置的鋼坯卸至出爐輥道，加熱爐出鋼。在加熱爐鋼坯定位控制系統中，推鋼機、活動梁、緩沖擋板三個設備的位置檢測起著極其重要的作用，檢測的準確與否直接影響鋼坯能否正常自動進鋼、爐內鋼坯定位、鋼坯爐內跟蹤、自動出鋼等。 

    2 位置變送器檢測原理
    位置變送器可分為拉線式和拉桿式兩種，檢測原理基本相同。當設備動作時，位置變送器的拉桿或拉線會隨之拉出或縮回，帶動位置變送器內的滑線電阻，位置變送器的輸出電壓也會發生變化，位置變送器的輸出電壓差值與設備運動的位移呈一定函數關系。位置變送器的電壓差值經過AI模板送入PLC，PLC計算可得出設備的位移，參與鋼坯爐內定位控制，并可在操作站AS515上顯示。

    對于被檢測設備由于位移，位置變送器阻值偏離設計工況引起的位移測量誤差等，可通過程序修改來調整，從而提高測量精度及可靠性。
    根據實際檢測原理可得位移方程：
    ΔL=ΔV＊A+L。
    ΔL:位移      ΔV:電壓差值    
    A:位移系數     L。:修正值  

    3 位置變送器的應用
    加熱爐共安裝四個位置變送器，分別檢測推鋼機、活動梁（平移和提升）、緩沖擋板三個設備的位置。推鋼機、活動梁平移的位置變送器為拉桿式位置變送器，緩沖擋板和活動梁提升的位置變送器為拉線式位置變送器.活動梁平移位置變送器型號為LWG750,測量范圍0-1000mm,提升位置變送器型號為 LWH600,測量范圍0-1000mm, 推鋼機位置變送器型號為LWH600,測量范圍0-2000mm, 緩沖擋板位置變送器型號為P-75A,測量范圍0-2500mm,精度等級0.3%。加熱爐全長22150mm，活動梁一個步距為237mm，在加熱爐鋼坯定位系統中，為對每一根鋼坯進行定位和跟蹤，鋼坯在爐內位置的檢測極為關鍵。加熱爐共100個跟蹤位置，記做P1,P2,P3……P100,其中，P1, P2,P3……P93位于爐內活動梁上，在加熱爐進料、出料過程中，緩沖擋板、對齊推鋼機、步進梁平移以及步進梁上下的位置檢測非常重要，只有在其到達一定位置時，才可控制相應設備動作。

    3．1 步進梁平移的位置控制
 
    步進梁的平移位置由位置變送器（AI3.8/ZT4）測得：ZT4-0.00=步進梁平移位置（AOC131）
    步進梁平移步距分為（a）：AOC136=355.500mm（大步距）（b）：AOC136=355.500mm（大步距）
    AOC131>=AOC136        步進梁處于“最后位”     
    AOC131>=AOC136-50.000mm   步進梁處于“緩慢后退位”
    AOC131<=50.000mm       步進梁處于“后退位”
    AOC131<=0.000mm       步進梁處于“最前位”

    3．2 步進梁上下的位置控制

    步進梁的上下運動位置由位置變送器（AI3.7/ZT3）測得：ZT3-30.700=步進梁上下位置（AOC178）
    AOC178>=195.000mm      步進梁處于“最高位”     
    AOC178>=170.000mm      步進梁處于“緩慢上升位”
    AOC178>=82.000mm       步進梁處于“抬鋼坯位”
    AOC178>=0.000mm       步進梁處于“慢速抬鋼坯位”
    AOC178<=105.000mm      步進梁處于“慢速放鋼坯位”     
    AOC178<=78.000mm       步進梁處于“放鋼坯位”
    AOC178<=30.000mm       步進梁處于“緩慢下降位”
    AOC178<=5.000mm       步進梁處于“最低位”
    當78.000mm<=AOC178<=82.000mm時，步進梁處于“軋制線位置”

    3．3 緩沖擋板的位置控制

    緩沖擋板的平移位置由位置變送器（AI3.6/ZT2）測得：ZT2-42.790=緩沖擋板平移位置（AOC27）鋼坯的定位位置=AOC26/position of center billet
    （1）AOC27>=1500.000mm      緩沖擋板處于“最前位”     
    （2）AOC27>=1400.000mm      緩沖擋板處于“緩慢前進位”
    （3）AOC27>=AOC26+100.000mm   緩沖擋板處于“慢速脫離鋼坯位”
    （4）AOC27>=AOC26+10.000mm    緩沖擋板處于“暫停后退位”
    （5）AOC27<=AOC26-10.000mm    緩沖擋板處于“暫停前進位”     
    （6）AOC27<=AOC26-100.000mm   緩沖擋板處于“緩慢接觸鋼坯位”
    （7）AOC27<=30.000mm       緩沖擋板處于“慢速后退位”
    （8）AOC27<=0.000mm       緩沖擋板處于“最后位”
    當AOC26-10.000mm<=AOC27<=AOC26+10.000mm時，緩沖擋板處于“平衡位置”
    緩沖擋板位置控制分兩種情況:（A）手動測試執行（1）、（2）、（3）、（4）步驟 （B） 鋼坯定位執行（5）、（6）、（7）、（8）步驟

    3．4 對齊推鋼機的位置控制

    對齊推鋼機的平移位置由位置變送器（AI3.5/ZT1）測得：ZT1-326.200=對齊推鋼機平移位置（AOC180）
    （1）AOC180>=697.000mm      對齊推鋼機處于“最前位”     
    （2）AOC180>=500.000mm      對齊推鋼機處于“緩慢前進位”
    （3）AOC180>=AOC28-160.000mm   對齊推鋼機處于“慢速前進位”
    （4）AOC180>=AOC28-4.000mm    對齊推鋼機處于“推鋼位置”
或AOC180>=AOC28-4.000mm
    （5）AOC180<=0.000mm       對齊推鋼機處于“慢速后退位”     
    （6）AOC180<=-290.000mm      對齊推鋼機處于“最后位”
對齊推鋼機位置控制分兩種情況：（1）、（2）、（5）、（6）用于測試（3）、（4）用于推鋼

    4 位置變送器維護及更換

    4、1 位置變送器的維護

    日常巡檢時，應檢查位置變送器安裝螺絲、插頭是否松動，設備動作位移是否與操作站顯示相一致。當設備運動位移不正常時，出現鋼坯不能正常入、出爐等現象時，先檢查位置變送器是否損壞、安裝螺絲是否松動；若位置變送器正常，可手動測試設備，標記設備動作位移，然后與加熱爐操作站的設備位移顯示值相比較，如有誤差且呈線性，先手動調節位置變送器的拉桿或拉線的長度，然后測試設備；若仍有誤差，可根據情況適當修改程序中的修正值、位移系數。位置變送器損壞嚴重或誤差太大無法調節，應更換位置變送器。無備件更換時，可修改相應數據庫元素和程序，更換為不同型號、精度等級高、能使用的位置變送器。

    4、2 位置變送器的更換

    推鋼機位置變送器原為拉線式位置變送器，由于推鋼機動作頻繁，工作環境差，位置變送器損壞頻繁，現更換為拉桿式位置變送器。平移梁位置變送器在 2001年10月由于檢測不準確，影響鋼坯爐內跟蹤、出鋼等控制功能。原P-75A型位置變送器購買困難，先更換為LWG750型位置變送器。位置變送器檢測原理基本相同，更換方案也基本相同，現就平移梁位置變送器更換為例，加以說明。
    平移梁位置變送器更換方案：
    （1） 把平移梁手動移到最前位，停止，在主控室編程器上記下RMC1:AI3.8/ZT4此時的輸出值X1；
    （2） 把新的LWG750型位置變送器換上，接線，固定拉桿；
    （3） 在主控室編程器修改AI3.8/ZT4數據庫元素的轉換參數：由450改為750；
    （4） 重新觀察此時輸出值X2記下；
    （5） 修改位置變送器基準調整參數，通過RMC1PC3.1.4:2,進行具體方案是：新值=原值+（X2-X1）;
    （6） 裝鋼測試，建議裝鋼一只或兩只；
    （7） 調試程序；

    5  結束語

    位置變送器屬于兩線制檢測儀表，具有接線簡單，維護方便，性能穩定等特點。由于位置變送器檢測準確性的提高，為加熱爐穩定正常燒鋼出鋼創造了有利條件，加熱能力達到設計要求，節能降耗成果明顯，大大減輕操作人員勞動強度，為加熱爐正確操作提供了科學依據，確保加熱爐安全、穩定、可靠運行。

    參考文獻
    [1] AUTOMAZIONE AREA FORNO FUIRNACE AREA AUTOMATION :245-247