智能送坯系統(tǒng)在板坯連鑄機生產(chǎn)中的應用

李田海

（河鋼股份唐鋼公司信息自動化部，河北 唐山 063000）

1 系統(tǒng)設計背景

以前生產(chǎn)中存在的問題：板坯從連鑄切割機發(fā)出切割完成信號后，生成板坯數(shù)據(jù)，然后存入連鑄二級系統(tǒng)，由連鑄二級服務器發(fā)送到板坯信息管理服務器，完成連鑄坯的數(shù)據(jù)生成與連鑄部分的數(shù)據(jù)傳遞。連鑄區(qū)域與加熱爐區(qū)域靠兩臺橫移臺車運送兩個連鑄機（1#機兩流，2#機一流）共三流板坯板坯。

①連鑄切割室操作工需要將板坯手動操作運送到輸出一輥道（1#機），橫移小車輥道（2#機）以完成板坯的去毛刺；需要專人操作。此時需要和板坯庫聯(lián)系確認板坯是熱裝還是下線。②出鋼室（橫移臺車）連鑄操作工操作移載小車將2#連鑄機生產(chǎn)的板坯運送直加熱爐中；③出鋼室操作工（板坯庫管理）根據(jù)生產(chǎn)需求，對板坯服務器上的板坯數(shù)據(jù)進行熱裝、上線和下線的手動操作；完成二級層面的板坯信息發(fā)送。需確認實際板坯的操作與二級數(shù)據(jù)的一致性，兩者需要手動確認，由于全程手動操作（冷坯上裝和橫移臺車向加熱爐輸送板坯的隨機性導致數(shù)據(jù)信息發(fā)送的不及時）經(jīng)常造成數(shù)據(jù)更新不及時或不一致，從而制約了裝鋼節(jié)奏。④橫移臺車手動操作，需要行走定位和板坯接收定位；行走定位使用接近開關作為檢測元件，由于連鑄的高溫環(huán)境，造成冷卻水（輥道冷卻水漏水）和高溫（板坯渣）導致元器件壽命短；⑤加熱爐完成裝鋼自動改造后，接收連鑄發(fā)送的板坯數(shù)據(jù)后，自動生成板坯模型；此時才具備接鋼條件，啟動裝鋼輥道，連鑄才可以送坯。系統(tǒng)經(jīng)常在等待板坯數(shù)據(jù)，致使裝鋼節(jié)奏慢。

2 系統(tǒng)總體設計原則

完成一級系統(tǒng)從連鑄切割到加熱爐裝鋼輥道的板坯物料跟蹤，新增二級跟蹤系統(tǒng)同步跟蹤物料的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)流的連貫性，同步完成三級系統(tǒng)的板坯數(shù)據(jù)管理，同時控制部分現(xiàn)場設備；盡可能的減少現(xiàn)場（連鑄機1#機，2#機的兩個切割操作室、橫移臺車操作室、移栽機操作室和三級板坯庫管理）的手動操作，規(guī)范工藝流程，提高設備工作效率和準確性，減少人為導致的工藝事故，增加設備的穩(wěn)定性和可靠性等[1]。

主要涉及內(nèi)容如下：①輥道自動控制，包括切后輥道、去毛刺輥道、輸出一輥道、輸出二輥道、橫移臺車輥道（二號機為切后輥道、輸出輥道、橫移小車輥道、上線輥道），輥道系統(tǒng)跟蹤板坯位置實現(xiàn)自動跟蹤和控制，簡化切割操作室、橫移車操作室、二號機出鋼操作室的操作。②規(guī)范板坯下線、上線操作；板坯只在固定位置下線，固定位置上線；簡化板坯庫管理操作工的操作[2]。③橫移臺車行走自動定位、橫移臺車接坯和出坯的自動控制；簡化操作；④二級系統(tǒng)優(yōu)化和功能開發(fā)，實現(xiàn)二級系統(tǒng)的板坯信息跟蹤和控制，完成熱裝、上線、下線的數(shù)據(jù)流；進而實現(xiàn)連鑄到加熱爐的數(shù)據(jù)傳遞。

根據(jù)生產(chǎn)實際需求，連鑄智能送坯系統(tǒng)設備以利舊為主，PLC控制系統(tǒng)、操作臺、HMI、二級系統(tǒng)設備利舊，在原有系統(tǒng)上進行控制軟件升級；根據(jù)控制需求合理增加檢測儀表，新增PLC遠程I/O柜實現(xiàn)信號接入，1#連鑄機兩個鑄流PLC和公共PLC，二號機鑄流和公共PLC；增加1#連鑄機一級系統(tǒng)和2#連鑄機一級系統(tǒng)的通訊[3]。

系統(tǒng)升級改造后，具有手動和自動兩種模式，設備正常運轉(zhuǎn)為自動模式時，故障狀態(tài)為手動操作，且手動操作有更高的優(yōu)先級，控制流程與原手動操作一致，便于操作人員及時處理突發(fā)事故。

手動模式：設備的啟、停動作由操作工手動操作完成。自動模式：設備按預定義的工藝流程自動運行。異常處理：主要涉及異常板坯（彎）無法正常自動定位控制或事故狀態(tài)（設備、工藝、自動化等），均需手動操作；方法與現(xiàn)在一致；

智能送坯系統(tǒng)設計的跟蹤項目有：一級系統(tǒng)的物料跟蹤和控制和二級系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流同步跟蹤與控制。

3 一級控制系統(tǒng)

（1）鑄流跟蹤功能。每個鑄流板坯跟蹤按現(xiàn)有區(qū)域劃分，分為五個跟蹤區(qū)域，在每個區(qū)域?qū)Π迮鬟M行速度控制和板坯定位，并把板坯的位置等信息傳送給二級系統(tǒng)，保證二級對板坯信息的同步跟蹤；如果板坯切割后需要下線，則把一級系統(tǒng)接收二級的下線信號板坯運送到“板坯下線”位等待板坯下線，操作完成后刪除一級系統(tǒng)的板坯跟蹤信息。需要上線的板坯，則接收二級系統(tǒng)的上線指令，生產(chǎn)板坯跟蹤模型依據(jù)現(xiàn)有信號進行跟蹤定位。

（2）輥道變頻控制。連鑄輸出二輥道和橫移車車上輥道由現(xiàn)在的MCC控制改為變頻器控制，用來實現(xiàn)輥道的調(diào)速，精確定位板坯定位和板坯在橫移臺車上的“擺鋼”功能。

（3）橫移臺車控制功能。橫移臺車需要接收三個鑄流的板坯，接鋼指令由輥道板坯狀態(tài)決定接鋼順序；兩車均接到板坯后向加熱爐的出鋼順序由加熱爐的出鋼順序即加熱爐的裝鋼需求進行手動預選擇。

車行走：橫移臺車車體行走根據(jù)需求，通過激光測距儀檢測，實現(xiàn)板坯定位傳感器用激光測距儀取締以前使用的接近開關，使得位置信息更精確，自動定位到目標位置（接鋼、裝鋼、維修等），簡化手動操作流程。

車上輥道：板坯自動定位到鑄流的第五個跟蹤區(qū)域（橫移臺車車上輥道），此時，如無加熱爐裝鋼請求信號則在接收板坯位置擺鋼，接收請求后系統(tǒng)會依據(jù)加熱爐的工藝需求（出鋼操作室手動操作）接收哪個橫移車上的板坯，車到位后運送板坯到加熱爐裝鋼輥道。

4 二級過程控制系統(tǒng)設計

二級系統(tǒng)新增客戶端，基于.net平臺，采用C/S結構，利用C#語言來實現(xiàn)前臺界面管理、輥道板坯及設備的動態(tài)跟蹤和控制以及板坯上線、下線、熱裝及板坯庫的管理，實現(xiàn)三級系統(tǒng)原移載機操作室客戶端的功能。后臺跟蹤和控制：后臺跟蹤涵蓋從切后輥道到橫移臺車的所有設備。匹配板坯上下線操作的輥道動作；三級服務器上冷坯庫的信息管理。

5 HMI畫面部分

新增一級系統(tǒng)的輥道橫移臺車跟蹤畫面，采用Wincc V6.0設計，動態(tài)跟蹤板坯位置以監(jiān)控設備運行狀態(tài)。共涉及三個控制室，畫面控制與現(xiàn)場設置一致，包括板坯數(shù)據(jù)管理、板坯位置信息管理、橫移車送坯管理。

6 結語

板坯連鑄機智能送坯系統(tǒng)的投入使用，使得唐鋼連鑄機板坯信息以及板坯傳遞依靠人工進行，影響生產(chǎn)節(jié)奏的情況徹底改善，有助于提高連鑄板坯傳送效率，更好地滿足了快節(jié)奏的生產(chǎn)需求。