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    摘  要:為解決煉鋼廠5#連鑄機(jī)的紅外無(wú)接觸定尺系統(tǒng)受火焰切割干擾較大,切割精度不高,經(jīng)常造成鑄坯長(zhǎng)短尺的問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了PLC定尺系統(tǒng),很好地解決了定尺問(wèn)題。介紹了PLC定尺系統(tǒng)的原理以及使用效果。

　　關(guān)鍵詞: PLC　定尺　連鑄

　　0　前言

　　在連鑄生產(chǎn)中,連鑄坯要在定尺系統(tǒng)的控制下由切割設(shè)備切割成一定長(zhǎng)度的成材鑄坯。因此,定尺的準(zhǔn)確與否,將直接影響連鑄的成材率,進(jìn)而影響連鑄的經(jīng)濟(jì)效益。一個(gè)精確而穩(wěn)定的定尺系統(tǒng),不僅可以極大地提高連鑄坯的定尺合格率,還可以使生產(chǎn)順利進(jìn)行,極大地減輕切割工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

　　1　煉鋼廠5#連鑄定尺系統(tǒng)

　　煉鋼廠5#連鑄機(jī)是一臺(tái)六機(jī)六流的小方坯連鑄機(jī), 采用火焰切割系統(tǒng)以及紅外線無(wú)接觸定尺系統(tǒng)。紅外線無(wú)接觸定尺系統(tǒng)是通過(guò)攝像機(jī)攝取鑄坯圖像, 由計(jì)算機(jī)來(lái)分析圖像, 從而實(shí)現(xiàn)連鑄坯的定尺測(cè)量。這種定尺系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是切割系統(tǒng)與連鑄系統(tǒng)基本上是分離的, 定尺不受生產(chǎn)設(shè)備狀況的影響, 可以有效地避免由于拉矯系統(tǒng)打滑、堵轉(zhuǎn)等造成的長(zhǎng)短尺。它的主要缺點(diǎn)就是受外界的干擾較大。由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是根據(jù)鑄坯的亮度來(lái)確定鑄坯位置的, 所以外界的光線（例如電焊、強(qiáng)烈陽(yáng)光尤其是切割火焰） 對(duì)系統(tǒng)的影響較大, 很容易造成系統(tǒng)誤動(dòng)作。由于5#連鑄機(jī)有6 個(gè)鑄流, 采用火焰切割機(jī), 因此在生產(chǎn)定尺為216 m的鑄坯時(shí),切割火焰對(duì)紅外定尺系統(tǒng)的影響非常大, 經(jīng)常造成系統(tǒng)誤動(dòng)作而產(chǎn)生短尺鑄坯, 對(duì)生產(chǎn)的影響較大。

　　2　PLC定尺系統(tǒng)

　　211　PLC定尺系統(tǒng)的原理

　　由于5#連鑄機(jī)的定尺系統(tǒng)非常不穩(wěn)定, 給連鑄生產(chǎn)帶了不良影響, 為了解決5#連鑄機(jī)定尺問(wèn)題, 開(kāi)發(fā)了PLC定尺系統(tǒng), 很好地解決了5#連鑄機(jī)的定尺問(wèn)題。圖1是5#連鑄機(jī)拉矯機(jī)以及火焰切割機(jī)的系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。

　　5#連鑄機(jī)的拉矯系統(tǒng)是通過(guò)變頻器實(shí)現(xiàn)拉速調(diào)整的。在計(jì)算機(jī)上可以得到拉矯機(jī)變頻器的實(shí)際輸出頻率f, 因此, 電機(jī)的轉(zhuǎn)速:

　　n = 60f （1 - s） / p = kf

　　其中:

　　n: 電機(jī)轉(zhuǎn)速

　　s: 電機(jī)的轉(zhuǎn)差率, 為一常數(shù)

　　p: 電機(jī)極對(duì)數(shù), 為一常數(shù)

　　k: 常數(shù)

　　由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系, 因此可以計(jì)算出鑄坯的實(shí)際運(yùn)行速度:

　　v = k1 ×n ×3114 ×D （m /min）

　　其中:

　　k1 : 減速機(jī)的速比

　　D: 拉矯輥的周長(zhǎng), 單位: m

　　V: 鑄坯運(yùn)行速度

　　根據(jù)以上數(shù)據(jù), 在PLC程序中對(duì)時(shí)間求拉速的定積分, 就可以得到鑄坯的長(zhǎng)度:

　　L = t2/t1 vdt

　　212　系統(tǒng)修正

　　21211　PLC修正

　　在PLC系統(tǒng)中通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算得到鑄坯在任一段時(shí)間內(nèi)的長(zhǎng)度L, 但是, 在實(shí)際應(yīng)用中, 由于電機(jī)轉(zhuǎn)差率以及減速機(jī)速比的離散性, 實(shí)際定尺長(zhǎng)度Lsj與L還是有一定差距的, 因此在編制PLC程序時(shí)需要對(duì)定尺系統(tǒng)行修正, 即:

　　Lsj = K2L

　　其中:

　　Lsj : 鑄坯實(shí)際長(zhǎng)度;

　　L : 鑄坯理論長(zhǎng)度;

　　K2 : 修正系數(shù)。

　　對(duì)于其中的修正系數(shù)K2 的取值是整個(gè)系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵。由于K2 = Lsj / L 因此可以通過(guò)實(shí)測(cè)法在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出每個(gè)鑄流的K2 的值, 現(xiàn)場(chǎng)取Lsj = 5 m, 即當(dāng)鑄坯長(zhǎng)度為5 m時(shí)通過(guò)PLC程序的在線功能得到PLC定尺系統(tǒng)的理論長(zhǎng)度L 的值, 從而求出K2 的值, 由于5#連鑄機(jī)定尺的最大長(zhǎng)度為10 m, 因此取Lsj = 5 m可以保證定尺系統(tǒng)在整個(gè)定尺范圍內(nèi)達(dá)到一定的精度。

　　21212　人工修正

　　由于連鑄機(jī)實(shí)際生產(chǎn)狀況比較復(fù)雜（如拉矯輥輥徑的磨損變化） , 因此還需要人工對(duì)整個(gè)定尺系統(tǒng)進(jìn)行修正。對(duì)定尺系統(tǒng)的設(shè)定和修正是通過(guò)計(jì)算機(jī)畫(huà)面實(shí)現(xiàn)的, 輸入的參數(shù)有定尺設(shè)定值、修正值兩個(gè)參數(shù)。人工修正就是由操作員工根據(jù)切割工實(shí)測(cè)的鑄坯長(zhǎng)度在修正值輸入域內(nèi)輸入一個(gè)數(shù)值,從而實(shí)現(xiàn)修正。

　　213　實(shí)際使用效果

　　1） 定尺精度高, 可以控制在±30 mm 之內(nèi),大大提高了連鑄坯成材率;

　　2） 可以靈活方便地修改定尺長(zhǎng)度, 減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度;

　　3） 沒(méi)有增加外部設(shè)備和投資, 不僅節(jié)約了設(shè)備投資, 還真正實(shí)現(xiàn)免維護(hù), 極大地降低了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度;

　　4） 可靠性高, 即使出現(xiàn)鑄坯割不斷的情況,也能保證定尺的準(zhǔn)確性, 這是紅外定尺系統(tǒng)無(wú)法做到的。

　　3　結(jié)語(yǔ)

　　PLC定尺系統(tǒng)在煉鋼廠5#連鑄機(jī)上的應(yīng)用取得了良好的效果, 不僅有效提高了鑄坯成材率, 而且降低了設(shè)備故障率, 保證了設(shè)備的穩(wěn)定順行。