摘 要：為了保證新區(qū)異型坯計量的準確性，設計并制作安裝了一臺異型坯輥道秤。介紹了該輥道秤的設計、開發(fā)、制造安裝過程及其自動控制特點。該秤具有安裝簡便、稱量準確度高、維護方便、運行穩(wěn)定等特點。它的開發(fā)和應用得到了良好的效果，達到了預期目的。
關鍵詞：液壓 靜態(tài)秤 稱重控制系統(tǒng) 數(shù)據(jù)遠傳
引言
根據(jù)萊鋼中型廠新區(qū)生產(chǎn)的要求，需要在連鑄至大型運送異型坯的輥道上加裝一臺用于廠際結(jié)算計量的輥道秤。為了保證新區(qū)異型坯計量的準確性，在計量熱軋異型坯時應盡可能縮短時間，滿足熱線上生產(chǎn)快節(jié)奏對衡器計量時間的要求，因此設計該秤為靜態(tài)計量方式；傳統(tǒng)的單秤臺安裝需要液壓裝置同時起落才能滿足需求，干擾因素多、計量誤差大，與熱線生產(chǎn)不相適應。因此，在輥道之間設計并制作安裝了一臺40 噸異型坯輥道秤以滿足毛重30 噸的準確計量要求。由于該輥道已經(jīng)安裝完畢，沒有預留安裝秤的位置，且已投入生產(chǎn)，安裝輥道秤難度較大。
鑒于以上原因，我們決定在輥道之間安裝4 個液壓稱重裝置，將液壓缸與4 個隔熱臺面分別組裝成4 個稱重臺面，通過液壓系統(tǒng)啟動4 個稱重臺面到一定的位置實施計量，這樣既不影響生產(chǎn)（利用檢修時機進行安裝），又能保護原有的輥道臺面不受影響，還可以節(jié)約建設資金。
1 工程設計
1.1 機械設計
根據(jù)異型坯長度確定臺面長度為9.6 m 才能保證各種異型坯永遠不下秤連續(xù)計量。根據(jù)稱量量程和業(yè)務量，經(jīng)過反復考慮和現(xiàn)場勘測，利用每組輥道電機座作為基礎，采用20 mm 厚的鋼板與輥道基礎板焊接在一起，由4 塊鋼板作為秤的基礎。每塊鋼板置平后鉆孔、攻絲，將8 個傳感器固定在4 塊鋼板上，每塊鋼板上焊接4 個限位器限制秤體液壓裝置移動。每2 個傳感器用螺栓與秤體液壓裝置固定而形成一個秤體受力裝置，8 個傳感器形成4 個秤體受力裝置。由液壓工作站操縱由4 個獨立的液壓裝置組成的秤體共同承受鋼坯重量，同時利用液壓裝置調(diào)整平衡，以減少因秤臺起落引起的臺面變形等影響，保證了秤體穩(wěn)定的可靠運行。
傳感器裝置的設計充分考慮到了傳感器不能偏移、使用環(huán)境的惡劣、信號線保護以及信號的準確傳輸?shù)纫蛩兀捎脤鞲衅鞣胖糜谝簤貉b置下方的方法，2 個傳感器支撐一個秤體受力裝置，秤體受力裝置由液壓裝置和隔熱鋼板臺組成，實現(xiàn)了對傳感器以及相關信號線的保護。尤其是液壓結(jié)構(gòu)可調(diào)節(jié)秤體的高度和水平，而且在升起受到鋼坯壓力后經(jīng)液壓系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)，使所有秤體受力裝置受力，再共同升起與異型坯形成統(tǒng)一整體，異型坯脫離輥道后進行計量。
此秤的限位器采用液壓限定方法，限位在液壓結(jié)構(gòu)下，調(diào)節(jié)限位方便可靠，在起到限位的同時又便于潤滑保養(yǎng), 使秤臺更加穩(wěn)定。
1.2 電器選擇
電器部分采用8 只5 噸稱重傳感器。稱重傳感器帶有限位裝置以有效防止傳感器位置偏移，保證傳感器垂直受力，減少因傳感器受力不均而產(chǎn)生傾斜現(xiàn)象，避免因秤體移位而引起稱量信號錯誤等的故障。
電器部分還配備了1 只8 線接線盒，連接PT650 型稱重顯示儀。該儀表帶負載能力強，A/D 轉(zhuǎn)換采用Δ-Σ方法，轉(zhuǎn)換速度快，采樣速度高，達20 次/秒，具有標準RS232 輸出接口。該儀表顯示準確，工作穩(wěn)定，可與多臺衡器配套使用。該系統(tǒng)適用于現(xiàn)場要求，隨用隨裝。
稱重計量軟件操作簡便，人機交互性強，可以迅速準確地替代原有計量程序，使計量數(shù)據(jù)更真實、更準確。
為提高計量的自動化、智能化狀態(tài)，該液壓秤實現(xiàn)了無人值守計量稱重，并實現(xiàn)了遠程監(jiān)控和數(shù)傳。稱重信號通過PT650 型稱重顯示儀標準RS232 輸出接口接入NPORT5210 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)模塊的RS232 輸入接口，再由該模塊輸出信號接入網(wǎng)絡交換機或者數(shù)據(jù)光端機通過光纜線路傳輸至終端計算機進行各類數(shù)據(jù)的綜合處理。同時利用網(wǎng)絡視頻技術(shù)實現(xiàn)衡器設備遠程監(jiān)控，通過位于操作室上方的攝像頭監(jiān)控衡器的運行。圖像信號可以通過一對視頻光端機和光纜連接遠程傳輸，在終端的硬盤錄像機上實現(xiàn)遠程圖像的實時監(jiān)控與各種動作的調(diào)整。
2 秤體加工制作
2.1 秤體臺面及相關零部件加工
由于 4 節(jié)秤臺利用異型坯組裝成一體，易于計量各種異型坯。秤面用隔熱鋼板鋪設、滿焊而成，為防止變形和滿足支撐強度的需要，將隔熱鋼板安裝置于主承重梁位置，形成了以液壓裝為主干架的承重秤體。零部件的加工焊接執(zhí)行國家標準。秤體限位通過小螺栓調(diào)節(jié)。
2.2 臺面加工
由于稱重臺面較長，4 節(jié)稱重臺面連接為一體后可能會出現(xiàn)傾斜變形，故在液壓過程中應盡可能增加秤體整體穩(wěn)定性，在微量變形時能夠通過液壓裝置單獨做補液調(diào)整，降低因變形、沖擊、振動等因素對稱重結(jié)果造成的影響。整體結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
3 軟件選擇
BD 控制系統(tǒng)接收從連鑄來的信號，將鋼坯從連鑄運到加熱爐稱重輥道，鋼頭到達預定稱重輥道的位置后（用耐高溫光電開關監(jiān)控），BD 控制系統(tǒng)將輥道控制權(quán)交由稱重控制系統(tǒng)。
稱重控制系統(tǒng)接收到BD 控制系統(tǒng)傳來的輥道控制權(quán)允許信號后，四組稱重輥道同時升起，到位后給計量系統(tǒng)發(fā)一個允許計量信號（或者手動操作升起，并通過按鈕發(fā)出輥道操作完成信號，此時，不一定是4 組共用），經(jīng)過幾秒延時完成計量，稱重輥道下降。下降到位后，發(fā)出稱重輥道釋放信號到BD 控制系統(tǒng)，BD 控制系統(tǒng)接收到此信號后進行剩余控制。
除允許計量信號外，BD 控制系統(tǒng)還需要發(fā)給計量系統(tǒng)一個熱坯、冷坯信號，同時將來自加熱爐的鋼坯長度信號傳送到計量系統(tǒng)。
軟件設計以界面友好、操作簡便、人機交互性強為原則。程序分為：稱重、數(shù)據(jù)管理、報表打印、校秤和數(shù)據(jù)修改等5 個基本模塊，其中：
① 稱重模塊主要完成對該板坯秤的數(shù)據(jù)采集與處理以及稱重數(shù)據(jù)保存等功能；
② 數(shù)據(jù)管理模塊主要完成對稱重數(shù)據(jù)的查詢，支持多種查詢方式，以表格形式顯示查詢結(jié)果；
③ 打印模塊主要實現(xiàn)計量單據(jù)打印班報和明細報表的功能；
④ 校秤模塊監(jiān)控在校秤時異型坯秤的數(shù)據(jù)；
⑤ 數(shù)據(jù)修改模塊的主要功能是操作人員在對異型坯秤稱重時的超限數(shù)據(jù)，進行重新核對時，可對該條數(shù)據(jù)進行修訂。
4 遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸
監(jiān)控錄像機可實現(xiàn)對計量過程的實時錄像，并實現(xiàn)現(xiàn)場的遠程監(jiān)控和對前端云臺、鏡頭的控制。數(shù)據(jù)信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后通過光纖進行傳輸，完成該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)端到控制端的數(shù)據(jù)遠程傳輸。在計量中心值班室內(nèi)設工控機1 臺，承擔稱重數(shù)據(jù)的接收、存儲、管理、統(tǒng)計、單據(jù)出具等日常計量工作。
前端設備以硬盤錄像機為核心，連接鍵盤、鼠標、顯示器、視頻電纜等，完成的功能主要有監(jiān)視、錄像、控制等。通過傳輸部分和硬盤錄像機將前端攝取的畫面清晰地呈現(xiàn)在顯示器上，畫面無糟點和滾動現(xiàn)象。遠程控制信號采用國際標準通信方式，由硬盤錄像機到解碼器，再由解碼器進行信號解析后實現(xiàn)對前端設備云臺、鏡頭、雨刷、風扇、加熱器等的控制。
5 結(jié)束語
4 臺面液壓輥道組合秤首次在萊鋼異型坯輥道上的應用得到了良好的效果，達到了預期目的。該秤具有安裝簡便、稱量準確度高、維護方便、運行穩(wěn)定等特點。在萊鋼新區(qū)異型坯不間斷連續(xù)計量等方面起到了重要的作用，同以前的稱重方式相比，它改進了計量衡器的適應性，減少了人力資源的浪費，降低了計量誤差，從而使稱量數(shù)據(jù)更加及時、準確，保障了生產(chǎn)一線的安全順暢，由計算機打印單據(jù)，減少了出錯的概率，也提高了計量精度。
4 個秤臺組合是一個較完善的創(chuàng)新，實現(xiàn)了遠程無人值守計量方式和液壓輥道秤的計量自動化、智能化，受到用戶的稱贊。
