板坯连铸机自动控制及跟踪系统的开发

张振雨

摘 要：现代科学的进步，同时也推动了我国连续铸钢技术的高速发展，现代企业的钢厂如今大多都是运用了板坯连铸机所炼制出来的钢水。因为这一举措，使得这些企业在钢铁市场有了一定的效果。专家通过针对板坯连铸机的自动控制及优化跟踪系统，更加提高了本有的工作效率，提高了企业的竞争力。

关键词：连铸机;监控;自动化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.016

0 引言

我国唐钢一炼钢将原有的1、2号小板坯连铸机改建为一座大板坯连铸机，它在原来的基础上加大了铸坯连铸机铸坯断面和拉坯速度，更是在板坯连铸机的自动化上有所突破。该项目的实施，使得唐钢炼钢的潜能以及产能得到了充分的发挥和释放。这一实例，足以看出板坯连铸机的重要性，更加体现出如今板坯连铸机对于自动化要求的必要性。

1 连铸工艺的基本介绍

将精炼处理完成的钢水吊放在钢包回转台上，通过操作钢包盖操作机构用包盖将其盖上然后转移到浇筑模具位置，等待开始浇筑。需等待拉矫机、振动台检查全部合格后，才可以转入中间罐。注意钢包需保护套管，用氩气密封引锭杆头部。中间包转到浇筑位置，对接完成后打开钢包滑动水口，注入中间包。中间包中钢水到达一定高度和重量后，注入结晶器。通过结晶器控制检测系统运用结晶器进行电磁搅拌、振动，同时开启二冷自动控制，气水雾化进行二次冷却。用拉矫机开始拉坯。在引锭杆离开铸坯向导后，很快的被送到收纳辊道进入收纳装置存放。一次切割机处理后会将铸坯切割成为倍尺坯，做商标最后进入二次切割，根据需要的尺寸用火焰切割进行切割，最后运用运输辊道运出。选择热送、堆剁或者缓冷。

2 连铸机自动化配置和功能

（1）连铸机的自动化系统的配置。我们考虑电控设备的配备时，应该以流为单位，通过编辑程序控制器来设置各自独立的主干控制装置，防止其中某一流发生故障时，影响其他流的正常工作进度。主要干线控制装置应具备属于自己的数据总线和I/O远距离扩展总线，达到电控系统与上位计算机与仪表控制系统的数据的统一。应在除了主控室设置操作监视设备以外，还应该在其他系统操作的房间也配备操作监控设备。此外，主干装置的I/O电表，要留有多余的空间，在随着科学工艺的进步，可能会涉及到系统的变更和扩展，必须有多余系统空间，保持设备的及时跟进，紧跟潮流。启用备用主干线，主干线控制装置通常都采用冗余方式，在一套系统设备运行时，要有另一套设备处于热线备用状态，考虑到电控设备出现故障时，可以随时接上设备维持正常运转。

（2）过程监控检测器。当前情况下，检测器是连铸控制系统的重要部分，检测器提供的信号是我们通过它可以了解到设备装置的起动、减速、增速、制动、停止这些基础运行状态最简单最直接的方式。常用的检测器有：光电检测器、脉冲发生器、自整角机、接近开关、微波检测器、无线感应位置检测器、旋转式分解器等。这里我们主要探讨一下脉冲发生器，当前生产工艺中，有很多新型的检测技术，其中脉冲检测就是其中一种，研究人员通过脉冲测试来检测，给待测器件加载单个或一系列脉冲，或者给待测器件一个特定的速率加载一些已经研究的数据矢量，从而达到测试这个待测器件的性能目的。

（3）过程监控自动化系统的主要功能。通过“三电一体化”的设计思想，连铸机可以做到处理大量开关信息，并对模拟信号做出快速反应，计算机过程监控可以自动完成拉矫、浇筑平台、ASTC、结晶器振动、二次冷却、自动送入辊道等一系列操作的监控操作。然后通PLC系统完成一系列电器设备的检测。如：引锭系统、拉矫机、结晶器、辊道等。监控系统根据从现场监测的规定限位，到达一定位置后启动限位开关进行连锁控制。

3 跟踪系统的概念和设备管理

（1）跟踪系统的概念。传统意义上，连铸机的跟踪系统是指针对生产工艺在各种运转模式下的产生的跟踪值以及对连铸机产生的跟踪值对铸机达到跟踪控制、监视的效果。在生产线上的运转模式分为：准备、引送锭、保持、浇注、浇注结束等几种。跟踪系统就是将对铸机的这几种运转模式进行跟踪并计值，并根据跟踪所产生的数据值进行夹紧辊的移动、二次冷却扇形段切断阀的开、闭及碰水量改变等一些自动生产操作，从而实现连铸机生产的自动化。

（2）跟踪系统的配置。常规的跟踪系统包括：脉冲发生器的管理和各种模式下的跟踪和计数。

1）脉冲发生器的工作方式有也有两种：自动和手动方式，其方式可以通过WSA上进行切换，一般脉冲发生器有多个都同时作用于跟踪系统上，但同一时刻，只能采集一台PG的工作脉冲，另外两个并不能被采集，确保一个在不能采集也能采集到其余脉冲发生器的采集信息，也不会产生数据分析矛盾。

2）跟踪和计值是PG通過以太网和远程的I/O网络将PLC系统采集的信息集中处理后，产生事实的数据文件、趋势文件、报警记录文件等实质性文件，可以通过监控生产工艺过程和设备运行状态给予生产操作人员必要的操作指导，并对现场实施精准的控制。同时通过自动记录的故障报警记录、可以准确的看到关键设备的恢复时间，为故障和事故提供真实有力的依据和线索。此外，还备有专业的二次冷却水的参数，可以提高在线调整二次冷却配水的可行度。

4 自动化配置的优化目标

通过了解自动化配置的设备和运行模式分析，进一步提高自动化设备方面提出一些设想和追求目标，来完善业界新标准这一最终目标。针对检测器进行优化，我们应该考虑到一个发生器的三个关键性的特性：灵活性、保真性和易用性。灵活性主要体现在当我们改变一个参数，所得到的计数值也会相应的产生变化 ，当改变的参数变得更加微小，检测器仍然能得到更加精准的变化时，就是属于灵活性较强的特性。通过这个微小变化我们能更加准确的实施操作，这就是更加优化了我们自动化系统的追踪和控制。

5 结语

在当前时代背景下，各行各业对于电子技术的运用、机电一体化及其控制的应用都包含其中，在炼钢产业这个大环境中也不例外，在节省能源的前提下对产业自动化控制系统，生产系统的自动化优化是每个业界先锋都应考虑的重要问题，它有利于我国经济的发展，更有利于社会文明的进步。

参考文献：

[1]史巧敏，张长征，梅文庆，房秀锦.安钢第三炼钢厂板坯连铸机仪表自动化系统[J].冶金自动化，2010，25（34）：860-861.

[2]杨金波，谷裕.煤矿自动化设备的技术的应用极其意义[J].甘肃科技，2005（03）：131.