板坯連鑄系統中PLC控制功能與技術(shù)實(shí)現論文
1 板坯連鑄系統簡(jiǎn)介
以板坯連鑄機生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)為分級依據，可以把板坯連鑄系統分為基礎自動(dòng)化系統以及過(guò)程控制計算機系統兩級系統，其中一級為自動(dòng)化系統，是運行基礎；二級帶有部分管理功能�；A自動(dòng)化系統是一套完整的電/儀一體化系統，在系統運行中起著(zhù)非常重要的作用，它能夠完成各工藝裝置的順序控制以及相關(guān)操作，可以對工藝參數進(jìn)行設置，還可以對工藝參數與設備狀態(tài)進(jìn)行顯示與預警，對工藝流程進(jìn)行監控。另外，其還有通信功能。過(guò)程控制計算機系統有質(zhì)量跟蹤、參數設定以及鑄機的模型計算的功能。除此之外，對于網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)配置問(wèn)題，通過(guò) PLC 與上位機之間的信息轉換與以太網(wǎng)相連接，利用 TCP/IP 協(xié)議完成數據轉換。
2 板坯連鑄系統中 PLC 控制功能說(shuō)明
2.1 大包回轉臺及中間罐車(chē)控制
一方面，對裝有合格鋼水的鋼水包，一般要通過(guò)行車(chē)的吊運運至大包回轉臺的鋼包臂上，此時(shí)包臂會(huì )運轉到澆注位置等待澆鑄。
另一方面，提前預熱好的中間罐通過(guò)中間罐車(chē)運送至結晶器的上方，此時(shí)中間罐會(huì )下降以完成對中就位；在準備工作完成后，鋼水罐開(kāi)始下降，到達指定位置后就要手動(dòng)開(kāi)啟滑動(dòng)水口，隨之鋼水就會(huì )通過(guò)長(cháng)水口流入中間罐，等到中間罐內的鋼水質(zhì)量達到指定要求后就需要人工開(kāi)啟中間罐塞棒，這時(shí)鋼水就會(huì )通過(guò)侵入式水口流入結晶器內，從而完成這一工序。
2.2 送引錠、脫引錠控制
�。�1）送引錠：當送引錠指令發(fā)出后，引錠桿存放小車(chē)會(huì )向下反轉運行，當引錠桿到達切割后輥道位置時(shí)四個(gè)對中缸將開(kāi)始進(jìn)行對中，隨之切割前、切割下、切割后輥道自動(dòng)運行，將引錠桿送至水平扇形段內。當引錠桿尾部離開(kāi) 2# 光電管時(shí)，切割后輥道就會(huì )停止運行，當其到達 1# 光電管時(shí)，切割下及切割前輥道就會(huì )停止運行，隨之輥道就會(huì )以 5 米/分的速度在扇形段內運行，與此同時(shí)解碼器也開(kāi)始對其進(jìn)行跟蹤記錄，最后將引錠桿送入結晶器下口。（2）脫引錠：當引錠桿從扇形段出來(lái)達到 1# 光電管時(shí)，引錠頭就會(huì )與鑄坯分離，當引錠桿到達 2# 光電管時(shí)切割后輥道就會(huì )停止，隨之引錠桿被移出。
2.3 火焰切割機自動(dòng)切割控制
在自動(dòng)狀態(tài)下，紅外定尺系統會(huì )給火焰切割機的 PLC 發(fā)出信號，火焰切割機只有在接收到信號時(shí)才會(huì )進(jìn)行工作。首先，火焰切割機會(huì )先進(jìn)行預壓緊，與此同時(shí)切割槍開(kāi)始運動(dòng)，當切割槍運轉至鑄坯邊緣時(shí)，預煤氣閥以及熱氧閥就會(huì )自動(dòng)打開(kāi)；當其運轉到之前紅外定尺系統所檢測的定尺距離后，火焰切割機的壓頭開(kāi)始下壓隨之切割氧與�；蜷_(kāi)，進(jìn)行切割工作。當切割槍到達切割下輥道邊緣時(shí)，切下輥就會(huì )開(kāi)始向下方擺動(dòng)，一直等到切割槍離開(kāi)切下輥，其才能夠向上擺回到原位。
2.4 輸送輥道及推鋼機控制
輸送輥道系統是由移載下線(xiàn)輥道、切割后輥道、切割下輥道以及切割前輥道這四道工序組成。在輸送輥道系統運行過(guò)程中主要有五個(gè)具體步驟：（1） 火焰切割機在對鋼坯切割完畢后發(fā)出切割完畢信號，隨之切割后輥道開(kāi)始正轉；（2）在 2# 光電管檢測到鑄坯的情況下，移載下線(xiàn)輥道開(kāi)始運作；（3）當鑄坯尾部離開(kāi) 2# 光電管時(shí)，之前運轉的切割后輥道停止運作；（4）在 3# 光電管檢測到鑄坯的情況下，之前運行的移載下線(xiàn)輥道就會(huì )停止運作；（5）下線(xiàn)輥道運行停止時(shí)說(shuō)明鑄坯已成型，再利用推鋼機把鑄坯轉移到冷床上進(jìn)行冷卻。
這樣就可以科學(xué)的對鑄坯進(jìn)行生產(chǎn)。
3 板坯連鑄系統中 PLC 控制技術(shù)的實(shí)現
3.1 變頻調速控制技術(shù)
在現代板坯連鑄系統中，變頻調速控制技術(shù)已在各個(gè)設備中廣泛應用；主要包括推鋼機、火焰切割機、輸送輥道、扇形段輥道、結晶器振動(dòng)、中間罐車(chē)以及大包回轉臺等。一般來(lái)說(shuō)，PLC 是通過(guò) Re－mote I/O Scanner 通訊方式來(lái)把控制命令傳輸給變頻器的，與此同時(shí)，變頻器也將其實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋給 PLC 系統。另外，控制程序主要借助 MOV 指令來(lái)把速度、正反轉以及啟動(dòng)停止命令以信息的形式傳送給變頻器，然后利用變頻器的變頻調速功能對整個(gè)系統進(jìn)行自動(dòng)控制。
3.2 鑄流自動(dòng)跟蹤技術(shù)
鑄流自動(dòng)跟蹤系統主要是利用物理上的光電轉換原理進(jìn)行工作的，通過(guò)增量式編碼器來(lái)完成自動(dòng)跟蹤。增量式編碼器可以直接利用光電轉換原理來(lái)輸出 A、B 以及 Z 相三組方波脈沖；其中，A、B兩組方波脈沖的相位差為 90°，所以能夠比較方便的判斷出旋轉方向；與此不同的 Z 相每轉一個(gè)脈沖，所以其常應用與對基準點(diǎn)的科學(xué)準確定位。增量式編碼器的技術(shù)含量較高，其平均壽命可達幾萬(wàn)小時(shí)以上，而且其構造原理較為簡(jiǎn)單，抗干擾的能力較強，有較高的可靠性，比較適用于長(cháng)距離的`傳輸。一般來(lái)說(shuō)，A-B 增量型編碼器多安裝在扇行段驅動(dòng)輥的電機上，鑄流 PLC 依據增量式編碼器發(fā)送的脈沖數來(lái)自動(dòng)計算并完成澆注模式、送引錠模式下的鑄坯測長(cháng)、電力測速以及二冷區配水等全自動(dòng)控制。
3.3 大包下渣檢測技術(shù)
大包下渣檢測技術(shù)是用于檢測包內鋼水含渣量的一項技術(shù)。這個(gè)系統主要通過(guò)高度自動(dòng)化、智能化的平衡補償技術(shù)并比較鋼渣與鋼水導電率來(lái)檢測鋼渣在鋼水中的含量，其中還要用到電磁感應的物理原理來(lái)對含量進(jìn)行檢測，然后會(huì )通過(guò)聲光報警的方式提醒相關(guān)操作者及時(shí)發(fā)出大包水口關(guān)閉信號或自己手動(dòng)關(guān)閉大包滑動(dòng)水口，以此來(lái)控制大中包中鋼水的鋼渣含量，進(jìn)而提高鋼水的清潔度，提升其質(zhì)量；除此之外，還有效避免了繁瑣的除渣工作，也可以提高鋼坯質(zhì)量。
3.4 液面自動(dòng)控制技術(shù)
液面自動(dòng)控制是通過(guò)渦流傳感器來(lái)對拉坯及澆鋼的速度進(jìn)行調節的一項技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，渦流傳感器具有連續測量結晶器鋼水液面的功能，它可以輸出一系列模擬數據，一般包括隨液面高度線(xiàn)性變化的電壓以及電流，再把信息傳送給液面調節系統，以此完成對拉坯以及澆鋼速度的自動(dòng)控制，使鋼水液面得以穩定在預定高度。這樣一來(lái)，就可以有效的提高連鑄機的工作效率，提升其工作質(zhì)量，防止溢鋼及漏鋼事故的發(fā)生，對鋼坯的質(zhì)量進(jìn)行有效的保證。
3.5 紅外定尺技術(shù)
所謂的紅外定尺即是通過(guò)紅外攝像的方式對鋼坯進(jìn)行相關(guān)數據識別。利用紅外攝像設備對紅熱鋼坯進(jìn)行遠距離實(shí)時(shí)成像，將所成圖像轉化為數字化信息，然后傳送給 CPU，再利用 CPU 的計算與模糊識別功能對數字化信息進(jìn)行相關(guān)計算與識別處理，再按照提前設定的定尺長(cháng)度向 PLC 傳送切割切割信號，使 PLC 控制火焰切割機對鋼坯進(jìn)行切割。這個(gè)系統的技術(shù)含量較高，一般具備操作維護簡(jiǎn)單、控制精度高以及檢測可靠的特點(diǎn)，在鋼坯處理中發(fā)揮非常重要的作用。
4 結束語(yǔ)
綜上所述，在板坯連鑄系統之中 PLC 控制的應用，對于準確、快速控制的實(shí)現，連鑄自動(dòng)化水平、鑄坯質(zhì)量與產(chǎn)量的提高具有非常重要的作用，而且能夠降低能源消耗，降低機械故障的停機率，使得鑄機的作業(yè)率得以有效提高，除此之外，還大大改善了工作環(huán)境，提高了工人的工作效率。因此，PLC 控制系統在板坯連鑄系統之中值得推廣應用。
參考文獻
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