[摘要] 本文介绍了位置变送器的工作原理及在莱钢轧钢厂中小型车间加热炉中的应用，针对由于位置变送器检测不准确造成加热炉不能正常装钢、出钢等问题，提出了具体的解决方法，解决了生产中一大难题。
[关键词] 加热炉 位置变送器 检测
1 概述
莱钢轧钢厂中小型车间加热炉是步进式加热炉，用来对钢坯进行加热。生产能力为120t /h（普碳钢）和105t/h（弹簧钢）。加热炉自动控制系统采用瑞典ABB公司的Master Piece200/1系统，整个系统主要由MP200/1控制站、AS515操作站和现场检测控制设备三部分组成。主体设备包括固定梁、活动梁、推钢机、缓冲挡板、入炉辊道、出炉辊道、液压站等设备。待加热钢坯在入炉辊道经测长、称重检测后，若为合格钢坯（6000—10000mm），则自动打开入炉门，由入炉辊道送至炉内，缓冲挡板会定位钢坯在炉内纵向位置，推钢机推钢坯至炉内活动梁第一位置，活动梁前进一个步距，活动梁上最后位置的钢坯卸至出炉辊道，加热炉出钢。在加热炉钢坯定位控制系统中，推钢机、活动梁、缓冲挡板三个设备的位置检测起着极其重要的作用，检测的准确与否直接影响钢坯能否正常自动进钢、炉内钢坯定位、钢坯炉内跟踪、自动出钢等。
2 位置变送器检测原理
位置变送器可分为拉线式和拉杆式两种，检测原理基本相同。当设备动作时，位置变送器的拉杆或拉线会随之拉出或缩回，带动位置变送器内的滑线电阻，位置变送器的输出电压也会发生变化，位置变送器的输出电压差值与设备运动的位移呈一定函数关系。位置变送器的电压差值经过AI模板送入PLC，PLC计算可得出设备的位移，参与钢坯炉内定位控制，并可在操作站AS515上显示。
对于被检测设备由于位移，位置变送器阻值偏离设计工况引起的位移测量误差等，可通过程序修改来调整，从而提高测量精度及可靠性。
根据实际检测原理可得位移方程：
ΔL=ΔV＊A+L。
ΔL:位移 ΔV:电压差值
A:位移系数 L。:修正值
3 位置变送器的应用
加热炉共安装四个位置变送器，分别检测推钢机、活动梁（平移和提升）、缓冲挡板三个设备的位置。推钢机、活动梁平移的位置变送器为拉杆式位置变送器，缓冲挡板和活动梁提升的位置变送器为拉线式位置变送器.活动梁平移位置变送器型号为LWG750,测量范围0-1000mm,提升位置变送器型号为 LWH600,测量范围0-1000mm, 推钢机位置变送器型号为LWH600,测量范围0-2000mm, 缓冲挡板位置变送器型号为P-75A,测量范围0-2500mm,精度等级0.3%。加热炉全长22150mm，活动梁一个步距为237mm，在加热炉钢坯定位系统中，为对每一根钢坯进行定位和跟踪，钢坯在炉内位置的检测极为关键。加热炉共100个跟踪位置，记做P1,P2,P3……P100,其中，P1, P2,P3……P93位于炉内活动梁上，在加热炉进料、出料过程中，缓冲挡板、对齐推钢机、步进梁平移以及步进梁上下的位置检测非常重要，只有在其到达一定位置时，才可控制相应设备动作。
3．1 步进梁平移的位置控制
步进梁的平移位置由位置变送器（AI3.8/ZT4）测得：ZT4-0.00=步进梁平移位置（AOC131）
步进梁平移步距分为（a）：AOC136=355.500mm（大步距）（b）：AOC136=355.500mm（大步距）
AOC131>=AOC136 步进梁处于“最后位”
AOC131>=AOC136-50.000mm 步进梁处于“缓慢后退位”
AOC131<=50.000mm 步进梁处于“后退位”
AOC131<=0.000mm 步进梁处于“最前位”
3．2 步进梁上下的位置控制
步进梁的上下运动位置由位置变送器（AI3.7/ZT3）测得：ZT3-30.700=步进梁上下位置（AOC178）
AOC178>=195.000mm 步进梁处于“最高位”
AOC178>=170.000mm 步进梁处于“缓慢上升位”
AOC178>=82.000mm 步进梁处于“抬钢坯位”
AOC178>=0.000mm 步进梁处于“慢速抬钢坯位”
AOC178<=105.000mm 步进梁处于“慢速放钢坯位”
AOC178<=78.000mm 步进梁处于“放钢坯位”
AOC178<=30.000mm 步进梁处于“缓慢下降位”
AOC178<=5.000mm 步进梁处于“最低位”
当78.000mm<=AOC178<=82.000mm时，步进梁处于“轧制线位置”
3．3 缓冲挡板的位置控制
缓冲挡板的平移位置由位置变送器（AI3.6/ZT2）测得：ZT2-42.790=缓冲挡板平移位置（AOC27）钢坯的定位位置=AOC26/position of center billet
（1）AOC27>=1500.000mm 缓冲挡板处于“最前位”
（2）AOC27>=1400.000mm 缓冲挡板处于“缓慢前进位”
（3）AOC27>=AOC26+100.000mm 缓冲挡板处于“慢速脱离钢坯位”
（4）AOC27>=AOC26+10.000mm 缓冲挡板处于“暂停后退位”
（5）AOC27<=AOC26-10.000mm 缓冲挡板处于“暂停前进位”
（6）AOC27<=AOC26-100.000mm 缓冲挡板处于“缓慢接触钢坯位”
（7）AOC27<=30.000mm 缓冲挡板处于“慢速后退位”
（8）AOC27<=0.000mm 缓冲挡板处于“最后位”
当AOC26-10.000mm<=AOC27<=AOC26+10.000mm时，缓冲挡板处于“平衡位置”
缓冲挡板位置控制分两种情况:（A）手动测试执行（1）、（2）、（3）、（4）步骤 （B） 钢坯定位执行（5）、（6）、（7）、（8）步骤
3．4 对齐推钢机的位置控制
对齐推钢机的平移位置由位置变送器（AI3.5/ZT1）测得：ZT1-326.200=对齐推钢机平移位置（AOC180）
（1）AOC180>=697.000mm 对齐推钢机处于“最前位”
（2）AOC180>=500.000mm 对齐推钢机处于“缓慢前进位”
（3）AOC180>=AOC28-160.000mm 对齐推钢机处于“慢速前进位”
（4）AOC180>=AOC28-4.000mm 对齐推钢机处于“推钢位置”
或AOC180>=AOC28-4.000mm
（5）AOC180<=0.000mm 对齐推钢机处于“慢速后退位”
（6）AOC180<=-290.000mm 对齐推钢机处于“最后位”
对齐推钢机位置控制分两种情况：（1）、（2）、（5）、（6）用于测试（3）、（4）用于推钢
4 位置变送器维护及更换
4、1 位置变送器的维护
日常巡检时，应检查位置变送器安装螺丝、插头是否松动，设备动作位移是否与操作站显示相一致。当设备运动位移不正常时，出现钢坯不能正常入、出炉等现象时，先检查位置变送器是否损坏、安装螺丝是否松动；若位置变送器正常，可手动测试设备，标记设备动作位移，然后与加热炉操作站的设备位移显示值相比较，如有误差且呈线性，先手动调节位置变送器的拉杆或拉线的长度，然后测试设备；若仍有误差，可根据情况适当修改程序中的修正值、位移系数。位置变送器损坏严重或误差太大无法调节，应更换位置变送器。无备件更换时，可修改相应数据库元素和程序，更换为不同型号、精度等级高、能使用的位置变送器。
4、2 位置变送器的更换
推钢机位置变送器原为拉线式位置变送器，由于推钢机动作频繁，工作环境差，位置变送器损坏频繁，现更换为拉杆式位置变送器。平移梁位置变送器在 2001年10月由于检测不准确，影响钢坯炉内跟踪、出钢等控制功能。原P-75A型位置变送器购买困难，先更换为LWG750型位置变送器。位置变送器检测原理基本相同，更换方案也基本相同，现就平移梁位置变送器更换为例，加以说明。
平移梁位置变送器更换方案：
（1） 把平移梁手动移到最前位，停止，在主控室编程器上记下RMC1:AI3.8/ZT4此时的输出值X1；
（2） 把新的LWG750型位置变送器换上，接线，固定拉杆；
（3） 在主控室编程器修改AI3.8/ZT4数据库元素的转换参数：由450改为750；
（4） 重新观察此时输出值X2记下；
（5） 修改位置变送器基准调整参数，通过RMC1PC3.1.4:2,进行具体方案是：新值=原值+（X2-X1）;
（6） 装钢测试，建议装钢一只或两只；
（7） 调试程序；
5 结束语
位置变送器属于两线制检测仪表，具有接线简单，维护方便，性能稳定等特点。由于位置变送器检测准确性的提高，为加热炉稳定正常烧钢出钢创造了有利条件，加热能力达到设计要求，节能降耗成果明显，大大减轻操作人员劳动强度，为加热炉正确操作提供了科学依据，确保加热炉安全、稳定、可靠运行。
参考文献
[1] AUTOMAZIONE AREA FORNO FUIRNACE AREA AUTOMATION :245-247