国内钢铁行业市场的激烈竞争、业务日益繁忙传统的信息处理和计量方式误差较大已难以满足实际业务的需求。为了进一步提高管理水平和竞争力，充分利用计算机技术和信息科技的发展成果，公司通过改进高炉料斗秤称重系统，完成以计算机系统为基础组建现代化的计量配料系统。通过该项目的实施，将某钢铁公司的焦炭消耗管理提供自动化的手段，及时、准确、系统、完整的数据信息反映给客户，从而降低营运成本，最大限度增加企业利润。

1高炉料斗秤称重系统设计背景与意义

某钢铁公司铁厂目前有三座高炉，一共8台料斗秤:1#高炉两台料斗秤，2#高炉两台料斗秤，3#高炉四台料斗秤。高炉投料采用计算机控制的料斗秤进行投料、计量，但经过分析发现配料控制系统存在计量与实际消耗量偏差过大的现象，因此为了有效监控物料的投人，提高计量的准确度，现改进系统设计实现料斗秤称重控制系统，实现对三座高炉焦炭的消耗进行实时监控和计量，保证数据信息的准确、可靠。

2目前系统的不足

目前料斗称将4~20mA信号和料斗的开关仓门数字量信号都接人L1级PLC控制系统，系统流程是小车到达料斗秤，开料斗仓门开始装料，装料结束关仓门。当控制系统收到小车到达信号时采集料斗秤数据记为皮重，收到料斗关闭仓门信号时采集料斗秤数据记为毛重，然后系统计算得出净重保存显示、上传。但是料斗关闭仓门信号到仓门完全关闭有一定的机械时间差，而且时间不固定，这段时间内仍有焦炭装入小车，但没有被记入毛重，所以每次采集计算的重量和实际消耗重量都有较大误差，导致每月的累积量与实际消耗累积量差别很大。

3改进称重系统的设计与实现

3.1改进系统结构

改进系统通过将料斗秤的4~20mA信号接人双路信号变送器，分出2路，一路接人L1控制系统，一-路接人新增称重采集系统。原PLC控制系统的采集和传输方式不变，而新增称重采集系统通过在各区城现场安装RTU设备，直接与称量设备进行通信，采用Modbus/Tcp协议读取数据，然后用判稳算法来得到每次焦炭装人量。

各区城增加的RTU设备通过网络接口连接到主干以太网，系统通过以太网和各区域RTU通信，采用Modbus协议格式与各站点进行数据交互。Modbus协议定义了控制器能识别和使用的信息结构，当在Modbus网络上进行通讯时，协议能使每一台控制器知道它本身的设备地址，并识别对它寻址的数据，取出包含在数据包中的数据信息，控制器也可组织回答信息，并使用Modbus协议将此信息传送出去。

3.2系统设计与算法实现

每个区域增加1个STC-511RTU，该配料设备采用开放的Modbus/Tcp通信协议。为了提高数据通信、处理效率，软件采用面向对象多线程技术开发基于Modbus/Tcp的C/S架构软件，利用获取的相关数字量和模拟量数据进行相应的逻辑判断、数据分析，并将结果数据保存至SOLServer数据库中。为了方便用户查询、分析计量数据，系统还采用B/S架构进行设计，把各种累积数据、分析数据、报表数据进行Web发布通过浏览器就可方便实现相应的功能操作。

当系统收到小车到达信号时开始启动算法，把采集数据存入定义数组，下一循环周期到来时采集数据和数组中第一个值相比，如果在定义的值内就运行插人排序算法把值存人数组中。依次运算每次采集的值都和数组中第一个值相比，根据结果判断是否保存。如果连续10次(数组维数)的值都满足条件，说明料斗秤上物体重量处于稳定状态，即可得到本次的皮重和毛重。其中间值、循环周期和数组维数可根据实际运用进行调整。

3.3系统应用结果

称重投料系统上线运行后3个月数据统计状沉如下(单位:t)，理论重量是从焦炉输出的焦炭总量理论值，PLC系统采集的重量和计量系统对比如下表，从表中可看出计量系统统计的数据和理论重量相差更小，提高了计量的准确度。

4结束语

通过该项目的实施，实现了对1#高炉、2#高炉3#高炉的焦炭投料数据进行实时监控、统计，提高了焦炭消耗的计量精度，达到了项目的设计要求。