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　　為適應(yīng)現(xiàn)代銅加工行業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)，銅產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量非常重要，而引進(jìn)大錠半連鑄生產(chǎn)線，并配合步進(jìn)爐、熱軋機(jī)生產(chǎn)，就體現(xiàn)了生產(chǎn)效率和產(chǎn)量的提高。而產(chǎn)品性能除通過半連鑄的熔化工藝上控制外，還在引錠系統(tǒng)的控制先進(jìn)性和適用性上得到體現(xiàn)。我公司通過消化國內(nèi)外先進(jìn)的大錠半連鑄設(shè)備控制思想，并多方與各專家討論，自行設(shè)計(jì)與制作了黃銅錠、紫銅錠半連鑄生產(chǎn)線，引錠采用的是下引法。
　　
　　1.引錠系統(tǒng)的主要外部設(shè)備及其工作原理：

　　此引錠系統(tǒng)包括鑄錠頭、結(jié)晶器、引錠平臺(tái)、引錠油缸、鑄錠小車、振動(dòng)器等，其中：

　　（1）鑄錠頭和結(jié)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(qiáng)制水冷使其冷卻結(jié)晶，結(jié)晶器的窗口大小就是銅錠的斷面形狀；

　　（2）平臺(tái)在鑄錠小車下方，由引錠油缸牽引其向下移動(dòng)，使結(jié)晶后的銅錠隨著引錠平臺(tái)（靠銅自身重力作用）下引，而油缸是由比例伺服閥通過PID調(diào)節(jié)控制其下引速度的，平臺(tái)上聯(lián)結(jié)有一鏈條，鏈條的另一端固定一重物，被拉緊的鏈條中間聯(lián)結(jié)一個(gè)鏈輪，在這個(gè)鏈輪軸上裝有一個(gè)絕對(duì)位置旋轉(zhuǎn)編碼器，平臺(tái)的上下移動(dòng)就轉(zhuǎn)化成鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，也就是轉(zhuǎn)化成了編碼器的脈沖數(shù)了，它就可轉(zhuǎn)化為引錠的長(zhǎng)度；

　　（3）振動(dòng)器安裝在鑄錠小車上，是使銅在結(jié)晶前性能均勻化之用，它由一臺(tái)直流電機(jī)帶動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)，調(diào)整此電機(jī)的速度即是調(diào)整其振動(dòng)頻率。

圖1

　　2． 控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成：

　　我們采用西門子S7-200PLC及其擴(kuò)展I/O,AS-I接口模塊，模擬量模塊，配以TD200文本顯示器等進(jìn)行控制。

圖2

　　絕對(duì)位置旋轉(zhuǎn)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(jì)數(shù)數(shù)據(jù)；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(qū)動(dòng)器（歐陸590）速度給定信號(hào)，從而控制振動(dòng)器的振動(dòng)頻率。
　　
　　3． 系統(tǒng)控制思想：

　　（1） TD200中文顯示及操作界面，可進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)定：引錠速度（mm/min）、鑄錠長(zhǎng)度（mm）、振動(dòng)頻率（HZ），顯示當(dāng)前工作數(shù)據(jù)：實(shí)際引錠速度、平臺(tái)位置、鑄錠當(dāng)前長(zhǎng)度、重量，顯示當(dāng)前工作狀態(tài)，全中文報(bào)警顯示等。

　　（2） 通過AS-I接口模塊取得絕對(duì)位置旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)據(jù)，后轉(zhuǎn)換為實(shí)際平臺(tái)位置和鑄錠長(zhǎng)度，對(duì)其進(jìn)行定時(shí)中斷處理可算出實(shí)際的引錠速度，根據(jù)設(shè)定的引錠速度進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，計(jì)算出從模擬量輸出到比例閥上的信號(hào)，從而對(duì)引錠過程形成了一個(gè)速度閉環(huán)控制。

　　（3） 平臺(tái)位置或鑄錠長(zhǎng)度的計(jì)算方法是：在平臺(tái)處于最高位置時(shí)，把編碼器計(jì)數(shù)值作為參考值，油缸帶動(dòng)平臺(tái)上下移動(dòng)，也帶動(dòng)鏈輪上的旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)，此計(jì)數(shù)值相對(duì)參考值就得到了鑄錠的長(zhǎng)度值。
　　
　　4． 系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）為適應(yīng)操作方便，在操作面板上安裝了手動(dòng)/自動(dòng)、快速/慢速轉(zhuǎn)換開關(guān)，可視實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的操作，使操作具有靈活性；

　　（2）用鏈條帶動(dòng)鏈輪，使直線行程轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)的脈沖計(jì)數(shù)，而不必安裝長(zhǎng)行程的線性位移傳感器，實(shí)現(xiàn)了其可行性又節(jié)約了成本；

　　（3）用TD200中文顯示界面，使操作變得透明、友好，全中文報(bào)警自動(dòng)前臺(tái)顯示，使故障點(diǎn)清晰可見、易于快速排除。

　　主要參考文獻(xiàn)：

　　1． 西門子S7-200系統(tǒng)手冊(cè)

　　2． 西門子TD200中文顯示器說明書