摘 要:為解決煉鋼廠5#連鑄機的紅外無接觸定尺系統受火焰切割干擾較大,切割精度不高,經常造成鑄坯長短尺的問題,開發了PLC定尺系統,很好地解決了定尺問題。介紹了PLC定尺系統的原理以及使用效果。

關鍵詞: PLC　定尺　連鑄

Zhu Yujian　Zhao Songlin

Abstract: To solve the problem of often causing falling short for casting blanks for the No15 continuous casterat the Steelworks by heavier interference of flame cutting to infrared noncontact cuttolength system and not highenough cutting precision, the PLC cuttolength system was developed, satisfactorily solving the cuttolength problem. The principle of the system and its usage results are presented.

Key words: PLC; cuttolength; continuous casting

0　前言

在連鑄生產中,連鑄坯要在定尺系統的控制下由切割設備切割成一定長度的成材鑄坯。因此,定尺的準確與否,將直接影響連鑄的成材率,進而影響連鑄的經濟效益。一個精確而穩定的定尺系統,不僅可以極大地提高連鑄坯的定尺合格率,還可以使生產順利進行,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

煉鋼廠5#連鑄機是一臺六機六流的小方坯連鑄機, 采用火焰切割系統以及紅外線無接觸定尺系統。紅外線無接觸定尺系統是通過攝像機攝取鑄坯圖像, 由計算機來分析圖像, 從而實現連鑄坯的定尺測量。這種定尺系統的優點是切割系統與連鑄系統基本上是分離的, 定尺不受生產設備狀況的影響, 可以有效地避免由于拉矯系統打滑、堵轉等造成的長短尺。它的主要缺點就是受外界的干擾較大。由于計算機系統是根據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） 對系統的影響較大, 很容易造成系統誤動作。由于5#連鑄機有6 個鑄流, 采用火焰切割機, 因此在生產定尺為216 m的鑄坯時,切割火焰對紅外定尺系統的影響非常大, 經常造成系統誤動作而產生短尺鑄坯, 對生產的影響較大。

2　PLC定尺系統

211　PLC定尺系統的原理

由于5#連鑄機的定尺系統非常不穩定, 給連鑄生產帶了不良影響, 為了解決5#連鑄機定尺問題, 開發了PLC定尺系統, 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簡圖。

5#連鑄機的拉矯系統是通過變頻器實現拉速調整的。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, 電機的轉速:
n = 60f （1 - s） / p = kf
其中:
n: 電機轉速
s: 電機的轉差率, 為一常數
p: 電機極對數, 為一常數
k: 常數
由于電機的轉速與電源頻率有著嚴格的對應關系, 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
根據以上數據, 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　系統修正
21211　PLC修正
在PLC系統中通過數學計算得到鑄坯在任一段時間內的長度L, 但是, 在實際應用中, 由于電機轉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。
對于其中的修正系數K₂ 的取值是整個系統能否正常工作的關鍵。由于K₂ = Lsj / L 因此可以通過實測法在生產現場測出每個鑄流的K2 的值, 現場取Lsj = 5 m, 即當鑄坯長度為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可以保證定尺系統在整個定尺范圍內達到一定的精度。

21212　人工修正

由于連鑄機實際生產狀況比較復雜（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進行修正。對定尺系統的設定和修正是通過計算機畫面實現的, 輸入的參數有定尺設定值、修正值兩個參數。人工修正就是由操作員工根據切割工實測的鑄坯長度在修正值輸入域內輸入一個數值,從而實現修正。

213　實際使用效果

1） 定尺精度高, 可以控制在±30 mm 之內,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） 沒有增加外部設備和投資, 不僅節約了設備投資, 還真正實現免維護, 極大地降低了維修人員的勞動強度;
4） 可靠性高, 即使出現鑄坯割不斷的情況,也能保證定尺的準確性, 這是紅外定尺系統無法做到的。

3　結語

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