CN105087860A - 双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，包括：在吊包位，铁水包放入台车时，计量设备开始启动，并判断铁水包在铁水台车上，PLC对数据块的数据位清零，开始从计量设备采集铁水空包皮重；铁水包台车到达受铁位，通过PLC去铁水空包皮重，开始计算铁水净重，PLC每间隔n秒钟从计量设备采集铁水包台车上的铁水净重，并将这些数据写入数据块的m个数据中；受铁完毕后，铁水包台车离开受铁位，当根据称量重量判断铁水包被吊运时，PLC停止采集铁水包台车上的铁水净重，取出此时在数据块中的停止采集数据的前第k位上的铁水净重自动上传给服务器。本发明避免了人为因素的干扰，也避免了由于现场限位信号的丢失而造成的数据丢失。

Description

双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法

技术领域

本发明涉及一种电炉生产操作方法，具体说涉及一种电炉生产系统的铁水自动称量控制方法。

背景技术

铁水是电炉冶炼的主原料之一，铁水数据的完整和准确关系到电炉炼钢成本核算的准确性。在一套电极两个炉座的双炉座电炉冶炼过程中，铁水数据通常在炉次通电开始前将废钢和第一包铁水加入炉中后，由操作人员在自动控制系统中人工确认铁水重量和炉座号后上传给服务器；特殊情况下，需要停电来加入第二包铁水。对每一包铁水，在双炉座的电炉冶炼过程控制系统中，都需要人工来选择铁水包中的铁水到底是加入到哪一个炉座中。在这样的铁水称量控制系统中，铁水数据的上传需要人工干预，人工可以确认和修改数据，这给铁水数据的准确性带来一定的不准确因素；另一方面，在现在的铁水称量数据采集系统中，计量设备上的铁水数据是在铁水包受铁完毕离开受铁位时或者到达吊包位起吊时由离开受铁位的限位信号或由吊包位的起吊信号来触发铁水数据的上传，但是由于台车与铁水包在运动过程中对限位信号设备的冲撞或者现场条件的恶劣使得限位信号设备时常故障，造成这两个限位信号常常丢失，进而造成铁水数据采集和上传的失败。

具体说，在现有的电炉冶炼生产过程中，铁水数据的采集分两个步骤来完成。第一步，铁水包在受铁位受铁完毕后，由离开受铁位这一限位信号或者由到达吊包位后起吊的限位信号来触发铁水数据采集到可编程逻辑控制器(PLC)中；第二步，在铁水包起吊后由操作人员将铁水加入电炉后，由操作人员在人机界面(HMI)上进行人工确认，核对铁水重量和加入的炉座号后，通过画面按钮触发铁水数据从PLC上传到服务器。现有的这种操作方式存在以下问题：

1.铁水数据丢失严重

(1)由于现场限位信号丢失，在铁水包离开受铁位或者在铁水包起吊位PLC采集不到限位信号，或在这两个位置的限位信号都丢失，导致铁水重量数据采集失败，需要人工在HMI上进行铁水重量输入和确认。

(2)在兑第二包铁水的情况下，由于第一包铁水重量信息没有及时在HMI上进行确认，导致第一包铁水数据被第二包铁水数据覆盖而丢失。

(3)由于现场操作情况多变，操作工人有时需要处理其他紧急事项，来不及进行铁水数据的确认，导致了铁水数据丢失。

2.包含人为因素，有干扰、效率低

铁水数据采集的第二个步骤中，需要操作人员人工确认铁水的重量和炉座号，每班的操作人员有差异，并且这一环节也增加了操作人员的工作量。

发明内容

本发明的目的是提供一种双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，不但能够取消人工干预的环节，而且能够在离开受铁位的限位信号或吊包位的起吊信号丢失的情况下，正确的将铁水包中的铁水净重数据采集并上传到服务器，以提高铁水数据的完整性和准确性。

根据本发明提供一种双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，由一个控制系统实施，该控制系统包括台车磅秤计量设备、PLC设备、计算机服务器设备，从台车磅秤计量设备上采集铁水净重数据并自动上传服务器，该自动称量控制方法，包括：

在吊包位，铁水包放入台车时，计量设备开始启动，并根据称量重量判断铁水包在铁水台车上，PLC对数据块的数据位清零，开始从计量设备采集铁水空包皮重；

铁水包台车到达受铁位，通过PLC去铁水空包皮重，开始计算铁水净重，PLC每间隔n秒钟从计量设备采集铁水包台车上的铁水净重，并将这些数据写入数据块的m个数据中；

受铁完毕后，铁水包台车离开受铁位，当根据称量重量判断铁水包被吊运时，PLC停止采集铁水包台车上的铁水净重，取出此时在数据块中的停止采集数据的前第k位上的铁水净重自动上传给服务器；

服务器进行数据存储或进一步上传。

计算铁水净重：铁水净重＝台车计量设备计量数据-铁水包皮重，受铁过程中，铁水净重数据随着受铁的铁水不断增多而不断发生变化。

通过对计量设备铁水数据的变化来判定是否取数据并上传，具体判定规则为：当计量设备铁水数据小于w吨时，认为铁水包已经起吊，此时取第k位存储的数据上传给服务器，认为此数据为准确数据。

当台车称重数据超过铁水包重量下限时认为空的铁水包已经完全放稳在台车上，否则认为铁水包皮重数据无效。

本发明不但能够取消人工干预的环节，而且能够在离开受铁位的限位信号或吊包位的起吊信号丢失的情况下，通过一定的处理，正确的将铁水包中的铁水净重数据采集并上传到服务器，以提高铁水数据的完整性和准确性。即是说，本发明是自动进行铁水数据的采集和上传，撇开了人为因素的干扰，并能在不依赖现场限位信号的前提下自动进行铁水数据的采集和上传判定，确保了铁水数据的原始、完整和准确，在生产操作上减少人工干预环节，对成本核算具有十分重要的现实意义。

与现有的技术相比，本发明消除了现场限位信号丢失和操作人员人为因素的影响，提高了电炉铁水数据采集的完整性和准确性；应用在某双炉座电炉采用后，铁水数据完整率和准确率分别从75％和54％提高到99.5％和98.8％。具体如表1和表2所示。

表1现有技术采集铁水数据2013年4月25日-2013年5月24日统计分析

表2新技术采集铁水数据2013年6月10日-2013年7月9日统计分析

综上所述，本发明相较于现有技术的显著区别是利用PLC设备可连续采集计量设备数据的特点，通过PLC采集到的数据来判断是否可采集和自动上传铁水数据，避免了人为因素的干扰，也避免了由于现场限位信号的丢失而造成的数据丢失。

附图说明

图1是本发明一个实施例的采用双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制系统进行控制的方法流程图；

图2是图1方法中铁水数据连续自动采集逻辑图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。在附图中相同的附图标记表示相同的部分。

根据本发明提供一种双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，由一个控制系统实施，该控制系统包括台车磅秤计量设备、PLC设备、计算机服务器设备，从台车磅秤计量设备上采集铁水净重数据并自动上传服务器，该自动称量控制方法，如图1所示，包括：

在吊包位A，铁水包2放入台车1时，计量设备(未标示)开始启动，并根据称量重量判断铁水包2在铁水台车1上，可编程逻辑控制器(PLC)对数据块的数据位清零，开始从计量设备采集铁水空包皮重；

载着铁水空包的台车到达受铁位，铁水包2从储铁水罐车3受铁，通过PLC去铁水空包皮重，开始计算铁水净重，PLC开始连续每间隔n秒钟(例如n＝3)从计量设备采集铁水包台车1上的铁水净重，并将这些数据写入数据块的m(例如m＝15)个数据中，即循环存储m个铁水数据；

受铁完毕后，铁水包台车离开受铁位B，开往吊包位A，继续连续采集循环存储m个铁水净重数据，当根据称量重量判断铁水包被吊运时，PLC停止采集铁水包台车1上的铁水净重，取出此时在数据块中的停止采集数据的前第k(k<m,可根据现场情况进行设定，例如k＝10)位上的铁水净重自动上传给服务器；

服务器进行数据存储或进一步上传。

计算铁水净重：铁水净重＝台车计量设备计量数据-铁水包皮重，受铁过程中，铁水净重数据随着受铁的铁水不断增多而不断发生变化。

图2是图1方法中铁水数据连续自动采集逻辑图，如图2所示，通过对计量设备铁水数据的变化来判定是否取数据并上传，具体判定规则即逻辑程序为：当台车1称重大于r吨，采集数据清零采集功能初始化，当净重大于0吨，间隔n秒采集净重数据循环放入m个数据位中，当计量设备铁水数据小于w吨时，认为铁水包已经起吊，此时取第k位存储的数据上传给服务器，认为此数据为准确数据。

当台车1称重数据超过铁水包重量下限时认为空的铁水包已经完全放稳在台车上，否则认为铁水包皮重数据无效。

以下进一步具体说明本发明方法的细节，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。

1.铁水数据自动采集业务流程

本发明的铁水数据采集方法所采用的系统，涉及台车磅秤计量设备、PLC设备、计算机服务器设备，包括PLC设备如何完整的准确的从台车磅秤计量设备上采集铁水净重数据并自动上传服务器。

如图1所示，在吊包位A，铁水包2放入台车1时，计量设备开始启动，并判断铁水包2在铁水台车1上(根据称量重量判断)，PLC对数据块的数据位清零，开始从计量设备采集铁水包2毛重；

铁水包台车1到达受铁位B，PLC对铁水包去皮重，即铁水包毛重＝铁水包皮重，开始计算铁水净重，即铁水净重＝台车计量设备计量数据-铁水包皮重；此时，PLC每间隔n秒钟(间隔时间可以根据现场情况和铁水采集的精度进行自定义，例如n＝3)从计量设备采集铁水包台车上的铁水净重，并将这些数据写入数据块的m个数据中(数据长度可以自定义,例如m＝15)；受铁过程中，铁水净重数据随着受铁的铁水不断增多而不断发生变化；

受铁完毕后，铁水包台车1离开受铁位B，当铁水包被吊运时(根据称量重量判断)；PLC停止采集铁水包台车1上的铁水净重，取出此时在数据块中的停止采集数据的前第k位(k<＝m,数据位可以自定义，例如k＝10)上的铁水净重自动上传给服务器。

此方法在保证称量完好的情况下，PLC采集到铁水净重数据后立刻直接自动上传给服务器，服务器进行数据存储或进一步上传，避免人工干预。

2.铁水数据自动采集技术

铁水包在受铁位B受铁完毕到运送到吊包位的过程中，铁水包受铁已经完成，铁水重量趋于稳定，此过程中如果能采集到铁水重量数据，将是比较准确的。

在本发明的技术方案中，铁水数据的采集不再依赖现场的“铁水包离开受铁位”和“铁水包到达吊包位”这两个现场限位信号，而是在铁水包离开受铁位B后直到吊包位A的过程中，通过PLC连续每隔n秒(在图1中n＝3)采集一次计量设备上的铁水数据、循环存储m个数据(在图1中m＝15)的方法，来采集数据，并通过对计量设备铁水数据的变化来判定是否取数据并上传。具体判定规则为：当计量设备铁水数据小于w吨(w的值可根据所用钢包的实际皮重和可接受的最小铁水重量来设定，在此举例设w＝30吨，)时，认为铁水包已经起吊，此时取第k位(在图1中k＝10，k<m)存储的数据上传给服务器，认为此数据为准确数据。

在实际铁水称重过程中，空的铁水包有一个重量下限，当台车称重数据超过这一下限时才认为空的铁水包已经完全放稳在台车上，否则认为铁水包皮重数据无效。此判断显示在图2中，以r吨表示(例如r＝20)。

与现有的技术相比，本发明的主要特点是消除了现场限位信号丢失和操作人员人为因素的影响，提高了电炉铁水数据采集的完整性和准确性。本发明方案在某双炉座电炉采用后，铁水数据完整率和准确率分别从75％和54％提高到99.5％和98.8％。具体比较数据如表1和表2所示。

表1现有技术采集铁水数据2013年4月25日-2013年5月24日统计分析

表2新技术采集铁水数据2013年6月10日-2013年7月9日统计分析

本发明与现有技术的的主要区别是利用PLC设备可连续采集计量设备数据的特点，通过PLC采集到的数据来判断是否可采集和自动上传铁水数据，避免了人为因素的干扰，也避免了由于现场限位信号的丢失而造成的数据丢失。

综上所述，本发明的双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法不但能够取消人工干预的环节，而且能够在离开受铁位的限位信号或吊包位的起吊信号丢失的情况下，通过一定的处理，正确的将铁水包中的铁水净重数据采集并上传到服务器，以提高铁水数据的完整性和准确性，即可自动进行铁水数据的采集和上传，撇开了人为因素的干扰，并能在不依赖现场限位信号的前提下自动进行铁水数据的采集和上传判定，确保了铁水数据的原始、完整和准确，对成本核算具有十分重要的现实意义。

以下通过具体应用实例说明上述本发明方案的具体实施过程。

在此实例中各变量的取值分别为：n＝3,m＝15,k＝10,w＝30,r＝25。

如图1所示，电炉铁水生产系统的铁水自动称量控制方法，其具体步骤如下：

1)铁水空包2由行车吊到吊包位A，在吊包位A将空包放到台车1上，台车计量限位(未标示)被铁水包2触发，PLC采集台车计量设备上的空包毛重；

2)台车离开吊包位A，到达受铁位B，台车1到达受铁位限位被触发，PLC采集台车计量设备上的铁水包重量得到皮重(去皮功能也可用此方法，本案未用)，实时毛重减去皮重得到铁水净重；PLC开始连续采集计量设备上的数据，每间隔3秒采集铁水包重量数据；

3)在受铁位B铁水不断倒入铁水包2中，铁水净重也不断发生变化，受铁完毕，台车1离开受铁位B；

4)台车1到达吊运位A后，铁水包重量将随铁水包吊走台车称量而减少到一定数值，PLC将触发将一个有效的铁水净重数据上传服务器；

5)服务器接收此数据存储在相应的数据库表格中，并显示在画面上，如表3所示。

例如，假设铁水包皮重为25000公斤，表3为PLC在受铁位连续采集的15个铁水净重数据。

表3受铁位采集的15个数据

受铁完毕，在铁水包离开受铁位，运输到吊包位时，PLC连续采集的15个铁水净重数据如表4。

表4离开受铁位运输到吊包位过程中采集的15个数据

铁水包到达吊包位，起吊时PLC采集的15个数据如表5所示。

表5铁水包起吊时PLC存储的15个数据

当台车称重为29000公斤时<30000公斤，PLC认为铁水包已起吊，取存储的第10位数据55000公斤发送给服务器，认为是铁水的准确净重，具体判断流程请见图2。

本发明的双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，不但能够取消人工干预的环节，而且能够在离开受铁位的限位信号或吊包位的起吊信号丢失的情况下，正确的将铁水包中的铁水净重数据采集并上传到服务器，以提高铁水数据的完整性和准确性。

本方法应用于实际的电炉生产，证明本方法是可行的，可以进一步推广到国内外钢厂的电炉生产，用于提高电炉铁水数据采集的完整和准确，保证过程控制和成本核算的准确，推广应用前景广阔。

应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (4)

1.一种双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，其特征在于，由一个控制系统实施，该控制系统包括台车磅秤计量设备、PLC设备、计算机服务器设备，从台车磅秤计量设备上采集铁水净重数据并自动上传服务器，该自动称量控制方法，包括：

在吊包位，铁水包放入台车时，计量设备开始启动，并根据称量重量判断铁水包在铁水台车上，PLC对数据块的数据位清零，开始从计量设备采集铁水空包皮重；

铁水包台车到达受铁位，通过PLC去铁水空包皮重，开始计算铁水净重，PLC每间隔n秒钟从计量设备采集铁水包台车上的铁水净重，并将这些数据写入数据块的m个数据中；

受铁完毕后，铁水包台车离开受铁位，当根据称量重量判断铁水包被吊运时，PLC停止采集铁水包台车上的铁水净重，取出此时在数据块中的停止采集数据的前第k位上的铁水净重自动上传给服务器；

服务器进行数据存储或进一步上传。

2.根据权利要求1所述的双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，其特征在于，铁水净重＝台车计量设备计量数据-铁水包皮重；受铁过程中，铁水净重数据随着受铁的铁水不断增多而不断发生变化。

3.根据权利要求1所述的双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，其特征在于，通过对计量设备铁水数据的变化来判定是否取数据并上传其具体判定规则为：当计量设备铁水数据小于w吨时，认为铁水包已经起吊，此时取第k位存储的数据上传给服务器，认为此数据为准确数据；其中w是根据所用钢包的实际皮重和可接受的最小铁水重量设定的值。

4.根据权利要求1所述的双炉座电炉生产系统的铁水自动称量控制方法，其特征在于，当台车称重数据超过铁水包重量下限时认为空的铁水包已经完全放稳在台车上，否则认为铁水包皮重数据无效。