位置变送器在加热炉中的应用

　　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、最终挡板、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，最终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、最终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 位置变送器检测系统

　　2.1 位置变送器工作原理

　　推钢机、活动梁、最终挡板三个设备使用的位置变送器可分为感应式拉线位置变送器和感应式拉杆位置变送器两种，检测原理基本相同。感应式位置变送器是测量位移的变送器，它利用电磁耦合原理将位移量转变为电信号，然后对电信号进行处理，达到测量位移的目的。感应位置变送器由定尺和滑尺组成，其相对面时采用光刻腐蚀法蚀刻成的铜线绕组，如图 1。

　　定尺绕组的周期T 为2mm,均匀分布在250mm 长度上。滑尺上有两相绕阻，分别为正弦绕组和余弦绕组，其中心线相距3T/4。定尺、滑尺分别安装在设备的固定和运动部分(拉杆或拉绳)，当定尺、滑尺做相对运动时，若在滑尺两相绕组上加激磁电压，则定尺绕组就有感应电动式产生，检测该电动式的变化量即可获得位移量的大小。例如，在滑尺的正、余弦绕组上分别加幅值按正、余弦规律变化的激磁电压：

　　2.2 位置变送器检测原理

　　感应式位置变送器以零值检测法为测量原理配以相应电路便可以构成如图 2 所示的检测系统。当定尺、滑尺相对位移时，从PLC 输出的激磁电压信号分别对滑尺两相绕组进行激磁，通过电磁感应在定尺上输出误差信号 E，经 AI 模板前置放大与A/D 转换成相应信号，在控制逻辑的作用下，位移信号送入PLC，一方面计算显示位移量，另一方面 AO 模板输出纠正值使产生一增量，纠正激磁电压的幅值，从而在跟踪点上处于相对平衡状态，即，使 E=0，实现零值检测。