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1、结晶器液位控制在西宁特钢连铸机的设计与应用 结晶器液位控制在西宁特钢连铸机的设计与应用 摘 要 连铸机铸坯时,不同的规格具有不同的截面,现今,西宁特钢在截面为170mm×170mm和250 mm×250 mm的方坯连铸机上,已经成功的应用了结晶器液位自动控制。但在截面为410mm×530mm的大方坯连铸机上,自动控制的应用效果并不理想,利用手动开浇的钢坯质量比拟差,为了有效的改善这一问题,在借鉴和吸收国外优秀经验的根底上,进行了连铸机结晶器液位控制系统设计与应用研究。 【关键词】连铸机 结晶器 液位控制 之所以要实现自动化,除了顺应时代开展的要求,还在于改善钢坯的

2、质量。通过自动化,有效的将人力减少,使得生产过程受到人为因素的干扰降低,而且相关的操作人员工作强度也得到了有效的降低,在提高质量的根底上做到了小投入、大产出。目前,国内的连铸机大多数未应用结晶器液位自动控制,尽管国外已经开展的比拟先进,但是引进费用高昂,由此就有了结晶器液位控制系统的设计与应用研究。 1 连铸机结晶器液位控制系统的方案设计 1.1 控制系统的设计要求 在设计控制系统时,要充分的考虑生产现场的实际情况,并据此制定相应的设计要求。控制系统设计有一定的技术指标,设计时要严格的依据指标来进行;在系统中应该具备三种操作功能,手动、自动及半自动,同时还要保证手动与自动之间能够实现快速切换;

3、首先使用手动开浇,之后再变换为自动连续浇筑,实现液面自动调节;系统要具备极强的稳定性,即使出现液位波动,也能快速的恢复稳定状态;出现溢钢漏钢情况时,系统要能紧急关闭。 1.2 控制系统控制原理 控制系统由多个组成局部组成,在实现结晶器液位闭环自动控制时,采用了放射性同位素检测技术、高精度数字液压缸技术。在对结晶器液位进行检测时,利用了放射性同位素检测装置,通过Cs137传感器将高度信号传递出来并转换为电流信号,转换完成之后传送到PLC中央控制单元,PLC对其进行处理之后得到测量值,比照测量值与系统设定值,经过相应的运算及转换之后将数字信号输出,最终实现控制钢水流量,保证结晶器液位的稳定性。 1

4、.3 控制系统工艺实现描述 1.3.1系统工作模式 系统工作模式包括三种:手动模式、自动模式、半自动模式,这三种模式通过现场操作箱上的模式选择开关来设定。模式开关有手动、点动及自动三种,分别对应手动模式、半自动模式及自动模式,在手动模式下,工作人员利用撬杠来控制和调节塞棒的位置,在半自动模式下,塞棒的位置由操作箱上按钮来进行调节,在自动模式下,通过控制系统来调节塞棒的位置。无论是在何种模式下,结晶器液位值都可以得到系统实时的反应。 1.3.2液位上、下限报警 液位限制信号分为四种:自动允许上、下限,液位报警上、下限,溢钢、漏钢。当系统处于正常模式时,限制信号处于自动允许上、下限范围内,并且此时

5、的液位检测仪和塞棒均处于正常的状态,这时,如果系统是液位上、下限报警信号,不会影响系统的正常工作,但如果是溢钢、漏钢信号,那么塞棒就会立即被系统关闭,只有返回手动模式,系统才能再次正常工作。 1.3.3塞棒半自动控制 当系统处于半自动模式时,可以实现塞棒半自动控制,其他两种模式无效。 1.3.4液位设定 在上位机系统中,进行液位设定,当系统得电后会自动设定缺省值,在进行液位控制调节时,缺省值就是调节时参照的基准值。 1.3.5自动允许 系统开浇时,结晶器内无钢水,液位检测值低于下限和漏钢限值,这时系统不允许进入自动模式,但是当液位高度接近限定值时,系统就会自动允许进入自动模式。 1.3.6急停

6、 当出现溢钢漏钢信号时,塞棒将会被系统自动关闭,操作箱上的急停按钮也可以实现关闭塞棒。 2 连铸机结晶器液位控制系统的实现与应用 2.1 控制系统硬件设计 控制系统硬件设计可从两个方面进行:第一,上位机系统配置,所谓上位机,是指处在工业控制中较高层次的计算机,主要是对现场设备的运行状态进行监控,一般来说,在集散控制系统中,计算机分为两种级别,上位机和下位机,上位机直接与现场设备相关联,而且下位机要受到上位机的控制。在结晶器液位控制系统中,上位机是指连铸控制室里的工控机,下位机是指PLC,上位机具备三大系统功能:通信、数据存储、数据输出;第二,PLC原理,PLC中包含硬件系统和软件系统。 2.2

7、 控制系统软件设计 下位机中包含软件系统,在进行软件开发时利用了STEP7。STEP7是一个软件包,PLC用户用其进行应用程序开发,在进行程序编制时不但有三种方法可供选择,而且相比照拟简单,并且具备结构层次清晰、易于修改、简化调试等优点,应用比拟广泛。上位机软件系统是数据采集监控系统的软件平台工具,在进行软件设计时,利用了WinCC软件进行开发。 2.3 系统实现及应用研究 结晶器液位控制系统设计完成之后,将其应用在了西宁特钢三炼分厂2#大方坯连铸机上。在连铸机生产的过程中,干扰液位稳定性的因素比拟多,通过该系统的控制和调节,液位在出现波动之后很快恢复稳定,进而使生产出来的钢坯更为符合要求。 3 结论 在连铸机生产的过程中,液位是非常重要的参数,液位的稳定性对钢坯生产质量具有极大的影响,因此,通过结晶器液位控制系统的设计及研究,有效的实现了液位自动控制,保证了液位的稳定性,并且即使出现干扰也能迅速恢复稳定,从而有效地保证了连铸机生产的质量,同时,生产出来的钢坯具有更为优质的质量。 参考文献 【1】李奕,向波,李群桥.大方坯连铸机结晶器液位自动控制系统的优化J.武钢技术,2021:50-52.

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