板坯連鑄送引錠及開澆跟蹤系統(tǒng)分析

李志云

（新余鋼鐵集團(tuán)有限公司數(shù)智化部，江西 新余 338000）

0 引言

二鋼廠3#板坯連鑄機(jī)驅(qū)動(dòng)輥抬壓傳動(dòng)及壓力值的切換是通過鑄流液壓閥臺(tái)傳動(dòng)其控制是鑄流PLC（西門子CPU416）控制，驅(qū)動(dòng)輥傳動(dòng)采用S120 變頻器傳動(dòng)其控制是鑄流PLC 控制[1]。送引錠、澆鑄、出尾坯時(shí)引錠桿及熱坯在扇形段的位置是PLC 通過DP 網(wǎng)采集對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)輥傳動(dòng)的變頻器的反饋速度經(jīng)過運(yùn)算得來，然后把送引錠、澆鑄、出尾坯時(shí)引錠桿及熱坯在扇形段的位置與扇形段的固定位置進(jìn)行比較控制驅(qū)動(dòng)輥的抬壓及壓力值的切換。

1 送引錠桿及開澆時(shí)引錠桿位置和熱坯長度的運(yùn)算

1.1 變頻器的速度反饋值轉(zhuǎn)換為實(shí)際值程序

在鑄流PLC 功能FC520 中寫入反饋值轉(zhuǎn)換為實(shí)際值程序，其運(yùn)算過程：把采集的變頻器速度反饋值轉(zhuǎn)換為實(shí)型，除以變頻器工程值16384 再乘以系數(shù)2.5。在鑄流PLC 的功能代碼FC685 中用實(shí)參代替形參的FC520 的封裝形式和分別用于各段驅(qū)動(dòng)輥電機(jī)線速度轉(zhuǎn)換的調(diào)用。

1.2 熱坯長度的運(yùn)算

1.2.1 送引錠或檢測模式時(shí)采集電機(jī)線速度

當(dāng)坯頭位置小于等于6943mm 時(shí)，采集第2 段上輥電機(jī)線速度?；虍?dāng)坯頭位置大于6943mm 時(shí)第4 段上輥電機(jī)及其變頻器出現(xiàn)故障也采集第2 段上輥電機(jī)線速度；當(dāng)坯頭位置大于6943mm 采集第4 段上輥電機(jī)線速度或當(dāng)坯頭位置小于等于6943mm 時(shí)第2 段上輥電機(jī)及其變頻器出現(xiàn)故障也采集第4 段上輥電機(jī)線速度。當(dāng)坯頭位置小于等于6943mm 時(shí)第2 段和第4段上輥電機(jī)及其變頻器同時(shí)出現(xiàn)故障可采集第3 段上輥電機(jī)線速度。當(dāng)坯頭位置大于等于11311mm 時(shí)采集第8、4、2 段上輥電機(jī)線速度。當(dāng)坯頭位置大于等于20838mm 時(shí)采集第12、8、4、2 段上輥電機(jī)線速度。當(dāng)坯頭位置大于等于31098mm 時(shí)采集第16、12、8、4、2 段上輥電機(jī)線速度[2]。

1.2.2 澆鑄或出尾坯模式時(shí)采集電機(jī)線速度

當(dāng)坯頭位置大于等于41318mm，采集第16 段上輥電機(jī)線速度?；虻?6 段上輥電機(jī)的變頻器報(bào)故障則采用第12 段上輥電機(jī)線速度或第12、16 段上輥電機(jī)的變頻器同時(shí)報(bào)故障時(shí)則可采用第15 段上輥電機(jī)線速度。當(dāng)坯頭位置小于等于31098mm 采集第16、12 段上輥電機(jī)線速度；當(dāng)坯頭位置小于等于20838mm 采集第16、12、8 段上輥電機(jī)線速度；當(dāng)坯頭位置小于等于11311mm 采集第16、12、8、4 段上輥電機(jī)線速度；當(dāng)坯頭位置小于等于6943mm 采集第16、12、8、4、2 段上輥電機(jī)線速度。

1.3 運(yùn)行長度的運(yùn)算

Ln=V/3*10+Ln-1。

其中：Ln——引錠桿頭部或熱坯頭部（DB800.DBD0）位置也就是線速度計(jì)算出長度后再進(jìn)行累加；Ln——引錠桿頭部或熱坯頭部的前一次位置或初始值（送引錠初始值是41318mm，開澆及出尾坯初始值是400mm）；V——對(duì)應(yīng)電機(jī)線速度（送引錠時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)為負(fù)值、拉鋼時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)為正值）；V/3*10——線速度除以3 再乘以10，該運(yùn)算程序再通過循環(huán)中斷組織塊OB34 調(diào)用可計(jì)算出60s 所行走的長度；n——次數(shù)（每200ms 一次）。運(yùn)算程序?qū)懺阼T流PLC 的功能代碼FC522 中，通過循環(huán)中斷組織塊OB34 調(diào)用，每隔200ms 對(duì)功能代碼FC522 的程序激活一次。

2 驅(qū)動(dòng)輥抬壓控制及pH 壓和PC 壓切換

鑄機(jī)的概述：鑄機(jī)長度是44.913m，鑄機(jī)有結(jié)晶器、垂直段、彎曲段、扇形段組成，扇形段由16 段組成，每段7 對(duì)輥，中間那對(duì)為驅(qū)動(dòng)輥，驅(qū)動(dòng)輥通過驅(qū)動(dòng)輥壓下油缸，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輥的壓下和升起；扇形段分為五種不同的扇形段，分別為弧形段1～3 段，弧形段4～7 段，矯直段8 段，矯直段9 段和水平段10～16 段。

2.1 位置說明

位置說明如表1 所示。

表1 位置說明

2.2 抬壓點(diǎn)位置

PointA：送引定時(shí)DB800.DBD0 的值加11900mm為距離引錠桿尾部500mm 的位置，在澆鑄時(shí)DB800.DBD0 的值加11900mm 為距離引錠桿尾部100mm 的位置（澆鑄時(shí)DB800.DBD0 的起始值是400mm），引錠桿的長度是12400mm。

PointB：送引定時(shí)DB800.DBD0 的值加2500mm 為距離引錠桿頭部2500mm 的位置，在澆鑄時(shí)DB800.DBD0的值加2500mm 為距離引錠桿頭部2900mm 的位置。

PointC：澆鑄或出尾坯時(shí)DB800.DBD0 的值減400mm 為熱坯頭部位置。

PointD：澆鑄時(shí)因尾坯位置為零，所以澆鑄時(shí)PointD 為固定值200mm，出尾坯時(shí)DB800.DBD8 的值加200mm 為距離熱坯尾部600mm。

2.3 驅(qū)動(dòng)輥抬壓控制及pH 壓和PC 壓切換程序概述

驅(qū)動(dòng)輥抬壓控制及pH 壓和PC 壓切換程序封裝在功能塊FB1000 中，通過各驅(qū)動(dòng)輥的背景數(shù)據(jù)塊調(diào)用，在功能代碼FC680 中為功能塊FB1000 提供數(shù)據(jù)，輸入給功能塊FB1000；從功能塊FB1000 中輸出數(shù)據(jù)結(jié)果執(zhí)行對(duì)應(yīng)各驅(qū)動(dòng)輥程序中的命令。功能塊FB1000 中的程序概述：Network1：不在檢測、維護(hù)模式下確認(rèn)引錠桿的PointA、PointB 的位置；Network2：不在維護(hù)模式下確認(rèn)熱坯的PointC、PointD 的位置；Network3：在檢測模式下確認(rèn)引錠桿的PointA、PointB 的位置；Network4：在送引錠桿模式或檢測模式或保持模式下沒有保持使能或保持模式下帶有保持使能，在PointB 大于某段所在的位置和PointA 大于該段的位置時(shí)用的是PC1 壓壓下；Network5：在送引錠或檢測模式下PointA 小于某段位置或PointB 大于某段位置時(shí)第一種驅(qū)動(dòng)輥方式抬起；或在澆鑄或保持沒有保持使能或尾坯模式時(shí)PointA 小于某段位置時(shí)用PC2 壓抬起；Network6：在澆鑄模式或尾坯模式時(shí)PointA 大于某段的位置和PointB 小于該段的位置時(shí)用的是PC3 壓壓下；Network7：在澆鑄或尾坯或保持沒有使能下PointB 大于某段位置和PointC 小于該段位置用PC4 壓抬起；Network8：在澆鑄模式或尾坯模式和沒有保持使能情況下，PointC 大于某段的位置和PointD 小于某段的位置時(shí)用的是pH1 壓壓下；Network9：在尾坯模式下PointD 大于某段的位置時(shí)用pH2壓抬起；Network10：在尾坯模式下坯尾的位置大于某段位置時(shí)用PC5 壓抬起；Network12：在送引錠或檢測或保持或保持沒有保持使能下引錠桿頭部的位置大于等于某段位置時(shí)用PC7 壓抬起；Network13、14、15、16：驅(qū)動(dòng)輥抬起壓下命令；Network17、18：PC 壓力值、pH 壓力值命令。

2.4 簡述自動(dòng)送引錠桿跟蹤過程

自動(dòng)送引錠條件準(zhǔn)備好，當(dāng)操作臺(tái)下把PointB 送進(jìn)扇形段第16 段驅(qū)動(dòng)輥下（第16 段驅(qū)動(dòng)輥位置43818mm），通知主控送引錠，主控人員在上位機(jī)點(diǎn)擊“啟動(dòng)送引錠”按鍵啟動(dòng)送引錠[3-4]，這時(shí)程序中把41318mm 賦值給引錠頭部位置，扇形段1～15 驅(qū)動(dòng)輥全部用第一種方式或第五種方式PC 壓力值抬起，同時(shí)啟動(dòng)扇形段驅(qū)動(dòng)輥電機(jī)送引錠反轉(zhuǎn)，V 為負(fù)值，V/3*10 也為負(fù)值，引錠頭部位置從起始值41318mm 開始減小，PointB 的值減小，當(dāng)PointB 的值小于第16 段驅(qū)動(dòng)輥位置，PointA 大于第16 段驅(qū)動(dòng)輥位置時(shí)，第16 段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式PC 壓力值壓下。當(dāng)PointB 的值小于第15 段驅(qū)動(dòng)輥位置，PointA 大于第15 段驅(qū)動(dòng)輥位置時(shí)，第15 段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式PC 壓力值壓下。當(dāng)PointB 的值小于第14 段驅(qū)動(dòng)輥位置，PointA 大于第14段驅(qū)動(dòng)輥位置時(shí)第14 段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式壓下用PC 壓力值壓下。當(dāng)PointB 的值小于第13 段驅(qū)動(dòng)輥位置，PointA 大于第13 段驅(qū)動(dòng)輥位置時(shí)第13 段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式壓下用PC 壓力值壓下。這時(shí)引錠桿再往上送1735mm 以上，PointA 小于第16 段驅(qū)動(dòng)輥位置，第16 段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式PC 壓力值抬起。由此循環(huán)往復(fù)地引錠桿往上送，一直到引錠桿頭部位置減到395～2000mm 之間自動(dòng)轉(zhuǎn)保持模式并置位，這時(shí)第1 段驅(qū)動(dòng)輥、第2 段驅(qū)動(dòng)輥、第3 段驅(qū)動(dòng)輥、第4 段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式PC 壓力值壓下，PointB 的值小于這1～4段驅(qū)動(dòng)輥位置，PointA 大于1～4 段驅(qū)動(dòng)輥位置時(shí)，1～4段段驅(qū)動(dòng)輥壓下用第一種方式壓下用PC 壓力；第5 段驅(qū)動(dòng)輥至第16 段驅(qū)動(dòng)輥全部抬起用PC 壓力，然后在保持模式下點(diǎn)動(dòng)送引錠，當(dāng)引錠桿頭部位置送到離結(jié)晶器口500mm 左右的位置，這時(shí)引錠頭部位置大概在310mm 左右，1～3 段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式PC 壓力值壓下，第四段驅(qū)動(dòng)輥用第一種方式PC 壓力值抬起。自動(dòng)送引錠結(jié)束，工作模式在保持模式下，扇形段1～3 段驅(qū)動(dòng)輥在壓下狀態(tài)，扇形段4～16 段驅(qū)動(dòng)輥在抬起狀態(tài)，壓力值全是PC 壓力值，澆鋼工塞引錠準(zhǔn)備開澆。

2.5 簡述自動(dòng)開澆跟蹤過程

自動(dòng)開澆條件準(zhǔn)備好，在懸臂操作箱按“啟動(dòng)開澆”按鈕，這時(shí)程序中把400mm 賦值給坯頭位置，同時(shí)扇形段1～16 段驅(qū)動(dòng)輥正轉(zhuǎn)，V 為正值，V/3*10 也為正值，坯頭位置從起始的值400mm 開始增加[5]。當(dāng)PointA大于第4 段驅(qū)動(dòng)輥位置和PointB 小于第4 段驅(qū)動(dòng)輥位置時(shí)第4 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿繼續(xù)往下拉2351mm 以上第5 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉2053mm 以上第1 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉300mm 以上第6 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉330mm 以上第2 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉372mm 以上PointC 進(jìn)入第1段驅(qū)動(dòng)輥，考慮到熱坯在1～3 段區(qū)間沒有完全凝固，在澆鑄模式或尾坯模式或保持模式中把第三種方式pH壓力值壓下斷開，所以第1 段驅(qū)動(dòng)輥任保持抬起狀態(tài)。熱坯及引錠桿往下拉1649mm 以上第7 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉107mm以上第3 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉372mm 以上PointC 進(jìn)入第2 段驅(qū)動(dòng)輥，但第2 段驅(qū)動(dòng)輥任保持抬起狀態(tài)。熱坯及引錠桿往下拉1868mm 以上，第4 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉127mm 以上，第8 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉133mm 以上PointC 進(jìn)入第3 段驅(qū)動(dòng)輥，但第3 段驅(qū)動(dòng)輥任保持抬起狀態(tài)。熱坯及引錠桿往下拉1240mm以上PointC 進(jìn)入第4 段驅(qū)動(dòng)輥用第三種方式pH 壓力值壓下，在澆鑄模式或尾坯模式下PointC 大于第4 段驅(qū)動(dòng)輥位置和PointD 小于第4 段驅(qū)動(dòng)輥位置時(shí)第三種方式pH 壓力值壓下。熱坯及引錠桿繼續(xù)往下拉751mm以上第5 段驅(qū)動(dòng)輥用第二種方式PC 壓力值抬起。循環(huán)往復(fù)，直到PointC 值大于第16 段驅(qū)動(dòng)輥位置以上，第16 段驅(qū)動(dòng)輥用第三種方式pH 壓力值壓下。隨后引錠桿出扇形段，扇形段1～3 段驅(qū)動(dòng)輥處于PC 壓力值抬起狀態(tài)，4～16 段驅(qū)動(dòng)輥處于pH 壓力值壓下狀態(tài)。自動(dòng)跟蹤開澆結(jié)束，澆鑄繼續(xù)。

3 結(jié)語

板坯連鑄機(jī)送引錠及開澆跟蹤系統(tǒng)是板坯連鑄機(jī)鑄流PLC 程序中的核心部分，其程序邏輯運(yùn)算復(fù)雜，結(jié)構(gòu)緊湊；對(duì)板坯連鑄機(jī)送引錠及開澆跟蹤系統(tǒng)的深入分析，能更深入地學(xué)習(xí)板坯連鑄機(jī)工業(yè)自動(dòng)化控制，提高板坯連鑄機(jī)工業(yè)自動(dòng)化控制的維護(hù)能力。