本发明涉及一种转炉兑入铁水重量自动采集系统及方法，根据转炉PLC的吊车对位极限信号与吊车称重信号采集对应的铁水罐重罐与空罐重量，判断吊车重量的合理性，同时将信息发送给二级计算机；二级计算机将输入的铁水罐号与铁水罐空罐、重罐重量信息进行匹配并进行转炉兑入铁水重量的计算，从而实现铁水重量的自动采集，消除兑入铁水重量的人为误差，使数据更加真实可靠，既提高整个系统的自动控制水平，保证自动化炼钢系统的计算与控制精度，又有利于提高铁水数据的准确性，确保冶炼钢水的质量。
1.一种转炉兑入铁水重量自动采集系统，包括转炉PLC和二级计算机，其特征在于，转炉上设有与转炉PLC连接的吊车对位极限开关，吊车上设置称重信号无线发射装置，并在转炉PLC柜中增设吊车称重信号无线接收装置；在转炉PLC中增加吊车状态识别程序、兑入铁水重量自动计算程序以及与二级计算机连接的通讯数据块；在二级计算机中增设读取转炉PLC相关数据的通讯网关程序、铁水信息挂接存储程序、兑入铁水重量自动计算程序及终端操作画面显示，实现转炉兑入铁水重量的自动采集和计量。
2.一种应用权利要求1所述转炉兑入铁水重量自动采集系统的方法，其特征在于，根据转炉PLC的吊车对位极限信号与吊车称重重量，判断吊车重量的合理性，当吊车重量合理时，将吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的铁水重罐重量数据位置；当吊车对位极限开关处于打开状态时，进行吊车重量的最小值计算，若吊车实时重量大于计算的吊车重量最小值时进行稳定性计算，当吊车实时重量相对稳定在一定区间内时，将吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的空罐重量数据位置；同时转炉PLC将铁水罐重罐与空罐重量信息发送给二级计算机；二级计算机将输入的铁水罐号与铁水罐空罐、重罐重量信息加以匹配，并进行转炉兑入铁水重量计算。
3.根据权利要求2所述的应用转炉兑入铁水重量自动采集系统的方法，其特征在于，具体采集步骤和方法为：(1)、重罐重量采集：
当吊有重罐的吊车行驶到设在转炉上的对位极限开关位置后，转炉PLC对无线接收装置接收的吊车称重信号进行实时读取，并将吊车称所示吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的铁水重罐重量数据位置；
当转炉PLC收到吊车对位极限信号后，启动转炉PLC吊车重量最小值判断程序；
吊车重量最小值判断程序首先将收到吊车对位极限信号时的吊车重量设定为最小值变量，然后根据设定的最小值变量进行实时判断，当吊车重量小于设定的最小值时，将吊车重量替换为最小值；否则，不予替换；
当吊车实时重量大于最小值时，启动转炉PLC吊车重量稳定判断程序；若吊车重量变化量在一定时间内小于设定数值，吊车重量稳定判断程序判断吊车重量为稳定状态；
当转炉PLC判断吊车重量稳定后，将所示吊车称量重量写入通讯数据块中的空罐重量数据位置，并向二级计算机发送称量完成信号；
转炉PLC兑入铁水重量自动计算程序实时读取和计算通讯数据块的重罐重量与空罐重量数据，并写入铁水重量数据位置；同时将接收的重罐重量与空罐重量数据输送给二级计算机，由二级计算机进行兑入铁水重量计算；
(4)、当转炉兑铁操作完成后，二级计算机通过通讯网关程序自动从转炉PLC中读取吊车重罐、空罐和铁水重量信息，并将铁水罐号、重罐重量、空罐重量及兑入铁水重量进行挂接并存储。
一种转炉兑入铁水重量自动采集系统及方法
技术领域
[0001] 本发明属于炼钢自动控制技术领域，尤其涉及一种基于氧气顶吹转炉计算机可编程序控制器(以下简称转炉PLC)与二级计算机系统的转炉兑入铁水重量自动采集装置及其采集方法。
背景技术
[0002] 目前，转炉兑入铁水重量普遍采用人工计算及人工记录方式。首先，由兑铁人员在兑铁操作前将安装在吊车上的称量显示屏上的重罐重量记下来，在兑铁操作结束且吊车小钩与铁水罐脱离后，将安装在吊车上的称重显示屏上的空罐重量记录下来，再由兑铁人员通过记录的重罐与空罐重量人工计算出实际兑入转炉内的铁水重量。然后，兑铁人员再通过对讲或手势将人工计算的铁水重量通知操作室内的转炉记录工，由记录人员将听到的铁水重量记录在熔炼记录上或录入自动化炼钢计算机中。此方法存在的主要缺点是：
[0003] 1、通常情况下，吊车称重显示屏距离兑铁人员的距离较远，当光线不佳或指吊工视力较差时容易产生读数误差：
[0004] 2、计算重罐与空罐重量差值时，如果兑铁人员计算有误，极易产生计算误差；
[0005] 3、指吊工与记录工的信息传递是通过语言或手势完成的，存在信息传递误差；
[0006] 4、记录人员将数据录入到自动化炼钢系统中存在录入误差。
[0007] 由于存在上述误差，因此所提供数据的可靠性不高，兑入铁水重量也并不十分准确，将直接影响到自动化炼钢系统的计算与控制精度和所炼钢水成分的稳定性。
发明内容
[0008] 本发明的目的就是针对上述缺陷，旨在提供一种采样和计算精度高，能避免人为因素影响造成的误差，系统运行稳定可靠的转炉兑入铁水重量自动采集计算系统和方法。
[0009] 为此，本发明所采取的技术解决方案是：
[0010] 一种转炉兑入铁水重量自动采集系统，包括转炉PLC和二级计算机，在转炉上设有与转炉PLC连接的吊车对位极限开关，吊车上设置称重信号无线发射装置，同时在转炉PLC柜中增设吊车称重信号无线接收装置；在转炉PLC中增加吊车状态识别程序、兑入铁水重量自动计算程序以及与二级计算机连接的通讯数据块；在二级计算机中增设读取转炉PLC相关数据的通讯网关程序、铁水信息挂接存储程序、兑入铁水重量自动计算程序及终端操作画面显示，实现转炉兑入铁水重量的自动采集和计量。
[0011] 一种转炉兑入铁水重量自动采集的方法，是根据转炉PLC的吊车对位极限信号与吊车称重重量，判断吊车重量的合理性，当吊车重量合理时，将吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的铁水重罐重量数据位置；当吊车对位极限开关处于打开状态时，进行吊车重量的最小值计算，若吊车实时重量大于计算的吊车重量最小值时进行稳定性计算，当吊车实时重量相对稳定在一定区间内时，将吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的空罐重量数据位置；同时转炉PLC将铁水罐重罐与空罐重量信息发送给二级计算机；二级计算机将输入的铁水罐号与铁水罐空罐、重罐重量信息进行匹配并进行转炉兑入铁水重量的计算。
[0012] 本发明兑入铁水重量自动采集的具体采集步骤和方法为：
[0013] 1、重罐重量采集：
[0014] 当吊有重罐的吊车行驶到设在转炉上的对位极限开关位置后，转炉PLC实时对无线接收装置接收的吊车称重信号进行读取，实时读取的采样周期为100ms；并实时将吊车称所示吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的铁水重罐重量数据位置。
[0015] 2、空罐重量采集：
[0016] a、最小罐重判断：
[0017] 当转炉PLC收到吊车对位极限信号后，启动转炉PLC吊车重量最小值判断程序；
[0018] 吊车重量最小值判断程序首先将收到吊车对位极限信号时的吊车重量设定为最小值变量，然后根据设定的最小值变量进行实时判断，当吊车重量小于设定的最小值时，将吊车重量替换为最小值；否则，不予替换；
[0019] b、吊车重量稳定状态判断：
[0020] 当吊车实时重量大于最小值时，启动转炉PLC吊车重量稳定判断程序；若吊车重量变化量在一定时间内小于设定数值，吊车重量稳定判断程序判断吊车重量为稳定状态；
[0021] c、空罐重量记录：
[0022] 当转炉PLC判断吊车重量稳定后，将所示吊车称量重量写入通讯数据块中的空罐重量数据位置，并向二级计算机发送称量完成信号。
[0023] 3、转炉兑入铁水重量计算：
[0024] 转炉PLC兑入铁水重量自动计算程序实时读取和计算通讯数据块的重罐重量与空罐重量数据，并写入铁水重量数据位置；同时将接收的重罐重量与空罐重量数据输送给二级计算机，由二级计算机进行兑入铁水重量计算。
[0025] 4、当转炉兑铁操作完成后，二级计算机通过通讯网关程序自动从转炉PLC中读取吊车重罐、空罐和铁水重量信息，并将铁水罐号、重罐重量、空罐重量及兑入铁水重量进行挂接并存储。
[0026] 本发明的有益效果为：
[0027] 由于本发明取消了记录工向自动化炼钢系统中录入兑铁数量的操作，减轻了操作人员的工作量；同时实现了铁水重量的自动采集和计算，消除了兑入铁水重量的计算误差、信息传递误差及录入误差的发生，加快了采集、计算、记录和存储速度，使数据更加真实可靠，不仅提高了整个系统的自动控制水平，而且可以保证自动化炼钢系统的计算与控制精度，有利于提高铁水数据的准确性，确保冶炼钢水的质量。本发明充分利用现场已有自动控式系统，不需增加更多设备和投资，方法简单可行，系统运行安全可靠，有利于发挥现有设备功效和潜能。
附图说明
[0028] 图1为转炉兑入铁水重量自动采集系统结构框图。
[0029] 图2为转炉兑入铁水重量自动采集系统工作流程图。
具体实施方式
[0030] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0031] 由图1可见，本发明转炉兑入铁水重量自动采集系统的硬件主要由转炉对位极限开关、吊车称、称重信号无线发射装置、称重信号无线接收装置、转炉PLC及转炉二级计算机所组成。转炉对位极限开关安装于每座转炉上与吊车正对的位置，转炉对位极限开关只设有开和关两个位置，当吊车行至转炉兑铁位置时，转炉对位极限开关为开状态；否则为关状态。同时，转炉对位极限开关与转炉PLC连接，使转炉对位极限开关得信号能够传输到转炉PLC中。在吊车上安装有称重信号无线发射装置，在转炉PLC柜中设置了吊车称重信号无线接收装置，以实时传送和接收吊车重量。在转炉PLC中还增设了吊车状态识别程序，对吊车重罐与空罐状态进行自动识别；增加了兑入铁水重量自动计算程序，对转炉兑入铁水重量进行自动计算；增设了与二级计算机连接的通讯数据块，采集和判断重罐、空罐和铁水重量信息。与转炉PLC相对应，在二级计算机中则增设读取转炉PLC相关数据的通讯网关程序、铁水信息挂接存储程序、兑入铁水重量自动计算程序以及终端操作画面显示，通过系统的运行实现转炉兑入铁水重量的自动采集、计算和存储记录。
[0032] 本发明转炉兑入铁水重量自动采集的方法，主要是通过转炉PLC接收采集吊车对位极限信号与吊车称重信号，根据设定程序记录铁水罐重罐并判断吊车重量的合理性，当吊车重量合理时，将吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的铁水重罐重量数据位置；当吊车对位极限开关处于打开状态时，进行吊车重量的最小值计算，若吊车实时重量大于设定的吊车重量最小值时进行稳定性计算，当吊车实时重量相对稳定在一定区间内时，将吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的空罐重量数据位置；同时转炉PLC将铁水罐重罐与空罐重量信息发送给二级计算机；二级计算机将输入的铁水罐号与铁水罐空罐、重罐重量信息进行匹配并进行转炉兑入铁水重量的计算。
[0033] 本发明兑入铁水重量自动采集的具体步骤和工作流程如图2所示。
[0034] 当吊有重罐的吊车进入设在转炉上的对位极限开关位置后，系统开始运行。转炉PLC按照100ms的采样周期，对无线接收装置接收的吊车对位极限信号和吊车称称重信号进行读取，并根据吊车重量情况，分别进行处理。一是吊车重量达到设定值即满足吊车重罐重量条件的，将吊车重量写入转炉PLC通讯数据块的铁水重罐重量数据位置，并向二级计算机发送称量完成信号。
[0035] 二是吊车重量未达到设定值，不满足规定条件的，进入最小罐重判断程序。
[0036] 吊车重量最小值判断程序根据设定的最小值变量，进行实时判断，当吊车重量小于设定的最小值时，将吊车重量替换为最小值；否则，不予替换；
[0037] 当吊车实时重量大于最小值时，启动转炉PLC吊车重量稳定判断程序；若吊车重量变化量小于设定数值并稳定一定时间后，吊车重量稳定判断程序判断吊车重量为稳定状态；
[0038] 当转炉PLC判断吊车重量稳定后，将吊车重量写入通讯数据块中的空罐重量数据位置，并向二级计算机发送称量完成信号。
[0039] 转炉PLC在将重罐重量与空罐重量数据写入铁水重量数据位置的同时，兑入铁水重量自动计算程序还将实时计算的数据输送给二级计算机，二级计算机根据输入的铁水罐号、重罐和空罐数据进行信息的匹配，并进行兑入铁水重量计算。
[0040] 转炉兑铁操作完成后，二级计算机通过通讯网关程序自动将铁水罐号、重罐重量、空罐重量及兑入铁水重量进行挂接并存储。从而完成一次转炉兑入铁水重量自动采集过程。
