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    摘  要:為解決煉鋼廠5#連鑄機的紅外無接觸定尺系統(tǒng)受火焰切割干擾較大,切割精度不高,經(jīng)常造成鑄坯長短尺的問題,開發(fā)了PLC定尺系統(tǒng),很好地解決了定尺問題。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,進而影響連鑄的經(jīng)濟效益。一個精確而穩(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)順利進行,極大地減輕切割工人的勞動強度。

　　1　煉鋼廠5#連鑄定尺系統(tǒng)

　　煉鋼廠5#連鑄機是一臺六機六流的小方坯連鑄機, 采用火焰切割系統(tǒng)以及紅外線無接觸定尺系統(tǒng)。紅外線無接觸定尺系統(tǒng)是通過攝像機攝取鑄坯圖像, 由計算機來分析圖像, 從而實現(xiàn)連鑄坯的定尺測量。這種定尺系統(tǒng)的優(yōu)點是切割系統(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)等造成的長短尺。它的主要缺點就是受外界的干擾較大。由于計算機系統(tǒng)是根據(jù)鑄坯的亮度來確定鑄坯位置的, 所以外界的光線（例如電焊、強烈陽光尤其是切割火焰） 對系統(tǒng)的影響較大, 很容易造成系統(tǒng)誤動作。由于5#連鑄機有6 個鑄流, 采用火焰切割機, 因此在生產(chǎn)定尺為216 m的鑄坯時,切割火焰對紅外定尺系統(tǒng)的影響非常大, 經(jīng)常造成系統(tǒng)誤動作而產(chǎn)生短尺鑄坯, 對生產(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#連鑄機定尺問題, 開發(fā)了PLC定尺系統(tǒng), 很好地解決了5#連鑄機的定尺問題。圖1是5#連鑄機拉矯機以及火焰切割機的系統(tǒng)簡圖。

　　5#連鑄機的拉矯系統(tǒng)是通過變頻器實現(xiàn)拉速調(diào)整的。在計算機上可以得到拉矯機變頻器的實際輸出頻率f, 因此, 電機的轉(zhuǎn)速:

　　n = 60f （1 - s） / p = kf

　　其中:

　　n: 電機轉(zhuǎn)速

　　s: 電機的轉(zhuǎn)差率, 為一常數(shù)

　　p: 電機極對數(shù), 為一常數(shù)

　　k: 常數(shù)

　　由于電機的轉(zhuǎn)速與電源頻率有著嚴格的對應(yīng)關(guān)系, 因此可以計算出鑄坯的實際運行速度:

　　v = k1 ×n ×3114 ×D （m /min）

　　其中:

　　k1 : 減速機的速比

　　D: 拉矯輥的周長, 單位: m

　　V: 鑄坯運行速度

　　根據(jù)以上數(shù)據(jù), 在PLC程序中對時間求拉速的定積分, 就可以得到鑄坯的長度:

　　L = t2/t1 vdt

　　212　系統(tǒng)修正

　　21211　PLC修正

　　在PLC系統(tǒng)中通過數(shù)學(xué)計算得到鑄坯在任一段時間內(nèi)的長度L, 但是, 在實際應(yīng)用中, 由于電機轉(zhuǎn)差率以及減速機速比的離散性, 實際定尺長度Lsj與L還是有一定差距的, 因此在編制PLC程序時需要對定尺系統(tǒng)行修正, 即:

　　Lsj = K2L

　　其中:

　　Lsj : 鑄坯實際長度;

　　L : 鑄坯理論長度;

　　K2 : 修正系數(shù)。

　　對于其中的修正系數(shù)K2 的取值是整個系統(tǒng)能否正常工作的關(guān)鍵。由于K2 = Lsj / L 因此可以通過實測法在生產(chǎn)現(xiàn)場測出每個鑄流的K2 的值, 現(xiàn)場取Lsj = 5 m, 即當(dāng)鑄坯長度為5 m時通過PLC程序的在線功能得到PLC定尺系統(tǒng)的理論長度L 的值, 從而求出K2 的值, 由于5#連鑄機定尺的最大長度為10 m, 因此取Lsj = 5 m可以保證定尺系統(tǒng)在整個定尺范圍內(nèi)達到一定的精度。

　　21212　人工修正

　　由于連鑄機實際生產(chǎn)狀況比較復(fù)雜（如拉矯輥輥徑的磨損變化） , 因此還需要人工對整個定尺系統(tǒng)進行修正。對定尺系統(tǒng)的設(shè)定和修正是通過計算機畫面實現(xiàn)的, 輸入的參數(shù)有定尺設(shè)定值、修正值兩個參數(shù)。人工修正就是由操作員工根據(jù)切割工實測的鑄坯長度在修正值輸入域內(nèi)輸入一個數(shù)值,從而實現(xiàn)修正。

　　213　實際使用效果

　　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度, 減輕了工人的勞動強度;

　　3） 沒有增加外部設(shè)備和投資, 不僅節(jié)約了設(shè)備投資, 還真正實現(xiàn)免維護, 極大地降低了維修人員的勞動強度;

　　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)無法做到的。

　　3　結(jié)語

　　PLC定尺系統(tǒng)在煉鋼廠5#連鑄機上的應(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。