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為適應現代銅加工行業的激烈競爭，銅產品的產量和質量非常重要，而引進大錠半連鑄生產線，并配合步進爐、熱軋機生產，就體現了生產效率和產量的提高。而產品性能除通過半連鑄的熔化工藝上控制外，還在引錠系統的控制先進性和適用性上得到體現。我公司通過消化國內外先進的大錠半連鑄設備控制思想，并多方與各專家討論，自行設計與制作了黃銅錠、紫銅錠半連鑄生產線，引錠采用的是下引法。
1.引錠系統的主要外部設備及其工作原理：
此引錠系統包括鑄錠頭、結晶器、引錠平臺、引錠油缸、鑄錠小車、振動器等，其中：
?。?）鑄錠頭和結晶器安裝在鑄錠小車上，分別接受從保溫爐里倒出的銅水并通過強制水冷使其冷卻結晶，結晶器的窗口大小就是銅錠的斷面形狀；
（2）平臺在鑄錠小車下方，由引錠油缸牽引其向下移動，使結晶后的銅錠隨著引錠平臺（靠銅自身重力作用）下引，而油缸是由比例伺服閥通過PID調節控制其下引速度的，平臺上聯結有一鏈條，鏈條的另一端固定一重物，被拉緊的鏈條中間聯結一個鏈輪，在這個鏈輪軸上裝有一個絕對位置旋轉編碼器，平臺的上下移動就轉化成鏈輪的轉動，也就是轉化成了編碼器的脈沖數了，它就可轉化為引錠的長度；
?。?）振動器安裝在鑄錠小車上，是使銅在結晶前性能均勻化之用，它由一臺直流電機帶動凸輪機構產生振動，調整此電機的速度即是調整其振動頻率。
圖1
2． 控制系統的硬件構成：
我們采用西門子S7-200PLC及其擴展I/O,AS-I接口模塊，模擬量模塊，配以TD200文本顯示器等進行控制。
圖2
絕對位置旋轉編碼器，用P+F公司的AS-I形式的編碼器，通過AS-I接口模塊獲取計數數據；模擬量模塊EM235為4入/1出，其中一塊輸出接伺服閥放大器去控制伺服閥，另一塊輸出接直流驅動器（歐陸590）速度給定信號，從而控制振動器的振動頻率。
3． 系統控制思想：
?。?） TD200中文顯示及操作界面，可進行工藝參數的設定：引錠速度（mm/min）、鑄錠長度（mm）、振動頻率（HZ），顯示當前工作數據：實際引錠速度、平臺位置、鑄錠當前長度、重量，顯示當前工作狀態，全中文報警顯示等。
?。?） 通過AS-I接口模塊取得絕對位置旋轉編碼器的數據，后轉換為實際平臺位置和鑄錠長度，對其進行定時中斷處理可算出實際的引錠速度，根據設定的引錠速度進行PID調節，計算出從模擬量輸出到比例閥上的信號，從而對引錠過程形成了一個速度閉環控制。
?。?） 平臺位置或鑄錠長度的計算方法是：在平臺處于最高位置時，把編碼器計數值作為參考值，油缸帶動平臺上下移動，也帶動鏈輪上的旋轉編碼器旋轉，此計數值相對參考值就得到了鑄錠的長度值。
4． 系統的特點和優點：
?。?）為適應操作方便，在操作面板上安裝了手動/自動、快速/慢速轉換開關，可視實際情況進行相應的操作，使操作具有靈活性；
?。?）用鏈條帶動鏈輪，使直線行程轉換為旋轉的脈沖計數，而不必安裝長行程的線性位移傳感器，實現了其可行性又節約了成本；
?。?）用TD200中文顯示界面，使操作變得透明、友好，全中文報警自動前臺顯示，使故障點清晰可見、易于快速排除。
主要參考文獻：
1． 西門子S7-200系統手冊
2． 西門子TD200中文顯示器說明書
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號