副枪DIRC系统在型钢炼钢厂的自动化应用

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[摘 要]介绍了副枪在型钢炼钢厂的结构作用，以及其核心部件dirc系统的硬件组成、软件应用及测量过程。通过实践应用，大大缩短了测量周期，减少了人为因素，是实现智能化炼钢转变不可缺少的一部分。

[关键词]副枪；DIRC；

中图分类号：TF548 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0388-01

1 引言

副枪系统作为转炉主要控制系统，在转炉智能化炼钢过程中有着非常重要的地位。在冶炼过程中，可在不中断吹炼、不摇炉的情况下，完成检测转炉熔池内钢水温度、碳含量、氧含量以及熔池液面高度等重要信息，并⑺获得的信息通信给PLC，通过二级模型计算吹氧量及合金加入量，从而对整个炼钢过程进行动态控制。

2 副枪结构及作用

副枪主要由副枪测量信号分析系统DIRC、副枪控制编程器PLC、副枪上位机监控系统HMI以及副枪本体组成。辅助设备包括刮渣器、密封帽、副枪口、探头拆卸装置等。

在冶炼过程中，在接近吹炼终点量大约85%左右时，副枪启动自动测量周期，探头插入液面进行测量，测量结果通过DIRC分析系统后将结果传入PLC，并通过二级动态模型，算出吹氧量、冷却剂或加热剂的添加量，并完成钢水取样。在达到吹炼终点时，启动二次测量，完成碳含量、氧含量及温度分析测量，同时完成钢水取样，并判断是否进行补吹，若需补吹，也可进行第三次或第四次测量。

其中DIRC系统尤为重要，其测量的准确度将直接影响炼钢的后续过程。

3 DIRC功能及组成部分

DIRC的主要功能有：探头种类识别、探头连接状况判断、测量信号分析及测量数据显示等功能。

其组成模块主要为：VM微处理模块、A/D转换模块、模拟输入模块及通讯模块。

其中VM微处理模块是整个DIRC系统的核心部件，是DIRC的大脑，是负责实现钢水温度、氧含量及碳含量测量的主要模块。A/D模块、模拟输入模块用来接收副枪探头信号及输入信号，通讯模块负责DIRC与副枪PLC及DIRC SERVER PC通讯。

4 DIRC通讯方式

DIRC通讯分为副枪PLC通讯、DIRC SERVER PC通讯。

4.1 与副枪PLC通讯

DIRC利用西门子DP/RS232转换模块，通过RS232接口并入副枪PLC通讯DP总线，将DIRC测量分析后的熔池温度、碳含量、氧含量及插入深度等关键信息传给副枪PLC，副枪PLC再通过网关PLC传入二级网络，二级模型服务器根据收到的信息进行计算，将计算结果再回传给副枪PLC，副枪PLC根据结果分类，将氧部、下料代码分别发送给转炉本体PLC、散装料PLC及合金PLC，完成对炼钢过程的动态控制。

4.2 与DIRC SERVER PC通讯

DIRC SERVER PC与DIRC单独通讯，是DIRC系统的一部分，负责存储、记录DIRC测量结果信息，并将结果信息进行图形化展示，同时负责DIRC 内嵌程序的启动及下载更新工作。利用直连双绞线通过DIRC的以太网接口及终端接口进行通讯，用于完成历史数据查看，系统配置校准及测试等功能。

5 DIRC软件及测量过程

DIRC软件是基于VM微处理器系统上，运行在OS-9多任务环境下的程序，利用C语言并下装到其内嵌的FLASH EPROM中。

DIRC的测量过程：

1、DIRC从副枪PLC接收到连接周期运行信号之后，DIRC显示为调零位，进入准备测量状态。

2、当DIRC从副枪PLC接收到测量周期启动信号后，DIRC将扫面探头选择信号并启动60秒的计时器，在这期间测量信号采样开始，若检测不到采样信号，则测量中断，并发送测量失败信号给DIRC SERVER PC及副枪PLC。

3、DIRC收到测量运行信号后，每隔40MS，DIRC对模拟输入模块及A/D转换模块进行扫描，并将扫描到的探头信号发送给DIRCMEAS，通过DIRCCALT、DIRCCALC、DIRCCALO、DIRCCALH计算，并发送给DIRCDATA。

4、经系统运算与处理后得到的测量值、状态信号，通过以太网发送给DIRC SERVER PC，并通过DP/RS232发送给副枪PLC，完成测量。

6 结语

通过DIRC系统的应用，大大缩短了测量周期，提高了测量的精度及可靠性，稳定了操作，减少了人为干扰因素，实现经验炼钢到智能化炼钢的大转变。

作者简介

倪志国，男，1984出生，现就任山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司，中级工程师，从事仪表自动化维护工作。