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浅析冶金行业电子称量系统的故障处理措施

2020-06-08 215 上传者：管理员

摘要：阐述了电子称量系统在冶金行业炼钢生产物料测量与控制上的应用和故障处理方法，主要介绍了电子称量系统的组成、工作原理、故障检测及处理方法。

关键词：
传感器
冶金行业
故障处理
电子称量
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随着工业现代化、智能化的高速发展，电子称量在冶金行业的应用非常普及，已经成为炼钢生产物料测量和控制的关键工艺设施。称量系统的准确性不仅直接关系到产品的好坏，而且与企业的经济效益紧密相关，同时也关系到模型自动炼钢[1]转炉炼钢二级[2]加料控制的关键环节。

河钢集团宣钢公司（以下简称宣钢）150 t炉区配套有五部320/80 t的天车系统，进行炼钢生产的液态金属进行调运转储等功能，其中配置有天车电子称量系统，实现铁水、废钢和钢水的准确计量。折罐间配置有四部铁水车，配置有平车轨道衡称量系统，实现炼铁和炼钢直接的铁水计量。废钢间配置有3套轨道衡称量系统，实现废钢的计量。转炉炉前熔剂和合金配置有8套称量装置，实现转炉合金和熔剂加料控制。转炉上料系统有两套皮带秤称量装置，实现转炉上料称量功能。连铸机系统配置有二套大包称和中包称系统，实现钢水浇铸计量。连铸机出坯跨配置1套钢坯称系统，实现钢坯的分支计量，满足炼钢和轧钢直接钢坯结算需求。

称量系统的准确性、稳定性直接影响生产，同时精准的数据为后期的数据分析、判断提供了可靠的依据。因此，称量系统的日常检修维护很重要，直接影响生产系统的日常运行和技术经济指标的提升。必须掌握电子称量系统故障处理的维护检修方法，才能更好的做好设备维护工作。

1、电子称量系统组成

电子称量系统一般由接线盒、称量显示仪表、称量模块三部分组成，其中称量模块又包括称量压头、安装顶板、安装底板、限位拉杆等附件部分。

1）称量模块。炼钢生产上，一只称量斗一般选用3只称量模块作为料仓的支撑，称量模块由负载顶板，安装底板板，称量传感器，称量压头，限位拉杆构成。当载荷通过负载顶板及称量压头作用到传感器上时，传感器把载荷质量转换成电压信号输出。

2）接线盒。每只称量斗安装一个传感器专用接线盒，其规格、型号根据所使用传感器个数选定，宣钢选用三进一出接线盒，将称重显示仪表供给的供桥电压传输给每一个传感器并把传感器输出的毫伏信号合成均分后送至称量显示仪表进行显示和控制。

3）称量显示仪表。称量显示仪表为各只称重传感器提供工作电源，并接收接线盒处理后反馈回来的毫伏信号，通过仪表内部A/D转换，将所测量的毫伏信号转换为实时重量并显示、控制。

2、电子称量系统工作原理

当所称量的物料作用到称量模块上时，使得传感器内部的弹性体发生形变，从而使弹性体阻值发生相应变化，使得供桥电压发生变化，输出一个与当前物料重量相对应的毫伏级电压信号。该信号经仪表内部运算电路[3]、放大电路、数模转化电路转化输出。然后根据用户命令将结果显示到显示器。电阻应变片式称重传感器原理图见图1。

图1 称重传感器原理图

3、电子称量常见故障

1）称量料斗空秤时，称重仪表上数据不显零，且数值闪烁。2）在进行校验时，将需要标定的砝码反复称量，每次显示的重量都不一样。3）称量时数据不稳定，发生漂移或是跳动。4）称量数值在没有负载时，累积增加或累积减少。

4、处理方法

4.1 观察法

仔细检查称量斗外观及震动给料器，检查称量斗周围是否有异物，机械结构是否发生了改变；检查电震出料口是否卡蹭到料斗等情况，检查若出现这些情况，需要恢复称量料斗机械结构，并保持料斗秤独立不与其他物体粘连。

4.2 对比法

对称量料斗3只称重传感器检测输入、输出信号，一般我们使用万用表首先测量每一只称量模块的供桥电压，输出信号，并对每一个称量模块所测量的数据进行记录比较，从而找出发生故障的传感器。

1）输入、输出端阻抗对比。将称量显示仪表工作电源断开，将3只传感器的输入、输出线和屏蔽线分别拆开，首先用万用表的kΩ档，测量每一信号线与屏蔽线芯的绝缘电阻，正常显示为断路；然后对每两根信号线进行测量电阻值，并记录所测量数据，与称重传感器的技术参数进行比对，对于输入、输出阻值超出规定范围的传感器，即可判断为故障传感器。

2）输出毫伏信号对比法。有时称重传感器电阻值[4]在技术参数规定范围内，但仍然不能正常工作，这时如采用阻抗对比法无法检测出传感器的好坏，可采用测量输出毫伏信号值进行判断。

首先将3只称重传感器供桥电源接线（红EXC+、黑EXC-）恢复，将信号输出接线（绿SIG+、白SIG-）悬空分开，将称重显示器通电后，用万用表的直流毫伏档，分别测量3只传感器输出毫伏信号值。输出毫伏信号值范围为：0 m V～U mV(U等于供桥电压×传感器精度值）。正常情况下，输出信号工作在此范围内。同一称量斗的3只称量模块，在没有物料或加料过程中，其输出毫伏值基本一致。如果有一只称量模块输出信号不稳定或者输出毫伏信号超出规定值，故可判断出该只传感器存在故障。

4.3 剔除法

将称量斗3只传感器输出信号接线（绿SIG+、白SIG-）逐对拆除，每拆除一对信号线，观察称重显示器数字是否稳定，对显示不稳定的接线进行恢复，然后拆除另一只称量模块输出信号线，同理判断称量模块是否正常，当称重显示器出现数字稳定时，判断刚拆下的传感器为故障传感器。为了进一步验证所作出的判断是否准确，可以反复接、拆该传感器信号线，并注意称重显示器上数值变化。

4.4 调换法

此种方法是解决称量模块正常且有物料作用下，称量数值不稳定（一个分度值累积增加或累积减小）的直接、有效的方法之一。将其它工作正常的称重显示器直接和数值不稳定的称重显示器调换，并观察更换后的称重显示器数值变化情况。注意称重显示器[5]调换后，内部参数都应修改，如：称重量程、分度值、零点跟踪、滤波系数、小数点位数、单位。必须与原称重显示器一样。当数值稳定后，还必须对称重显示器的零点及量程进行校验，才能完全正确使用。

4.5 代码诊断法

当称量显示器出现故障代码时，可以根据称量显示器使用说明书，逐一核对，并根据说明书上的故障分析进行处理。

5、结语

随着供给侧结构的推进，我们不在追求粗放型的生产，更注重产品的质量，性能。准确、稳定的称量系统直接影响一个企业的经济效益，同时精准的数据为后期的数据分析、判断提供了可靠的依据。因此，必须掌握称量系统故障处理的维护检修方法，才能更好地做好设备维护工作。

参考文献：

[1]刘怡生.转炉炼钢模型控制优化实践[J].山西冶金,2019(2):128.

[2]刘怡生.转炉炼钢计算机二级管理系统开发应用[J].电工技术,2019(12):48.

[3]唐文炳.电子衡器使用与维修手册[M].北京:中国计量出版社,1995.

[4]施汉谦,宋文敏.电子秤技术[M].北京:中国计量出版社,1991.

[5]郭奔.智能称量系统与死区PID控制在烧结配料上的研究与应用[J].山西冶金,2019(1):53.

唐龙.冶金行业电子称量系统的应用和故障处理[J].山西冶金,2020,43(02):172-173+177.