移動(dòng)輥道位置檢測裝置開發(fā)及應(yīng)用

王 力

（河鋼唐鋼不銹鋼公司，河北 唐山 063000）

移動(dòng)輥道是板坯連鑄澆鑄時(shí)定尺切坯的重要設(shè)備。形式：切割竄動(dòng)輥道式，竄動(dòng)方式：液壓驅(qū)動(dòng)。輥道竄動(dòng)速度：慢速1.8m/min 、快速4.8m/min。輥道竄動(dòng)行程 ：600mm。分為切割移動(dòng)輥道的手動(dòng)竄動(dòng)操作和切割移動(dòng)輥道的自動(dòng)擺動(dòng)操作兩種模式。手動(dòng)操作時(shí)用 OS3.1 上的燈光按鈕“切下輥道移位：切割移動(dòng)輥道“向前”和“向后”燈鈕，使切割移動(dòng)輥道向前和向后竄動(dòng)。向前時(shí)應(yīng)激發(fā)相應(yīng)的電磁閥得電，使切割移動(dòng)輥道移動(dòng)直到觸發(fā)“切割輥道前進(jìn)激光開關(guān)1”。向后時(shí)應(yīng)激發(fā)相應(yīng)的電磁閥得電，使切割移動(dòng)輥道移動(dòng)直到觸發(fā)“切割輥道后退激光開關(guān)2”。

自動(dòng)模式下輥道的移動(dòng)由火焰切割機(jī)控制。觸發(fā)相應(yīng)的接近開關(guān)，電磁閥（同手動(dòng)）相應(yīng)的線圈將得電。輥道長度應(yīng)考慮到切割機(jī)整個(gè)切割范圍的長度，為了避免火焰切割輥?zhàn)蛹扒懈顣r(shí)氧化鐵落下粘到輥?zhàn)由?，?dāng)氧槍接近輥?zhàn)訒r(shí)，氧氣瞬間關(guān)閉，輥道移動(dòng)越過火焰。之后割氧接通，繼續(xù)正常切割。每個(gè)輥?zhàn)佣贾貜?fù)同樣動(dòng)作直到切割完成。但目前連鑄機(jī)移動(dòng)輥道激光開關(guān)和線路數(shù)量太多，現(xiàn)場環(huán)境惡劣導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定，影響移動(dòng)輥道正常位置檢測進(jìn)而發(fā)生切輥故障。

1 移動(dòng)輥道位置檢測裝置構(gòu)成

一種移動(dòng)輥道位置檢測裝置系統(tǒng)包括：移動(dòng)輥道4-20MA激光測距儀、移動(dòng)輥道斜反光板、鑄流PLC系統(tǒng)、液壓閥、液壓缸等組成；

其中移動(dòng)輥道4～20MA激光測距儀固定安裝在移動(dòng)輥道東側(cè)墻上；移動(dòng)輥道斜反光板固定焊接在移動(dòng)輥道前端框架上，安裝位置剛好使激光束射在移動(dòng)輥道斜反光板中心位置；激光測量距離從后位信號(hào)（南側(cè)）1.6m到前位信號(hào)（北側(cè)）2m，移動(dòng)輥道竄動(dòng)4～20MA激光測距儀通過電纜連接于鑄流PLC系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,信號(hào)范圍從5.6mA（南側(cè)）到18.4mA（北側(cè)）。

在本檢測裝置系統(tǒng)中，移動(dòng)輥道4-20MA激光測距儀（1）型號(hào)為OED106采用三線制（24V、0V、4-20MA信號(hào)）方式，電源取自中包車遠(yuǎn)程站箱，增加1A空開，信號(hào)中轉(zhuǎn)后接入到PLC的AI模板，使用KVVP3×1.5屏蔽電纜。

其中控制系統(tǒng)為鑄流PLC系統(tǒng)，采用西門子S7-400系列模塊AI模板，型號(hào)為6ES77331-7KF02-0AB0，對移動(dòng)輥道竄動(dòng)4-20MA激光測距儀信號(hào)進(jìn)行檢測采集。

連鑄移動(dòng)輥道竄動(dòng)激光定位檢測步驟如下：

（1）按圖1設(shè)計(jì)各部分連接位置。

（2）通過移動(dòng)輥道4-20MA激光測距儀：（1）固定安裝在移動(dòng)輥道東側(cè)墻上檢測固定焊接在移動(dòng)輥道前端框架上1移動(dòng)輥道斜反光板（2）的距離，判斷原限位信號(hào)，確認(rèn)火切機(jī)移動(dòng)輥道竄動(dòng)實(shí)際位置。傳輸?shù)借T流PLC系統(tǒng)（3），進(jìn)行報(bào)警、連鎖保護(hù)。

（3）編制程序，通過移動(dòng)輥道4-20MA激光測距儀（1）檢測安裝在移動(dòng)輥道前端框架上的移動(dòng)輥道斜反光板（2）距離，在PLC內(nèi)編程判斷出移動(dòng)輥道竄動(dòng)前后位置（南、北側(cè)）信號(hào)，確認(rèn)火切機(jī)移動(dòng)輥道實(shí)際位置，替代原開關(guān)連鎖點(diǎn)。

（4）移動(dòng)輥道4-20MA激光測距儀（1）斷線、超量程連鎖報(bào)警保護(hù)。

（5）移動(dòng)輥道斜反光板（2）對移動(dòng)輥道竄動(dòng)的實(shí)際位置進(jìn)行精確測量定位，利用單一斜反光板，產(chǎn)生連續(xù)的位置變量，并在程序中進(jìn)行連鎖保護(hù)。

圖1 裝置系統(tǒng)

2 效果分析

通過采用激光準(zhǔn)確定位改造，在保證原系統(tǒng)完整性的前提下，采用斷根防錯(cuò)方法，從而減少現(xiàn)場開關(guān)和線路數(shù)量，較少事故點(diǎn)，減少了現(xiàn)場惡劣環(huán)境對檢測儀表的影響；實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)輥道位置的連續(xù)位置測量，與火切機(jī)大車位置行程比較，防止由于移動(dòng)輥道位置錯(cuò)誤發(fā)生切輥故障。

消除了移動(dòng)輥道框架晃動(dòng)造成開關(guān)位置檢測信號(hào)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，采用模擬量連續(xù)測量時(shí)，如檢測距離超出范圍預(yù)先報(bào)警，達(dá)到連鎖保護(hù)、應(yīng)急處理的目的，每年可減少因中包位置檢測異常導(dǎo)致電氣事故影響，增產(chǎn)600噸，每噸利潤600元，減少設(shè)備費(fèi)用損失56000元，一年可創(chuàng)效41.6萬元。

3 結(jié)束

煉鋼連鑄設(shè)備中的移動(dòng)輥道移動(dòng)系統(tǒng)，在減少接近開關(guān)及線路數(shù)量情況下，通過移動(dòng)輥道激光測距儀檢測安裝在移動(dòng)輥道前端框架上的移動(dòng)輥道斜反光板距離，判斷南北位置信號(hào)，確認(rèn)火切機(jī)移動(dòng)輥道實(shí)際位置。

消除了激光開關(guān)和線路數(shù)量太多，現(xiàn)場環(huán)境惡劣導(dǎo)致信號(hào)不穩(wěn)定，影響移動(dòng)輥道正常位置檢測進(jìn)而發(fā)生切輥故障。消除了移動(dòng)輥道框架晃動(dòng)造成開關(guān)位置檢測信號(hào)不穩(wěn)定的問題，提高煉鋼連鑄生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性。