板坯連鑄送引錠及開澆跟蹤系統分析

李志云

（新余鋼鐵集團有限公司數智化部，江西 新余 338000）

0 引言

二鋼廠3#板坯連鑄機驅動輥抬壓傳動及壓力值的切換是通過鑄流液壓閥臺傳動其控制是鑄流PLC（西門子CPU416）控制，驅動輥傳動采用S120 變頻器傳動其控制是鑄流PLC 控制[1]。送引錠、澆鑄、出尾坯時引錠桿及熱坯在扇形段的位置是PLC 通過DP 網采集對應驅動輥傳動的變頻器的反饋速度經過運算得來，然后把送引錠、澆鑄、出尾坯時引錠桿及熱坯在扇形段的位置與扇形段的固定位置進行比較控制驅動輥的抬壓及壓力值的切換。

1 送引錠桿及開澆時引錠桿位置和熱坯長度的運算

1.1 變頻器的速度反饋值轉換為實際值程序

在鑄流PLC 功能FC520 中寫入反饋值轉換為實際值程序，其運算過程：把采集的變頻器速度反饋值轉換為實型，除以變頻器工程值16384 再乘以系數2.5。在鑄流PLC 的功能代碼FC685 中用實參代替形參的FC520 的封裝形式和分別用于各段驅動輥電機線速度轉換的調用。

1.2 熱坯長度的運算

1.2.1 送引錠或檢測模式時采集電機線速度

當坯頭位置小于等于6943mm 時，采集第2 段上輥電機線速度。或當坯頭位置大于6943mm 時第4 段上輥電機及其變頻器出現故障也采集第2 段上輥電機線速度；當坯頭位置大于6943mm 采集第4 段上輥電機線速度或當坯頭位置小于等于6943mm 時第2 段上輥電機及其變頻器出現故障也采集第4 段上輥電機線速度。當坯頭位置小于等于6943mm 時第2 段和第4段上輥電機及其變頻器同時出現故障可采集第3 段上輥電機線速度。當坯頭位置大于等于11311mm 時采集第8、4、2 段上輥電機線速度。當坯頭位置大于等于20838mm 時采集第12、8、4、2 段上輥電機線速度。當坯頭位置大于等于31098mm 時采集第16、12、8、4、2 段上輥電機線速度[2]。

1.2.2 澆鑄或出尾坯模式時采集電機線速度

當坯頭位置大于等于41318mm，采集第16 段上輥電機線速度。或第16 段上輥電機的變頻器報故障則采用第12 段上輥電機線速度或第12、16 段上輥電機的變頻器同時報故障時則可采用第15 段上輥電機線速度。當坯頭位置小于等于31098mm 采集第16、12 段上輥電機線速度；當坯頭位置小于等于20838mm 采集第16、12、8 段上輥電機線速度；當坯頭位置小于等于11311mm 采集第16、12、8、4 段上輥電機線速度；當坯頭位置小于等于6943mm 采集第16、12、8、4、2 段上輥電機線速度。

1.3 運行長度的運算

Ln=V/3*10+Ln-1。

其中：Ln——引錠桿頭部或熱坯頭部（DB800.DBD0）位置也就是線速度計算出長度后再進行累加；Ln——引錠桿頭部或熱坯頭部的前一次位置或初始值（送引錠初始值是41318mm，開澆及出尾坯初始值是400mm）；V——對應電機線速度（送引錠時電機反轉為負值、拉鋼時電機正轉為正值）；V/3*10——線速度除以3 再乘以10，該運算程序再通過循環中斷組織塊OB34 調用可計算出60s 所行走的長度；n——次數（每200ms 一次）。運算程序寫在鑄流PLC 的功能代碼FC522 中，通過循環中斷組織塊OB34 調用，每隔200ms 對功能代碼FC522 的程序激活一次。

2 驅動輥抬壓控制及pH 壓和PC 壓切換

鑄機的概述：鑄機長度是44.913m，鑄機有結晶器、垂直段、彎曲段、扇形段組成，扇形段由16 段組成，每段7 對輥，中間那對為驅動輥，驅動輥通過驅動輥壓下油缸，實現驅動輥的壓下和升起；扇形段分為五種不同的扇形段，分別為弧形段1～3 段，弧形段4～7 段，矯直段8 段，矯直段9 段和水平段10～16 段。

2.1 位置說明

位置說明如表1 所示。

表1 位置說明

2.2 抬壓點位置

PointA：送引定時DB800.DBD0 的值加11900mm為距離引錠桿尾部500mm 的位置，在澆鑄時DB800.DBD0 的值加11900mm 為距離引錠桿尾部100mm 的位置（澆鑄時DB800.DBD0 的起始值是400mm），引錠桿的長度是12400mm。

PointB：送引定時DB800.DBD0 的值加2500mm 為距離引錠桿頭部2500mm 的位置，在澆鑄時DB800.DBD0的值加2500mm 為距離引錠桿頭部2900mm 的位置。

PointC：澆鑄或出尾坯時DB800.DBD0 的值減400mm 為熱坯頭部位置。

PointD：澆鑄時因尾坯位置為零，所以澆鑄時PointD 為固定值200mm，出尾坯時DB800.DBD8 的值加200mm 為距離熱坯尾部600mm。

2.3 驅動輥抬壓控制及pH 壓和PC 壓切換程序概述

驅動輥抬壓控制及pH 壓和PC 壓切換程序封裝在功能塊FB1000 中，通過各驅動輥的背景數據塊調用，在功能代碼FC680 中為功能塊FB1000 提供數據，輸入給功能塊FB1000；從功能塊FB1000 中輸出數據結果執行對應各驅動輥程序中的命令。功能塊FB1000 中的程序概述：Network1：不在檢測、維護模式下確認引錠桿的PointA、PointB 的位置；Network2：不在維護模式下確認熱坯的PointC、PointD 的位置；Network3：在檢測模式下確認引錠桿的PointA、PointB 的位置；Network4：在送引錠桿模式或檢測模式或保持模式下沒有保持使能或保持模式下帶有保持使能，在PointB 大于某段所在的位置和PointA 大于該段的位置時用的是PC1 壓壓下；Network5：在送引錠或檢測模式下PointA 小于某段位置或PointB 大于某段位置時第一種驅動輥方式抬起；或在澆鑄或保持沒有保持使能或尾坯模式時PointA 小于某段位置時用PC2 壓抬起；Network6：在澆鑄模式或尾坯模式時PointA 大于某段的位置和PointB 小于該段的位置時用的是PC3 壓壓下；Network7：在澆鑄或尾坯或保持沒有使能下PointB 大于某段位置和PointC 小于該段位置用PC4 壓抬起；Network8：在澆鑄模式或尾坯模式和沒有保持使能情況下，PointC 大于某段的位置和PointD 小于某段的位置時用的是pH1 壓壓下；Network9：在尾坯模式下PointD 大于某段的位置時用pH2壓抬起；Network10：在尾坯模式下坯尾的位置大于某段位置時用PC5 壓抬起；Network12：在送引錠或檢測或保持或保持沒有保持使能下引錠桿頭部的位置大于等于某段位置時用PC7 壓抬起；Network13、14、15、16：驅動輥抬起壓下命令；Network17、18：PC 壓力值、pH 壓力值命令。

2.4 簡述自動送引錠桿跟蹤過程

自動送引錠條件準備好，當操作臺下把PointB 送進扇形段第16 段驅動輥下（第16 段驅動輥位置43818mm），通知主控送引錠，主控人員在上位機點擊“啟動送引錠”按鍵啟動送引錠[3-4]，這時程序中把41318mm 賦值給引錠頭部位置，扇形段1～15 驅動輥全部用第一種方式或第五種方式PC 壓力值抬起，同時啟動扇形段驅動輥電機送引錠反轉，V 為負值，V/3*10 也為負值，引錠頭部位置從起始值41318mm 開始減小，PointB 的值減小，當PointB 的值小于第16 段驅動輥位置，PointA 大于第16 段驅動輥位置時，第16 段驅動輥用第一種方式PC 壓力值壓下。當PointB 的值小于第15 段驅動輥位置，PointA 大于第15 段驅動輥位置時，第15 段驅動輥用第一種方式PC 壓力值壓下。當PointB 的值小于第14 段驅動輥位置，PointA 大于第14段驅動輥位置時第14 段驅動輥用第一種方式壓下用PC 壓力值壓下。當PointB 的值小于第13 段驅動輥位置，PointA 大于第13 段驅動輥位置時第13 段驅動輥用第一種方式壓下用PC 壓力值壓下。這時引錠桿再往上送1735mm 以上，PointA 小于第16 段驅動輥位置，第16 段驅動輥用第一種方式PC 壓力值抬起。由此循環往復地引錠桿往上送，一直到引錠桿頭部位置減到395～2000mm 之間自動轉保持模式并置位，這時第1 段驅動輥、第2 段驅動輥、第3 段驅動輥、第4 段驅動輥用第一種方式PC 壓力值壓下，PointB 的值小于這1～4段驅動輥位置，PointA 大于1～4 段驅動輥位置時，1～4段段驅動輥壓下用第一種方式壓下用PC 壓力；第5 段驅動輥至第16 段驅動輥全部抬起用PC 壓力，然后在保持模式下點動送引錠，當引錠桿頭部位置送到離結晶器口500mm 左右的位置，這時引錠頭部位置大概在310mm 左右，1～3 段驅動輥用第一種方式PC 壓力值壓下，第四段驅動輥用第一種方式PC 壓力值抬起。自動送引錠結束，工作模式在保持模式下，扇形段1～3 段驅動輥在壓下狀態，扇形段4～16 段驅動輥在抬起狀態，壓力值全是PC 壓力值，澆鋼工塞引錠準備開澆。

2.5 簡述自動開澆跟蹤過程

自動開澆條件準備好，在懸臂操作箱按“啟動開澆”按鈕，這時程序中把400mm 賦值給坯頭位置，同時扇形段1～16 段驅動輥正轉，V 為正值，V/3*10 也為正值，坯頭位置從起始的值400mm 開始增加[5]。當PointA大于第4 段驅動輥位置和PointB 小于第4 段驅動輥位置時第4 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿繼續往下拉2351mm 以上第5 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉2053mm 以上第1 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉300mm 以上第6 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉330mm 以上第2 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉372mm 以上PointC 進入第1段驅動輥，考慮到熱坯在1～3 段區間沒有完全凝固，在澆鑄模式或尾坯模式或保持模式中把第三種方式pH壓力值壓下斷開，所以第1 段驅動輥任保持抬起狀態。熱坯及引錠桿往下拉1649mm 以上第7 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉107mm以上第3 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉372mm 以上PointC 進入第2 段驅動輥，但第2 段驅動輥任保持抬起狀態。熱坯及引錠桿往下拉1868mm 以上，第4 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值抬起。熱坯及引錠桿往下拉127mm 以上，第8 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值壓下。熱坯及引錠桿往下拉133mm 以上PointC 進入第3 段驅動輥，但第3 段驅動輥任保持抬起狀態。熱坯及引錠桿往下拉1240mm以上PointC 進入第4 段驅動輥用第三種方式pH 壓力值壓下，在澆鑄模式或尾坯模式下PointC 大于第4 段驅動輥位置和PointD 小于第4 段驅動輥位置時第三種方式pH 壓力值壓下。熱坯及引錠桿繼續往下拉751mm以上第5 段驅動輥用第二種方式PC 壓力值抬起。循環往復，直到PointC 值大于第16 段驅動輥位置以上，第16 段驅動輥用第三種方式pH 壓力值壓下。隨后引錠桿出扇形段，扇形段1～3 段驅動輥處于PC 壓力值抬起狀態，4～16 段驅動輥處于pH 壓力值壓下狀態。自動跟蹤開澆結束，澆鑄繼續。

3 結語

板坯連鑄機送引錠及開澆跟蹤系統是板坯連鑄機鑄流PLC 程序中的核心部分，其程序邏輯運算復雜，結構緊湊；對板坯連鑄機送引錠及開澆跟蹤系統的深入分析，能更深入地學習板坯連鑄機工業自動化控制，提高板坯連鑄機工業自動化控制的維護能力。