1概述
攀枝花某有限责任公司的钢板坯连铸LF炉，用于对钢水加热时，加入合金，并对钢水成分微调。虽然钢水在出转炉时加入了合金，但合金含量比较大，称量比较粗。须在LF炉中对钢水取样，进一步分析钢水成分，加入适量合金。因此，准确控制加入LF炉的合金对保证钢水质量，确保连浇的正常运行有着非常重要的作用。LF炉合金加料系统，共8个料仓，4个称量斗，由振动给料机下料，工艺流程见图1。以前由人工操作，操作工启动振动给料机，观察电子秤的显示板，当称量的料快要达到设定值时停止振动给料机。虽然电子秤的精度比较高，但是由于振动给料机的惯性和操作工的反应时间，称量的动态误差比较大，严重影响了连铸坯的质量。为此，在称量系统改造中，采用PLC控制，以解决动态误差问题。

2系统配置
LF炉合金称量系统只有一套，没有备用设备，如果不能正常工作将影响连铸的正常生产，为了提高系统的可靠性，采用PLC控制。
整个合金称量系统I/O点数统计如下：数字量输入DC24V134点
数字量输出DC24V    56点
数字量输出AC220V24点模拟量输入4~20mA12点模拟量输出4~20mA12点
西门子的S7-300在攀钢公司用得比较多，考虑到备品备件，以及维护方便，采用S7-300控制。
S7-300有开关量1024点，模拟量64点，编程方便，质量可靠，能满足铁合金加料控制的需要。S7-300有CP544模块可以与连铸过程计算机VAX通讯，另外西门子新推出的监控软件WinCC可用于微机，满足工艺监视及操作的需要，PLC的配置见图2。

3系统功能
3.1电子秤
电子秤由称重传感器和称重变送器组成。称重变送器将重量信号转换为4～20mA信号输出给PLC，从而实现给料、配料的自动控制。由于称量斗附近空间狭窄，环境恶劣，无法采用传统的砝码标定。因此在本次改造中电子秤的标定采用对比法，实现无砝码标定，即用加力装置、高精度传感器，高精度显示器组成标定设备。由加力装置对称量斗施加一个力，将标定设备测出这个力的大小与电子秤称出的值进行比较，按这种方法对电子秤的有关量值逐一进行标定。这种无砝码标定精度较高，比用砝码标定的劳动强度减少了许多。
3.2称量控制
控制下料量的大小是精确称量的关键。给料机的下料速度与给料机的振幅及频率成正比，振幅不能随意调整，因此只能调频率。频率越快，下料量越大，反之频率越慢，下料量越小。给料机采用富士的交交变频器控制。变频器的输出频率由PLC输出4～20mA给定，当PLC给出4mA时，变频器输出0Hz，给出20mA时，输出50Hz。
当称量达到设定值的90%以前快速给料，
达到90%以后慢速给料，达到设定值时停止给料。但是给料机有惯性，即使电机停止后，仍在振动下料。因此必须提前停止给料机，把称量的偏差作为修正值，提前停止给料机，给料机的工作流程见图3。

给料机的偏差具有随机性，偏差跟原料的湿度及颗粒度有很大的关系。如果只用本次的偏差作为修正值有很大的随机性，这次为正，下次为负，会引起偏差振荡，使称量更加不准确。故引入一个积累修正值的算法，公式如下：
kn+1＝(4×kn+en)/5
kn－为本次称量的修正值
en－为本次称量的偏差
kn+1－为下次称量的修正值
通过此算法修正后，称量5次，称500公斤的原料，偏差2公斤左右（不计电子秤的精度），足以满足工艺生产的需要。
3.3显示与操作
人机接口是自动化控制系统的重要组成部分，操作人员通过人机接口获取生产过程的信息，然后通过键盘、鼠标操作，参与生产过程。自动化控制系统的发展趋势是由CRT、键盘
和鼠标组成的人机接口代替操作台，在CRT上能够生动地显示工艺流程，既能显示整过生产过程，也能显示局部的详细情况。在一台CRT上能够做许多画面，节省了控制室的面积。由于取消了操作台，画面变得非常重要，画面生动形象地反映了工艺流程，使操作很方便。
WinCC是西门子新推出的监控软件，可安装在微机上，在Windows98下运行，通用强，界面友好。微机通过MPI接口直接与S7-300的CPU相连，不需要特殊的CP模块，投资比较节省。
3.4与上位机通讯
连铸基础自动化采用贝利公司的DCS系统
Net90控制，上面有2台VAX作为过程机，VAX通过以态网Net90相连。Net90不能与S7-300直接连网，只能通过RS-232相连。S7-300系统具有智能模块CP544，可用于RS-232通讯。LF炉操作室与连铸操作室相距300米，RS-232协议不能传输这么远的距离，中间加调制解调器，实现了S7-300与Net90通讯。在VAX上根据钢水的成分分析，计算出合金的加入量，然后把数据传送给S7-300，由S7-300完成称量配料过程。
4结束语
攀钢连铸LF炉合金微调称量控制系统已经投运了一年多，运行状况良好。配料时间由原来的12min缩短到现在的4min，称量精度为2%，控制精度为1%，操作方便，控制品质好，称量参数修改简便，画面功能完善可靠，故障率低，维护方便，工作量少，保证了LF炉合金加料的精度，对提高钢种的质量和保证转炉的正常生产发挥了十分重要的作用。

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