基于PLC的鑄坯質量跟蹤系統

汪坤瑜

福建三安鋼鐵有限公司，福建泉州　362411

基于PLC的鑄坯質量跟蹤系統

汪坤瑜

福建三安鋼鐵有限公司，福建泉州362411

為了解決連鑄坯的內部質量問題，生產方需要在澆筑過程中對影響鑄坯質量的參數進行實時跟蹤，從而找到形成質量缺陷鋼坯的原因，并做出相應的控制措施，達到減少鑄坯質量問題的效果。質量跟蹤的核心內容是對數據的實時采集與分析，然后進行判斷，得出控制措施并執行自動切割。

數據采集；質量跟蹤；自動切割

在連鑄的生產過程中，影響鋼坯質量的原因有很多，當連鑄出現卷渣、脫方、低倍缺陷等現象時，可能會造成軋鋼生產線軋制堆鋼或者成品開裂判廢，因此在生產過程中必需完整統計出影響鋼坯質量的原因、次數、時間。表1為三安鋼鐵有限公司連鑄車間統計的2015年7—2015年11月的非穩態坯落地跟蹤記錄，根據表格清晰的顯示了7—11月期間出現的非穩態坯原因、次數、時間，生產中存在的不穩定因素具有多樣性和突發性，所以一個具備實時跟蹤質量原因、歷史歸檔、判廢切割等功能的連鑄質量跟蹤系統對連鑄生產很有存在意義。

1　PLC采集質量跟蹤數據

1.1PLC數據走向結構圖

1.2質量跟蹤采集的具體數據表格

表2

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2　PLC處理質量跟蹤數據

2.1質量跟蹤的參數數據

連鑄生產過程中，影響鋼坯質量的因素有很多，必須設置一個標準的參考量，所以如圖在wincc畫面中制作一個表格（如表3）提供生產設置影響質量因素（包括拉速、液位、中包重量、鋼水過熱度、液面是否自動控制等）的標準值，以作為判斷是否為非穩態坯的比較量。保存設置以后，生產方所設置的標準值將通過上位機與PLC系統CP塊的以太網通訊存儲于PLC系統的內存中。

表3

2.2實時數據與參數數據的比較

儀表采集的實時數據通過信號轉換傳輸至PLC后與（1）中存儲于PLC內存中的標準值數據進行比較，并得出此鋼坯的品質結論，如圖2為拉速的比較程序。

2.3數據計算與數據歸檔

當一根鋼坯被判斷為非穩態坯時，假設故障開始后的時間秒數為N1，結束后的時間秒數為N2，結晶器到火切機的總長固定為L，實時采集的拉速值s（m/s）則距開始L1=N1*s，距結束L2=L-L1，鋼坯長度L3=（N1-N2）*s，將所記錄的L1，L2，L3根據不同的非穩態原因，存于數據塊當中，其中以非穩態原因結束點作為畫面的歷史歸檔記錄點。如圖是1流連鑄跟蹤非穩態公用塊：3個輸入管腳（故障原因、實時拉速、結晶器到火切機的距離L）、6個輸出管腳（距結晶器、非穩態坯長度、距火切機、質量類型、非穩態類型、非穩態結束記錄點）。調用公用塊將輸出的管腳的數據地址在wincc中創建變量，生成變量記錄并在所創建的onlineTable顯示，形成歷史歸檔與查詢。

3　PLC執行自動切割

3.1自動切割算法說明

1）設定的切割參數如下：（1）以結晶器彎月面到火切機原位為基準（L=30.6m）；（2）鑄坯定尺設定設為L1；（3）鑄坯實際運行定尺長度設為L2（即鑄坯斷面距離火切機原位距離）；（4）當第一個非穩態點發生后，通過時間和事實拉速計算第一個非穩態開始點行走長度（L3≤L）；（5）當第一個非穩態點結束后，通過時間和事實拉速計算第一個非穩態結束點行走長度（L4≤L）；f.按第（4）、（5）方式依次定位跟蹤第1、2、3——n個報警點。

2）切割分為以下情況：（1）正常切割：即沒有非穩態坯報警時，以L1進行切割；（2）有非穩態坯報警且L3+L5=L時，進行切割；（3）有非穩態坯報警且L 4-L6=L時，進行切割；（其中L5有報警時的切割提前量、L6報警消失時的切割滯后量，可以保證非穩態鋼坯的完整切割）。

3.2PLC程序

6）程序中一些必要的計算量：每秒拉速=每分拉速/60、L3+L5=L35、L4-L6=L46。

7）當L35=L時火切機進行切割動作m3且L3清0。

8）當L46=L時L4清0且火切機進行切割動作m4。

9）當L2=L1時L2清0且火切機進行切割動作m5。

10）m3、m4、m5任意為1時則保持5s擴展脈沖的切割輸出#cut_out。

4　結論

1）連鑄質量跟蹤系統能夠提高生產效率、減少廢品率提升公司產品質量進而增強公司的信譽度，完善公司在鋼鐵市場的形象與競爭力。

2）連鑄質量跟蹤系統是一套純軟件開發的、不增加任何硬件設備的低投資高回報的系統。

3）連鑄質量跟蹤系統不僅適用于方坯也適用于板坯等其他類型的鋼種，具有很強的推廣意義。

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TP39

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1674-6708（2016）166-0213-02

汪坤瑜，福建三安鋼鐵有限公司。