轻压下控制系统在小方坯连铸机上的应用

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

中图分类号：TH69 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1665-2272.2013.05.070国外多个钢厂对小方坯连铸机配置轻压下.取得了非常满意的效果 ↑几年来 .国内对小方坯连铸的轻压下技术的进-步研究取得了-些新的进展 我们对炼钢厂150mm×150ram 断 面 和 165mm×165mm断面小方坯连铸机上采用了轻压下技术.取得了很好的效果。

1 轻压下控制技术轻压下技术是集设备、液压、自动化、模型控制为-体的连铸集成控制技术.掌握此项技术能够整体提升连铸技术的装备水平和产品质量：轻压下控制系统包含了关键设备、控制模型与在线检测三大部分.能精确地在线对连铸坯凝固末端进行动态轻压下.有效降低铸坯中心偏析、疏松的程度，提高铸坯产品质量。该技术包括：①拉矫机结构优化和辊缝远程控制精度保证技术 基于液压伺服的拉矫机开口度控制系统研究.保证其辊缝液压调节的灵活可调性和稳定性：基于 PLC的辊缝远程液压控制逻辑与优化研究.实现远程辊缝可调的拉矫机机械、液压以及 PLC控制系统的定型与优化 ②动态二冷配收稿 日期：2013-03-17172 科技创业月刊 2013年第 5期水与轻压下在线控制模型。③基于铸坯凝固传热与凝固收缩特性，开发与完善面向质量的连铸坯动态配水和动态轻压下综合控制模型：实现在铸坯凝 固末端合适位置进行合理压下.以有效提高铸坯的内部质量2 设备组成通过对过热度、拉速和二冷条件以及凝固模型等工艺参数的仿真分析.在 13m 16.5m之间布置多组压下辊 .以保证 中心 固相率0.25～0.60处于压下区域.并采用多道次、均等的压下量进行压下，以减小累积应变.防止内裂纹的产生.保证轻压下的效果本文轻压下控制系统方案每流采用整体拉矫机架 。

每台拉矫机对应独立的液压控制装置。拉矫机辊缝控制采用伺服阀控制.为提高伺服比例阀的控制性能.油缸控制阀台置于拉矫机旁。

液压控制 阀台设 置在拉 矫机设 备旁.拉矫机液压缸上安装内置式位置传感器控制压下的距离.液压系统采用闭环伺服控制 .能够根据拉矫机液压缸的位置.迅速地调节液压流量 .闭环控制压下精度，保证拉矫机的开 口度的尺寸精度 ，方便地在线调整拉矫机的辊缝值。拉矫机轻压下控制系统由以下硬件和软件系统组成(见图 1)。主要组成有：拉矫机液压油缸；拉矫机液压控制阀；位置传感器、压力传感器 ；现秤线盒、端子箱：-级 PLC及- 级控制站：二级控制站。

图 1 拉矫机轻压下控制系统硬件和软件系统组成轻压下控制 系统在 小方坯连铸机上的应用3 控制系统配置轻 压 下 控 制 系 统 配 置SIEMENS S7-4o0 PLC (每 流 1套).每套用于-流的6个机架的轻压下的控制 整个轻压下控制系统包括-级 HMI系统、二级计算机系统、与铸流 PLC通讯 、轻压下PLC、网络系统组成，轻压下 PLC采用 SIEMENS S7-400系列 PLC.9槽基板电源模板 PS 407 10A.工业 以太 网模 板 CP 443-1.CPU414-2.16通道模拟输出模板(伺服阀控制信号).16通道模拟输入模板 431(伺服阀反馈信号、管路压力输人).32通道数字输入模板(开关信号输入 ).2块 32通道数字输出模板 422(电磁阀控制)。网络系统采用了两种协议来传递信息：-是1级 HMI和轻压下 PLC之间、铸流PLC和轻压下 PLC之间的数据交换采用 SIEMENS s7协议 ：二是 2级计算机与轻压下 PLC之间的数据交换采用工业以太网协议。

轻 压下 PLC通过 高速工业 以太网与过程计算机进行通讯 .为保证系统的安全性和快速性 .采用了ISO通讯协议 铸流 PLC系统与轻压下 PLC之间采用高速以太网进行数据交换 轻 PLC与现场液压缸位置传感器之间通过 CAN BUS方式进行数据交换。

轻压下控制方式有 2种：-是通过 1级 HMI方式 .二是通过 2级过程计算机设定在 l级 HMI方式下.静态模型表储存在轻压下 PLC内数据区.HMI可以显示或修改位置设定参数 在 2级计算机方式下 .设定值来自 2级过程计算机 的轻压下模型.在 1级HM1上 可 以监视设定值在常规压下时.轻压下PLC根据铸流 阔2轻压下控制原理方框图PLC的铸机操作模式和跟踪数据确定夹送辊是以引锭杆压力打开、引锭杆压力压下或热铸坯压力压下 ：在轻压下模式下.根据检测液压 阀的位置反馈 以及液 压油 的油压信号.根据计算液相/固相区域的计算.在 2级计算机中通过轻压下模型计算 .确定每个压下辊的压下量.按工艺要求把液压缸快速准确定位在要求的位置范围内.实现压下量 自动控制 其控制原理是根据位置传感器检测到的位置参数是否在位置设定偏差内.如果在正负偏差内，控制信号维持不变：如果超偏差，则控制器给出使液压油缸向相反效应的信号得电.以削减超差直到位置信号回落到偏差范围内.才使该伺服阀失电。

上位机系统主要包括工控机、显示器 、打愈以及 STEP7软件包 .通 过 串 口与 -个 RS232- >RS485拈与 PLC进行通信 主要功能：①轻压下装置的动态显示。

有送引锭杆、拉坯速度 、轻压下过程、凝固点位置等的动态显示。②轻压下系统 的各种工作记 录、查询、打樱③故障报警。故障点、故障类型、故障时间等相关数据的自动记录和查询.并给出疑难故障分析及故障处理意见。④用于专业人员对 PLC进行程序的修改。

4 结语通过比较发现.进行轻压下后的铸坯中心偏析的级别比同期不进行轻压下的铸坯质量有显著改善。其中，轻压下后的铸坯基本以轻微的0级和 0.5级为主.比例达64.5%.全部达到 1.0级以下：而在没有进行轻压下的 177个试样中。

中心偏 析 1.5级 率较 高 .达 到7.34%。-般情况下。拉速对中心偏析的影响很大。带轻压下铸机的平均拉速要比不带轻压下的铸机高50%以上，而其中心偏析水平仍能够比不带轻压下的铸机有明显改善 实践证明轻压下技术对钢坯质量和经济效益的提高十分有益