板坯連鑄自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)踐

張華

摘 要：在板坯連鑄機(jī)的控制系統(tǒng)，基礎(chǔ)自動(dòng)化硬件構(gòu)成及功能分擔(dān)等方面的基礎(chǔ)之上進(jìn)行探討，采用安川自動(dòng)化系統(tǒng)例子并描述了系統(tǒng)配置，除此之外，在連鑄機(jī)上對(duì)其運(yùn)用的經(jīng)典技術(shù)。本文主要以重慶鋼鐵股份有限公司連鑄機(jī)為應(yīng)用背景，研究其生產(chǎn)過(guò)程跟蹤系統(tǒng)的構(gòu)成以及其應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：板坯連鑄;自動(dòng)跟蹤;控制系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.020

在當(dāng)代的電子技術(shù)以及自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)的發(fā)展基礎(chǔ)之上，電氣控制技術(shù)在此基礎(chǔ)之上逐漸成熟起來(lái)，由于冶金企業(yè)中不同工藝的流程，形成了具有特色的工藝特點(diǎn)，差異化的配置功能。連鑄信息系統(tǒng)依據(jù)不同的功能被劃分為三部分，分別為三級(jí)生產(chǎn)管理系統(tǒng)，二級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)和一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，是為了實(shí)時(shí)在連鑄過(guò)程中收集生產(chǎn)過(guò)程中的信息。

1 連鑄工藝

連鑄工藝具有復(fù)雜性，相連接性，表現(xiàn)在以下方面中：

首先，浸泡在鋼水中，經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)提煉，而且要處理干凈之后，把他吊放置在鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)上，晾干，再使用鋼包蓋操作機(jī)構(gòu)來(lái)把他蓋上包蓋，之后再轉(zhuǎn)入澆注位來(lái)等待開(kāi)澆。而在準(zhǔn)備開(kāi)澆之前，必須使用拉矯機(jī)和振動(dòng)臺(tái)檢查是否合格，只有合格了，才能進(jìn)行下一步操作;將引錠桿從收納裝置處推入到輥道并讓他自動(dòng)送入到連鑄機(jī)位置，以便下一步工作的進(jìn)行;將引錠桿的頭部部分進(jìn)行密封;對(duì)其中間包、浸入式水口兩個(gè)部分進(jìn)行預(yù)熱達(dá)到一定溫度要求之后，烘烤過(guò)程就完畢了;之后中包會(huì)轉(zhuǎn)移到澆注位置來(lái)進(jìn)行澆注;從而浸入式水口與結(jié) 晶器對(duì)中并下降;之后就分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。在眾多的操作工具之中，結(jié)晶器也是核心設(shè)備之一，他主要是把鑄件形成一定的形狀并快速地在其外圍形成凝固結(jié)晶。

2 連鑄機(jī)自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)分級(jí)及特點(diǎn)

2.1 分級(jí)

按照生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)：連續(xù)性、分布位置具體性和控制要求性，把控制系統(tǒng)劃分區(qū)域以及分級(jí)而配置，利用與結(jié)合先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而形成了生產(chǎn)工藝對(duì)象的三電自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)，這都是為了控制完整的生產(chǎn)過(guò)程，是為了實(shí)現(xiàn)工作的可行性、連續(xù)性。

2.2 特點(diǎn)

（1）人性化的人機(jī)界面。在操作終端的基礎(chǔ)上，來(lái)進(jìn)行集中管理，操作臺(tái)和監(jiān)視盤(pán)都是利用EI一體的HMI人機(jī)接口，更接近于操作人員的平時(shí)使用習(xí)慣，在其HMI上對(duì)所需要的澆筑條件而確認(rèn)，節(jié)省了開(kāi)澆準(zhǔn)備時(shí)間，而還要有操作人員在同一終端監(jiān)視與控制整套連鑄機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，這也減少了操作人員的勞動(dòng)量。（2）擴(kuò)展性強(qiáng)大的系統(tǒng)。在利用CP-317接口槽的基礎(chǔ)上，在其中插入接口卡，會(huì)形成擴(kuò)展性強(qiáng)大的系統(tǒng)。（3）提高其維護(hù)性。結(jié)合采用EWS CP-717＼CP-TRACE，同時(shí)在線監(jiān)視CPU控制中心的運(yùn)行狀態(tài)，還可以在線修改CP-317的相關(guān)程序，集中調(diào)整和維護(hù)系統(tǒng)，大大增加了其維護(hù)性。（4）高級(jí)可靠的系統(tǒng)。CPU和CP-317的電源模板都具有同一個(gè)特點(diǎn)：在線熱插拔，結(jié)合利用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)與簡(jiǎn)便的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，根據(jù)其現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，控制系統(tǒng)的I/0點(diǎn)會(huì)發(fā)散出來(lái)，灑落在其各式各樣的電氣盤(pán)、柜臺(tái)以及現(xiàn)場(chǎng)，大大減少了外部錯(cuò)綜復(fù)雜的連線，減少了很多工作量，從而簡(jiǎn)化了電氣控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)的故障也隨著減少，大大地形成了高級(jí)可靠地系統(tǒng)。（5）精準(zhǔn)地控制。澆筑精準(zhǔn)速度與控制度的精準(zhǔn)是采用兩種不同的形式，前是的提高是采用數(shù)字式的矢量控制變頻器;而后者則是采用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)輕壓功能。

3 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)

3.1 系統(tǒng)的構(gòu)成

（1）工藝區(qū)域主要被分為九部分：公共（電儀）、五流電氣、五流儀表、六流電氣、六流儀表、五流電氣輕壓下高速、六流電氣輕壓下高速、精整區(qū)域、機(jī)械維修費(fèi)。（2）機(jī)電一體品設(shè)備是利用七臺(tái)PLC：五流結(jié)晶振動(dòng)、六流結(jié)晶器振動(dòng)、五流結(jié)晶器熱成像、六流結(jié)晶器熱成像、五流切割機(jī)、六流切割機(jī)、公共噴印機(jī)。

4 功能設(shè)計(jì)

總而言之，利用生產(chǎn)過(guò)程跟蹤系統(tǒng)的目的是結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)詳細(xì)地記錄操作過(guò)程以及產(chǎn)品信息，有兩方面的作用：一是把信息提供給客服，便于客服端查詢和分析信息;二是把信息傳遞給決策者，供三級(jí)系統(tǒng)做出決策，兩者相似之處都是整合出信息。

（1）爐次跟蹤功能是經(jīng)過(guò)四個(gè)部分完成的：先經(jīng)過(guò)大包到達(dá)，收集信息;再次是大包開(kāi)澆，收集信息;第三是大包停澆記錄數(shù)據(jù)、最后的步驟是混鋼判定。（2）切割跟蹤功能有三大模板：第一是讀取切割計(jì)劃，為下一步做鋪墊;第二是下達(dá)切割命令;最后是記錄切割信息;才算是完成整個(gè)過(guò)程。（3）板坯跟蹤功能包含六大模塊，每個(gè)功能相互連接，分別是：第一是經(jīng)過(guò)噴印、第二是噴印結(jié)束，噴印工作完結(jié)、接著是是稱重、稱重結(jié)束就經(jīng)過(guò)熱送、之后就是下線過(guò)程。

5 功能實(shí)現(xiàn)

5.1 大包到達(dá)

大包到達(dá)完成的功能是結(jié)合澆次號(hào)和大包到達(dá)次數(shù)對(duì)應(yīng)的爐序號(hào)兩者，再參考數(shù)據(jù)表PLAN-HEAT，假如計(jì)劃存在，會(huì)獲得大包到達(dá)相對(duì)應(yīng)的爐號(hào)，結(jié)合函數(shù)并連鑄處理好;假設(shè)計(jì)劃不存在，那么不能的得到大包到達(dá)相對(duì)應(yīng)的爐號(hào)，就失敗了。結(jié)合函數(shù)把之實(shí)際信息插入表中，從而發(fā)送到爐次實(shí)際三號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù);再處理所獲得的信息。

5.2 大包開(kāi)澆

大包開(kāi)澆完成的功能是結(jié)合爐號(hào)與澆次號(hào)兩者，調(diào)用函數(shù)計(jì)算并記錄數(shù)據(jù)，例如大包開(kāi)澆重量，大包開(kāi)澆時(shí)刻等等。

5.3 大包停澆

大包停澆完成的功能是把過(guò)程所必要的時(shí)間記錄下來(lái)，整理這些信息并制成表格，例如停澆時(shí)間、預(yù)熱開(kāi)始時(shí)間等等。

5.4 混鋼判定

按照重鋼項(xiàng)目的不同要求來(lái)設(shè)計(jì)，會(huì)產(chǎn)生不同的效果。當(dāng)上一爐大包停澆之后，要記錄中間包鋼水的剩余重量，逐漸澆鑄，當(dāng)繼澆鑄的鋼水重量與中間包鋼水剩余重量相等的時(shí)候，也就是兩爐接縫點(diǎn)處的澆鑄長(zhǎng)度， 目的是完成混鋼接縫判定。

6 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)研究表明，在生產(chǎn)過(guò)程中采用跟蹤系統(tǒng)能夠時(shí)時(shí)刻刻進(jìn)行反饋，及時(shí)提供有力的、準(zhǔn)確的信息，有利于操作，所以成為了過(guò)程控制系統(tǒng)的一個(gè)很關(guān)鍵的部分。隨著技術(shù)的發(fā)展以及時(shí)代的發(fā)展，板坯連鑄自動(dòng)跟蹤控制系統(tǒng)也隨著出現(xiàn)，也被廣泛運(yùn)用，這就要求在運(yùn)用之時(shí)，應(yīng)當(dāng)要結(jié)合實(shí)際情況，做出相對(duì)應(yīng)的改變。

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