plc在板坯连铸机自动化控制系统中应用研究

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1、PLC在板坯连铸机自动化控制系统中应用研究　　摘要：随着板坯连铸技术的提高，自动化控制技术的要求也越来越高。PLC自动化控制系统的应用对连铸机铸坯质量、生产效率以及产量等方面起着非常重要的作用。而且不同的连铸机结晶器液位控制原理是基本相同的，所以通过PLC自动化控制系统的应用不但能有效的提高结晶液位器的控制精准度，其本身还具有反应迅速快、性能可靠等优点。关键词：连铸机；结晶器；PLC；自动化控制中图分类号：F416文献标识码：A文章编号：6连铸自动化水平的提高，直接关系到铸坯质量、连铸机的劳动生产率，对连铸机的金属收得率起着非

2、常重要的作用。提高产品的市场竞争力并与世界接轨，是世界冶金生产的发展方向。因此，实现PLC自动控制系统在连铸生产过程中至关重要。结晶器液位控制是连铸生产中的重要环节。稳定的液位有使铸坯初期坯壳生成，提高凝固坯壳生长的均匀性，有助于液相穴内的杂物上浮，降低铸坯纵裂纹指数，减少表面夹渣，对提高铸坯质量起到很大的作用。同时也大大减少连铸机生产中的拉漏、溢钢等事故。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC控制特别是在顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的。一、板坯连铸技术概述连续浇

3、铸液体金属的概念起源于100多年前的德国。其他国家随后就陆续开始进行了研究和试验。国际能源危机的发生，促进了连续铸钢技术的快速发展。所谓的板坯连铸技术，是一种应用于钢铁铸件中的技术，也可以把板坯称为连续铸钢。简单地说就是将融化的高温铁水浇铸到有固定形板坯状、有规格尺寸的模具中,使其连续不断地浇铸成型的生产过程。板坯连铸技术的优越性：(1)提高了钢铁的综合成材率,使材料损耗板坯比例减小；(2)降低能源消耗量；(3)生产出的产品质量高,均匀；(4)更板坯容易实现机械自动化；(5)占地面积小,生产周期快,吨坯成本低。这些板坯优越性成

4、功地在钢铁工业中应用,使整个钢铁工业发生了极大板坯的变化。二、板坯连铸机的种类6连铸机按照板坯不同的标准有着不同的分类,下面就分类做以简单的说明：(1)板坯按连铸机的机型分类：有立式的、水平式的、轮带式的等;(2)板坯按连铸机的功能分类：浇铸板坯式、浇铸方坯式、板方坯复合式等;(3)板坯按连铸机使用钢种分类：特殊钢连铸机、不锈钢板坯连铸机、合板坯金钢板坯连铸机等;(4)按断面形状分类：板坯连铸机、方坯连铸机、板坯圆坯连铸机等。三、PLC在板坯连铸机自动控制中的应用1、自动控制系统设计结晶器内的液位控制采用流量控制，通过调节中间

5、包裹棒与水口之间的缝隙控制钢水流量，以达到控制结晶器内液位目的。控制器设计为串级控制，共有两个控制器，包括塞棒开度控制和液位控制两个控制环，其中开度环采用P控制器，塞棒位置传感器检测塞棒的实际位置，通过控制器控制液压缸的伺服阀从而控制塞棒位置。液位控制采用PID控制器，将液位检测信号反馈到液位控制器，经调节算法进行运算，得到塞棒调节的位移量，再将位置量传送到开度P控制器。P控制器最终输出信号控制比例阀。开度按制作为内环，液位作为主控制器，这种控制器结构能够改善系统的动态特性，提高系统的工作频率。2、自动控制系统构成连铸机的自动

6、控制系统由公用PLC、流用PLC、液位PLC、火切机PLC、电磁搅拌PLC组成。液位PLC的控制是在正常浇钢条件的情况下，为每个流的液位和拉速控制。6连铸机共有两台中包车，可以一台浇铸，另一台预热准备。中包车的塞捧由电动缸驱动升降，调节塞棒与水口的间隙。控制系统主要由PLC、组态软件、及液位检测、液压系统等组成。检测元件包括，结晶器液位检测部分，镭目公司提供的Cs-137检测仪及前端处理柜，前端处理带有滤波及平滑算法，信号转换为4-20mA；塞棒位置检测传感器等。每流包括铸流及液位PLC各一套。两个中间包车的液位由一套PLC控

7、制，采用西门子的S7-300系列PLC，铸流PLC采用西门子S7-400。S7-300与流PLC通过Profibus-DP网进行通信，编程环境为西门子Step7。电动缸系统机构包括紧急阀门，手自动切换阀，液压伺服阀，液压缸等。Intouch上位机软件用于实现过程显示，液位及参数设定，过量报警处理级当前趋势及历史趋势显示等功能。3、自动控制工艺过程液位控制系统的工作模式分为手动模式，自动模式及自动开始浇铸方式。浇铸前中包车在停止位，通过人工检查并安装，对传感器、电动缸等机构进行测试，检测系统是否正常。一切正常后，将中包车开到浇铸

8、位准备浇钢并查看塞棒位置，检查完成后即开始浇铸。开始浇钢后，人工撬杠塞棒并手动调整钢水液位，控制液位在一定范围内；待液位平稳恒定并出现自动液位投入信号，浇钢工切换到自动方式。此后，系统将按照设定值自动调节。浇钢工可以通过按钮调节液位设定值。6当然，系统也可以自动开浇，开始时大