板坯連鑄機(jī)自動(dòng)控制及跟蹤系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

張振雨

摘 要：現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步，同時(shí)也推動(dòng)了我國(guó)連續(xù)鑄鋼技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)代企業(yè)的鋼廠如今大多都是運(yùn)用了板坯連鑄機(jī)所煉制出來(lái)的鋼水。因?yàn)檫@一舉措，使得這些企業(yè)在鋼鐵市場(chǎng)有了一定的效果。專(zhuān)家通過(guò)針對(duì)板坯連鑄機(jī)的自動(dòng)控制及優(yōu)化跟蹤系統(tǒng)，更加提高了本有的工作效率，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：連鑄機(jī);監(jiān)控;自動(dòng)化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.016

0 引言

我國(guó)唐鋼一煉鋼將原有的1、2號(hào)小板坯連鑄機(jī)改建為一座大板坯連鑄機(jī)，它在原來(lái)的基礎(chǔ)上加大了鑄坯連鑄機(jī)鑄坯斷面和拉坯速度，更是在板坯連鑄機(jī)的自動(dòng)化上有所突破。該項(xiàng)目的實(shí)施，使得唐鋼煉鋼的潛能以及產(chǎn)能得到了充分的發(fā)揮和釋放。這一實(shí)例，足以看出板坯連鑄機(jī)的重要性，更加體現(xiàn)出如今板坯連鑄機(jī)對(duì)于自動(dòng)化要求的必要性。

1 連鑄工藝的基本介紹

將精煉處理完成的鋼水吊放在鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)上，通過(guò)操作鋼包蓋操作機(jī)構(gòu)用包蓋將其蓋上然后轉(zhuǎn)移到澆筑模具位置，等待開(kāi)始澆筑。需等待拉矯機(jī)、振動(dòng)臺(tái)檢查全部合格后，才可以轉(zhuǎn)入中間罐。注意鋼包需保護(hù)套管，用氬氣密封引錠桿頭部。中間包轉(zhuǎn)到澆筑位置，對(duì)接完成后打開(kāi)鋼包滑動(dòng)水口，注入中間包。中間包中鋼水到達(dá)一定高度和重量后，注入結(jié)晶器。通過(guò)結(jié)晶器控制檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用結(jié)晶器進(jìn)行電磁攪拌、振動(dòng)，同時(shí)開(kāi)啟二冷自動(dòng)控制，氣水霧化進(jìn)行二次冷卻。用拉矯機(jī)開(kāi)始拉坯。在引錠桿離開(kāi)鑄坯向?qū)Ш?，很快的被送到收納輥道進(jìn)入收納裝置存放。一次切割機(jī)處理后會(huì)將鑄坯切割成為倍尺坯，做商標(biāo)最后進(jìn)入二次切割，根據(jù)需要的尺寸用火焰切割進(jìn)行切割，最后運(yùn)用運(yùn)輸輥道運(yùn)出。選擇熱送、堆剁或者緩冷。

2 連鑄機(jī)自動(dòng)化配置和功能

（1）連鑄機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)的配置。我們考慮電控設(shè)備的配備時(shí)，應(yīng)該以流為單位，通過(guò)編輯程序控制器來(lái)設(shè)置各自獨(dú)立的主干控制裝置，防止其中某一流發(fā)生故障時(shí)，影響其他流的正常工作進(jìn)度。主要干線(xiàn)控制裝置應(yīng)具備屬于自己的數(shù)據(jù)總線(xiàn)和I/O遠(yuǎn)距離擴(kuò)展總線(xiàn)，達(dá)到電控系統(tǒng)與上位計(jì)算機(jī)與儀表控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。應(yīng)在除了主控室設(shè)置操作監(jiān)視設(shè)備以外，還應(yīng)該在其他系統(tǒng)操作的房間也配備操作監(jiān)控設(shè)備。此外，主干裝置的I/O電表，要留有多余的空間，在隨著科學(xué)工藝的進(jìn)步，可能會(huì)涉及到系統(tǒng)的變更和擴(kuò)展，必須有多余系統(tǒng)空間，保持設(shè)備的及時(shí)跟進(jìn)，緊跟潮流。啟用備用主干線(xiàn)，主干線(xiàn)控制裝置通常都采用冗余方式，在一套系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行時(shí)，要有另一套設(shè)備處于熱線(xiàn)備用狀態(tài)，考慮到電控設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，可以隨時(shí)接上設(shè)備維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）過(guò)程監(jiān)控檢測(cè)器。當(dāng)前情況下，檢測(cè)器是連鑄控制系統(tǒng)的重要部分，檢測(cè)器提供的信號(hào)是我們通過(guò)它可以了解到設(shè)備裝置的起動(dòng)、減速、增速、制動(dòng)、停止這些基礎(chǔ)運(yùn)行狀態(tài)最簡(jiǎn)單最直接的方式。常用的檢測(cè)器有：光電檢測(cè)器、脈沖發(fā)生器、自整角機(jī)、接近開(kāi)關(guān)、微波檢測(cè)器、無(wú)線(xiàn)感應(yīng)位置檢測(cè)器、旋轉(zhuǎn)式分解器等。這里我們主要探討一下脈沖發(fā)生器，當(dāng)前生產(chǎn)工藝中，有很多新型的檢測(cè)技術(shù)，其中脈沖檢測(cè)就是其中一種，研究人員通過(guò)脈沖測(cè)試來(lái)檢測(cè)，給待測(cè)器件加載單個(gè)或一系列脈沖，或者給待測(cè)器件一個(gè)特定的速率加載一些已經(jīng)研究的數(shù)據(jù)矢量，從而達(dá)到測(cè)試這個(gè)待測(cè)器件的性能目的。

（3）過(guò)程監(jiān)控自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能。通過(guò)“三電一體化”的設(shè)計(jì)思想，連鑄機(jī)可以做到處理大量開(kāi)關(guān)信息，并對(duì)模擬信號(hào)做出快速反應(yīng)，計(jì)算機(jī)過(guò)程監(jiān)控可以自動(dòng)完成拉矯、澆筑平臺(tái)、ASTC、結(jié)晶器振動(dòng)、二次冷卻、自動(dòng)送入輥道等一系列操作的監(jiān)控操作。然后通PLC系統(tǒng)完成一系列電器設(shè)備的檢測(cè)。如：引錠系統(tǒng)、拉矯機(jī)、結(jié)晶器、輥道等。監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的規(guī)定限位，到達(dá)一定位置后啟動(dòng)限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行連鎖控制。

3 跟蹤系統(tǒng)的概念和設(shè)備管理

（1）跟蹤系統(tǒng)的概念。傳統(tǒng)意義上，連鑄機(jī)的跟蹤系統(tǒng)是指針對(duì)生產(chǎn)工藝在各種運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的產(chǎn)生的跟蹤值以及對(duì)連鑄機(jī)產(chǎn)生的跟蹤值對(duì)鑄機(jī)達(dá)到跟蹤控制、監(jiān)視的效果。在生產(chǎn)線(xiàn)上的運(yùn)轉(zhuǎn)模式分為：準(zhǔn)備、引送錠、保持、澆注、澆注結(jié)束等幾種。跟蹤系統(tǒng)就是將對(duì)鑄機(jī)的這幾種運(yùn)轉(zhuǎn)模式進(jìn)行跟蹤并計(jì)值，并根據(jù)跟蹤所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)值進(jìn)行夾緊輥的移動(dòng)、二次冷卻扇形段切斷閥的開(kāi)、閉及碰水量改變等一些自動(dòng)生產(chǎn)操作，從而實(shí)現(xiàn)連鑄機(jī)生產(chǎn)的自動(dòng)化。

（2）跟蹤系統(tǒng)的配置。常規(guī)的跟蹤系統(tǒng)包括：脈沖發(fā)生器的管理和各種模式下的跟蹤和計(jì)數(shù)。

1）脈沖發(fā)生器的工作方式有也有兩種：自動(dòng)和手動(dòng)方式，其方式可以通過(guò)WSA上進(jìn)行切換，一般脈沖發(fā)生器有多個(gè)都同時(shí)作用于跟蹤系統(tǒng)上，但同一時(shí)刻，只能采集一臺(tái)PG的工作脈沖，另外兩個(gè)并不能被采集，確保一個(gè)在不能采集也能采集到其余脈沖發(fā)生器的采集信息，也不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)分析矛盾。

2）跟蹤和計(jì)值是PG通過(guò)以太網(wǎng)和遠(yuǎn)程的I/O網(wǎng)絡(luò)將PLC系統(tǒng)采集的信息集中處理后，產(chǎn)生事實(shí)的數(shù)據(jù)文件、趨勢(shì)文件、報(bào)警記錄文件等實(shí)質(zhì)性文件，可以通過(guò)監(jiān)控生產(chǎn)工藝過(guò)程和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)給予生產(chǎn)操作人員必要的操作指導(dǎo)，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施精準(zhǔn)的控制。同時(shí)通過(guò)自動(dòng)記錄的故障報(bào)警記錄、可以準(zhǔn)確的看到關(guān)鍵設(shè)備的恢復(fù)時(shí)間，為故障和事故提供真實(shí)有力的依據(jù)和線(xiàn)索。此外，還備有專(zhuān)業(yè)的二次冷卻水的參數(shù)，可以提高在線(xiàn)調(diào)整二次冷卻配水的可行度。

4 自動(dòng)化配置的優(yōu)化目標(biāo)

通過(guò)了解自動(dòng)化配置的設(shè)備和運(yùn)行模式分析，進(jìn)一步提高自動(dòng)化設(shè)備方面提出一些設(shè)想和追求目標(biāo)，來(lái)完善業(yè)界新標(biāo)準(zhǔn)這一最終目標(biāo)。針對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行優(yōu)化，我們應(yīng)該考慮到一個(gè)發(fā)生器的三個(gè)關(guān)鍵性的特性：靈活性、保真性和易用性。靈活性主要體現(xiàn)在當(dāng)我們改變一個(gè)參數(shù)，所得到的計(jì)數(shù)值也會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生變化 ，當(dāng)改變的參數(shù)變得更加微小，檢測(cè)器仍然能得到更加精準(zhǔn)的變化時(shí)，就是屬于靈活性較強(qiáng)的特性。通過(guò)這個(gè)微小變化我們能更加準(zhǔn)確的實(shí)施操作，這就是更加優(yōu)化了我們自動(dòng)化系統(tǒng)的追蹤和控制。

5 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前時(shí)代背景下，各行各業(yè)對(duì)于電子技術(shù)的運(yùn)用、機(jī)電一體化及其控制的應(yīng)用都包含其中，在煉鋼產(chǎn)業(yè)這個(gè)大環(huán)境中也不例外，在節(jié)省能源的前提下對(duì)產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化優(yōu)化是每個(gè)業(yè)界先鋒都應(yīng)考慮的重要問(wèn)題，它有利于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更有利于社會(huì)文明的進(jìn)步。

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