冶金行業(yè)電子稱(chēng)量系統(tǒng)的應(yīng)用和故障處理

唐 龍

（河鋼集團(tuán)宣鋼公司， 河北 宣化 075100）

隨著工業(yè)現(xiàn)代化、智能化的高速發(fā)展，電子稱(chēng)量在冶金行業(yè)的應(yīng)用非常普及，已經(jīng)成為煉鋼生產(chǎn)物料測(cè)量和控制的關(guān)鍵工藝設(shè)施。稱(chēng)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性不僅直接關(guān)系到產(chǎn)品的好壞，而且與企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益緊密相關(guān)，同時(shí)也關(guān)系到模型自動(dòng)煉鋼[1]轉(zhuǎn)爐煉鋼二級(jí)[2]加料控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

河鋼集團(tuán)宣鋼公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)宣鋼）150 t 爐區(qū)配套有五部320/80 t 的天車(chē)系統(tǒng)，進(jìn)行煉鋼生產(chǎn)的液態(tài)金屬進(jìn)行調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)儲(chǔ)等功能，其中配置有天車(chē)電子稱(chēng)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鐵水、廢鋼和鋼水的準(zhǔn)確計(jì)量。折罐間配置有四部鐵水車(chē)，配置有平車(chē)軌道衡稱(chēng)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)煉鐵和煉鋼直接的鐵水計(jì)量。廢鋼間配置有3 套軌道衡稱(chēng)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廢鋼的計(jì)量。轉(zhuǎn)爐爐前熔劑和合金配置有8 套稱(chēng)量裝置，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐合金和熔劑加料控制。轉(zhuǎn)爐上料系統(tǒng)有兩套皮帶秤稱(chēng)量裝置，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐上料稱(chēng)量功能。連鑄機(jī)系統(tǒng)配置有二套大包稱(chēng)和中包稱(chēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鋼水澆鑄計(jì)量。連鑄機(jī)出坯跨配置1 套鋼坯稱(chēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)鋼坯的分支計(jì)量，滿足煉鋼和軋鋼直接鋼坯結(jié)算需求。

稱(chēng)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性直接影響生產(chǎn)，同時(shí)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)為后期的數(shù)據(jù)分析、判斷提供了可靠的依據(jù)。因此，稱(chēng)量系統(tǒng)的日常檢修維護(hù)很重要，直接影響生產(chǎn)系統(tǒng)的日常運(yùn)行和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提升。必須掌握電子稱(chēng)量系統(tǒng)故障處理的維護(hù)檢修方法，才能更好的做好設(shè)備維護(hù)工作。

1 電子稱(chēng)量系統(tǒng)組成

電子稱(chēng)量系統(tǒng)一般由接線盒、稱(chēng)量顯示儀表、稱(chēng)量模塊三部分組成，其中稱(chēng)量模塊又包括稱(chēng)量壓頭、安裝頂板、安裝底板、限位拉桿等附件部分。

1）稱(chēng)量模塊。煉鋼生產(chǎn)上，一只稱(chēng)量斗一般選用3 只稱(chēng)量模塊作為料倉(cāng)的支撐，稱(chēng)量模塊由負(fù)載頂板，安裝底板板，稱(chēng)量傳感器，稱(chēng)量壓頭，限位拉桿構(gòu)成。當(dāng)載荷通過(guò)負(fù)載頂板及稱(chēng)量壓頭作用到傳感器上時(shí)，傳感器把載荷質(zhì)量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出。

2）接線盒。每只稱(chēng)量斗安裝一個(gè)傳感器專(zhuān)用接線盒，其規(guī)格、型號(hào)根據(jù)所使用傳感器個(gè)數(shù)選定，宣鋼選用三進(jìn)一出接線盒，將稱(chēng)重顯示儀表供給的供橋電壓傳輸給每一個(gè)傳感器并把傳感器輸出的毫伏信號(hào)合成均分后送至稱(chēng)量顯示儀表進(jìn)行顯示和控制。

3）稱(chēng)量顯示儀表。稱(chēng)量顯示儀表為各只稱(chēng)重傳感器提供工作電源，并接收接線盒處理后反饋回來(lái)的毫伏信號(hào)，通過(guò)儀表內(nèi)部A/D 轉(zhuǎn)換，將所測(cè)量的毫伏信號(hào)轉(zhuǎn)換為實(shí)時(shí)重量并顯示、控制。

2 電子稱(chēng)量系統(tǒng)工作原理

當(dāng)所稱(chēng)量的物料作用到稱(chēng)量模塊上時(shí)，使得傳感器內(nèi)部的彈性體發(fā)生形變，從而使彈性體阻值發(fā)生相應(yīng)變化，使得供橋電壓發(fā)生變化，輸出一個(gè)與當(dāng)前物料重量相對(duì)應(yīng)的毫伏級(jí)電壓信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)儀表內(nèi)部運(yùn)算電路[3]、放大電路、數(shù)模轉(zhuǎn)化電路轉(zhuǎn)化輸出。然后根據(jù)用戶命令將結(jié)果顯示到顯示器。電阻應(yīng)變片式稱(chēng)重傳感器原理圖見(jiàn)圖1。

圖1 稱(chēng)重傳感器原理圖

3 電子稱(chēng)量常見(jiàn)故障

1）稱(chēng)量料斗空秤時(shí)，稱(chēng)重儀表上數(shù)據(jù)不顯零，且數(shù)值閃爍。

2）在進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，將需要標(biāo)定的砝碼反復(fù)稱(chēng)量，每次顯示的重量都不一樣。

3）稱(chēng)量時(shí)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，發(fā)生漂移或是跳動(dòng)。

4）稱(chēng)量數(shù)值在沒(méi)有負(fù)載時(shí)，累積增加或累積減少。

4 處理方法

4.1 觀察法

仔細(xì)檢查稱(chēng)量斗外觀及震動(dòng)給料器，檢查稱(chēng)量斗周?chē)欠裼挟愇?，機(jī)械結(jié)構(gòu)是否發(fā)生了改變；檢查電震出料口是否卡蹭到料斗等情況，檢查若出現(xiàn)這些情況，需要恢復(fù)稱(chēng)量料斗機(jī)械結(jié)構(gòu)，并保持料斗秤獨(dú)立不與其他物體粘連。

4.2 對(duì)比法

對(duì)稱(chēng)量料斗3 只稱(chēng)重傳感器檢測(cè)輸入、輸出信號(hào)，一般我們使用萬(wàn)用表首先測(cè)量每一只稱(chēng)量模塊的供橋電壓，輸出信號(hào)，并對(duì)每一個(gè)稱(chēng)量模塊所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄比較，從而找出發(fā)生故障的傳感器。

1）輸入、輸出端阻抗對(duì)比。將稱(chēng)量顯示儀表工作電源斷開(kāi)，將3 只傳感器的輸入、輸出線和屏蔽線分別拆開(kāi)，首先用萬(wàn)用表的kΩ 檔，測(cè)量每一信號(hào)線與屏蔽線芯的絕緣電阻，正常顯示為斷路；然后對(duì)每?jī)筛盘?hào)線進(jìn)行測(cè)量電阻值，并記錄所測(cè)量數(shù)據(jù)，與稱(chēng)重傳感器的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比對(duì)，對(duì)于輸入、輸出阻值超出規(guī)定范圍的傳感器，即可判斷為故障傳感器。

2）輸出毫伏信號(hào)對(duì)比法。有時(shí)稱(chēng)重傳感器電阻值[4]在技術(shù)參數(shù)規(guī)定范圍內(nèi)，但仍然不能正常工作，這時(shí)如采用阻抗對(duì)比法無(wú)法檢測(cè)出傳感器的好壞，可采用測(cè)量輸出毫伏信號(hào)值進(jìn)行判斷。

首先將3 只稱(chēng)重傳感器供橋電源接線（紅EXC+、黑 EXC-）恢復(fù)，將信號(hào)輸出接線（綠 SIG+、白SIG-）懸空分開(kāi)，將稱(chēng)重顯示器通電后，用萬(wàn)用表的直流毫伏檔，分別測(cè)量3 只傳感器輸出毫伏信號(hào)值。輸出毫伏信號(hào)值范圍為：0 mV～U mV（U 等于供橋電壓×傳感器精度值）。正常情況下，輸出信號(hào)工作在此范圍內(nèi)。同一稱(chēng)量斗的3 只稱(chēng)量模塊，在沒(méi)有物料或加料過(guò)程中，其輸出毫伏值基本一致。如果有一只稱(chēng)量模塊輸出信號(hào)不穩(wěn)定或者輸出毫伏信號(hào)超出規(guī)定值，故可判斷出該只傳感器存在故障。

4.3 剔除法

將稱(chēng)量斗3 只傳感器輸出信號(hào)接線（綠SIG+、白SIG-）逐對(duì)拆除，每拆除一對(duì)信號(hào)線，觀察稱(chēng)重顯示器數(shù)字是否穩(wěn)定，對(duì)顯示不穩(wěn)定的接線進(jìn)行恢復(fù)，然后拆除另一只稱(chēng)量模塊輸出信號(hào)線，同理判斷稱(chēng)量模塊是否正常，當(dāng)稱(chēng)重顯示器出現(xiàn)數(shù)字穩(wěn)定時(shí)，判斷剛拆下的傳感器為故障傳感器。為了進(jìn)一步驗(yàn)證所作出的判斷是否準(zhǔn)確，可以反復(fù)接、拆該傳感器信號(hào)線，并注意稱(chēng)重顯示器上數(shù)值變化。

4.4 調(diào)換法

此種方法是解決稱(chēng)量模塊正常且有物料作用下，稱(chēng)量數(shù)值不穩(wěn)定（一個(gè)分度值累積增加或累積減?。┑闹苯印⒂行У姆椒ㄖ?。將其它工作正常的稱(chēng)重顯示器直接和數(shù)值不穩(wěn)定的稱(chēng)重顯示器調(diào)換，并觀察更換后的稱(chēng)重顯示器數(shù)值變化情況。注意稱(chēng)重顯示器[5]調(diào)換后，內(nèi)部參數(shù)都應(yīng)修改，如：稱(chēng)重量程、分度值、零點(diǎn)跟蹤、濾波系數(shù)、小數(shù)點(diǎn)位數(shù)、單位。必須與原稱(chēng)重顯示器一樣。當(dāng)數(shù)值穩(wěn)定后，還必須對(duì)稱(chēng)重顯示器的零點(diǎn)及量程進(jìn)行校驗(yàn)，才能完全正確使用。

4.5 代碼診斷法

當(dāng)稱(chēng)量顯示器出現(xiàn)故障代碼時(shí)，可以根據(jù)稱(chēng)量顯示器使用說(shuō)明書(shū)，逐一核對(duì)，并根據(jù)說(shuō)明書(shū)上的故障分析進(jìn)行處理。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)的推進(jìn)，我們不在追求粗放型的生產(chǎn)，更注重產(chǎn)品的質(zhì)量，性能。準(zhǔn)確、穩(wěn)定的稱(chēng)量系統(tǒng)直接影響一個(gè)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)為后期的數(shù)據(jù)分析、判斷提供了可靠的依據(jù)。因此，必須掌握稱(chēng)量系統(tǒng)故障處理的維護(hù)檢修方法，才能更好地做好設(shè)備維護(hù)工作。