E+H.E+HE+HE+H雷達料位計在韶鋼第三煉鋼廠(chǎng)的介紹

工業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)物料的測量對生產(chǎn)很重要，物料測量不準確，將會(huì )影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行。韶鋼第三煉鋼廠(chǎng)2 號轉爐副原料上料系統現場(chǎng)粉塵大、噪聲大、環(huán)境溫度高，現場(chǎng)環(huán)境相當惡劣，對現場(chǎng)物位檢測儀表提出了很高的要求。原來(lái)安裝的超聲波料位計對物位檢測準確度較低。由于受現場(chǎng)電磁場(chǎng)的干擾，信號不穩定，物位檢測不準確，導致物料堆積在上料皮帶機上，需要經(jīng)常維護，且維護工作量大，不能滿(mǎn)足滿(mǎn)負荷的生產(chǎn)需求。E+H FMR250 料位計采用*回波處理技術(shù)和數據處理技術(shù)，同時(shí)由于雷達波本身頻率高，穿透性能好的特點(diǎn)，E+H FMR250 雷達料位計能夠克服惡劣的現場(chǎng)環(huán)境，準確地對物位進(jìn)行連續測量。針對這種情況，綜合考慮儀表的特性，韶鋼第三煉鋼廠(chǎng)對2 號轉爐副原料料位檢測系統進(jìn)行技術(shù)改造，于2010 年2 月采用 E+H 的FMR250 型雷達料位計進(jìn)行料位測量。   
　　E+H FMR250 測量原理
　　E+H FM250 的變送器采用 DC24V，兩線(xiàn)制進(jìn)行供電，傳輸電纜采用屏蔽電纜，用以對現場(chǎng)其他干擾信號進(jìn)行屏蔽。E+H FMR250 料位計采用*回波處理技術(shù)和數據處理技術(shù)，同時(shí)由于雷達波本身頻率高，穿透性能好的特點(diǎn)，E+H FMR250 雷達料位計能夠克服惡劣的現場(chǎng)環(huán)境，準確地對物位進(jìn)行連續測量。 Micropilot是基于時(shí)間行程原理的“俯視式”測量系統，用于測量參考點(diǎn)（過(guò)程連接）與物料表面間的距離。天線(xiàn)發(fā)射微波脈沖信號，在被測物料表面產(chǎn)生反射，且反射的回波信號又被雷達系統所接收。E+H FMR250型雷達料位計的測量原理如圖 1 所示。
圖1  E+H FMR250測量原理圖
　　天線(xiàn)接收物料表面反射回的微波脈沖信號，并將其傳輸給電子部件。微處理器對信號進(jìn)行處理，識別微波脈沖在物料表面所產(chǎn)生的回波信號。參考點(diǎn)至物料表面間的距離與脈沖信號的運行時(shí)間成正比：
D=Ct /2
　　其中 C 為光速。
　　空罐高度已知，則物位為：
　　L=E-D+A
　　其中 A 為修正值。
　　物位測量系統原理
　　E+H FMR250 型料位計采用兩線(xiàn)制進(jìn)行供電和信號輸出。整套料位檢測系統的原理圖如圖2 所示。
圖2  料位檢測系統原理圖   E+H：吳海鳳 ：
　　如圖 2 所示，三鋼廠(chǎng)2 號轉爐副原料料位檢測系統的物位傳感器安裝在現場(chǎng)，用以檢測料位信號，采用屏蔽線(xiàn)進(jìn)行信號傳輸，減少電磁干擾。配電隔離器、PLC 、上位機均在配電房和操作室，可在zui大限度上減少現場(chǎng)惡劣環(huán)境對系統的干擾，提高系統的穩定性，提高數據的準確度。配電隔離器對物位計提供直流24V 電源，接受變送器輸出的 4~20mA 標準信號，同時(shí)對輸入的標準信號進(jìn)行光電隔離后輸入PLC ，經(jīng)由PLC 再把數據傳送到上位機上，供操作人員使用。
　　E+H FMR250型料位計的安裝
　　E+H FMR250 型料位計的安裝要求
　　由于雷達料位計是采用接受返回的雷達波的方式來(lái)計算空距，通過(guò)換算得出料位高度的，所以料位計的安裝位置對料位計的測量有至關(guān)重要的影響。雷達料位計安裝位置的選擇要遵循不能產(chǎn)生干擾回波的原則，干擾回波將直接影響測量數據。E+H FRM205 型雷達料位計的安裝位置的選擇如圖3所示。
圖3  E+H FMR250型雷達料位計安裝位置選擇
　?。?）由罐的內壁到安裝短管的外壁應大于罐直徑的1/6（圖 3 中“1”所示距離），在任何情況下，儀表與罐內壁間的距離不能小于 20cm。
　?。?）料位計不能安裝在罐頂的中心位置（圖 3 中“3”的位置），干擾回波會(huì )導致信號丟失。
    （3）為了保持在上料過(guò)程中數據的穩定，料位計不能安裝在上料口的上方（圖3 中“4”的位置）。若安裝在上料口上方，在上料過(guò)程中，下落的物料會(huì )造成回波干擾，使測量數據波動(dòng)，不能真實(shí)地反映上料情況。
　?。?）為了避免造成虛假回波而影響測量，在信號波束內不能安裝纖維開(kāi)關(guān)、溫度傳感器、對稱(chēng)裝置等可能造成回波的設備。
　?。?）為了使安裝具有一定的靈活性，三鋼廠(chǎng) 2 號轉爐副原料系統所使用的料位計帶有萬(wàn)向節的安裝法蘭，可以很方便地對料位計天線(xiàn)的方向進(jìn)行調整。
　　E+H FMR250 型料位計安裝步驟
　?。?）在罐頂合適的位置開(kāi)孔，為了便于安裝料位變送器，可以加裝安裝短管。但是喇叭天線(xiàn)必須伸出安裝短管。由于機械結構導致天線(xiàn)喇叭無(wú)法伸出安裝短管時(shí)，可以選用尺寸較短的安裝短管。
　?。?）用螺絲固定安裝法蘭到安裝短管上，轉動(dòng)萬(wàn)向節接頭，使喇叭口天線(xiàn)朝向罐體的出料口，這樣能及時(shí)的反應料位的變化。
　?。?）擰緊固定螺絲，打開(kāi)表頭顯示的蓋子，根據正負接好電源線(xiàn)，蓋好蓋子，儀表的安裝就完成了。
　　E+H FMR250料位計的調試
　　確定喇叭口的準確方向
　　在料位計投入使用前需要根據工藝的具體要求對其參數進(jìn)行設定、調試，以滿(mǎn)足工藝的需求。安裝好之后要確定喇叭口天線(xiàn)的準確方向。在料倉空倉的時(shí)候，查看料位計的回波曲線(xiàn)圖，通過(guò)轉動(dòng)料位計的萬(wàn)向節接頭，使喇叭口天線(xiàn)對準料倉出料口，然后微調，使回波曲線(xiàn)顯示的空罐高度與設計的罐高相符，記錄此數據，用于空罐標定的參數設置。
　　各參數的設置
　　進(jìn)入參數設定狀態(tài)，主要設定好表 1 中的參數，料位計即可進(jìn)行正確的測量。     E+H：吳海鳳 ：
　　

E+H FMR250雷達料位計的日常維護及故障排除
         E+H FMR250 料位計日常維護要點(diǎn)
　?。?）由于上料系統現場(chǎng)粉塵大，需要對料位計的現場(chǎng)變送器加裝防塵裝置，以防止粉塵進(jìn)入變送器內，損壞變送器內部的電子元器件。
    （2）E+H FMR250 雷達料位計支持 HART 協(xié)議通訊，技術(shù)參數的修改可以通過(guò)支持 HART 通訊協(xié)議的手持操作器（如 375 等）在配電器端進(jìn)行，而不必到現場(chǎng)。
　?。?）由于韶鋼第三煉鋼廠(chǎng)安裝的 FMR250 料位計不帶反吹系統，需要定期對料位計的喇叭口天線(xiàn)進(jìn)行清灰處理，以確保測量數據的準確。
　　E+H FMR250 料位計常見(jiàn)故障排除

　　E+H FMR250 型料位計帶有自診斷功能，并以代碼的形式在表頭顯示出來(lái)，以幫助現場(chǎng)技術(shù)人員排除故障。其故障代碼見(jiàn)表 2。
表2   料位計系統錯誤信息     當儀表系統沒(méi)有錯誤提示，但測量數據仍然有故障時(shí)，需要檢查儀表安裝和參數設置，下面是在使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題及處理方法：
　?。?）料位計靜態(tài)檢測準確，但在上料過(guò)程中所測得料位會(huì )下降，停止上料后，料位檢測回復正常。原因分析及處理方法：由于料位計天線(xiàn)偏轉角度太大，雷達波的投射路徑與下料路徑交叉，產(chǎn)生干擾回波，導致測量數據波動(dòng)、不準。此時(shí)需要調整天線(xiàn)角度，使雷達波的投射路徑不與下料路徑交叉，但以能準確反映料位變化為宜。
　?。?）測得的料位比實(shí)際料位偏高或偏低。原因分析及處理方法：根據料位的計算公式：L=E-D+A，可能是天線(xiàn)方向不對，或者參數設置不對。首先檢查料位計雷達波的投射方向能否準確反映料倉料位高度，調整天線(xiàn)到適當角度后，故障仍不能排除，則修正量參數設置不對，此時(shí)需要根據料位高度調整公式L=E-D+A中的A 值（在 057 菜單中設定）。
　?。?）料位計表頭顯示的料位與上位機顯示料位不一致。原因分析及處理方法：在排除PLC 故障、配電器輸入輸出不一致的情況后，可考慮料位計的變送輸出量程參數設置與上位機量程不一致。通過(guò)修改變送輸出量程參數 Max scale 046，使之與上位機量程一致。   

三鋼 2 號轉爐雷達料位檢測系統從 2010 年2 月份改造投入使用以來(lái)，經(jīng)過(guò)一年的使用，料位檢測準確，測量精度高，數據穩定，耐高溫，抗干擾能力強，為轉爐上料系統提供了可靠的數據保證，解決了因料位檢測不準造成的皮帶機堆料情況，減少了上料操作人員的勞動(dòng)強度，減少了儀表系統的維護工作量，獲得了良好的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

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