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结晶器液位控制系统在连铸机中的应用

作者: 发布时间:2020-02-03 11:20:33 阅读: 35 次

摘要:本文主要介绍了结晶器液位自动控制系统的功能和组成,该项目在三钢1#连铸机中稳定运行,且取得了良好的效果。

关键词  液位自动控制   塞棒   PLC  WINCC  PID

1.引 言

连铸机结晶器液面自动控制系统是连铸机生产的关键技术之一,对于降低工人的劳动强度提高生产效率,减少溢钢和漏钢事故保证连铸机的安全生产,提高铸坯的质量与产量和炼钢连铸的管理水平都非常重要。在浇铸过程中,钢水液面波动过大,铸坯表面容易形成皮下夹渣以及纵裂,直接影响最终产品的质量。本文结合三钢连铸机实际项目,通过把拉速自动控制技术和塞棒自动控制技术结合在一起,从而保证结晶器液面的稳定。

2. 结晶器液位控制系统组成

结晶器液位控制系统主要包括仪表检测装置、PLC、动作执行设备(驱动器、电缸现场分线盒、电缸专用电缆、执行机构(含横臂、压机和背板)、电动缸)、上位机监控显示器、通讯电缆、现场操作盒等。

137Cs放射源和探测器分别安装在结晶器铜管的两侧,结晶器内的钢水对放射源所发出的γ射线有阻挡作用,根据γ射线强度的不同来反映钢水液位的高低。探测器把接收到的γ射线转化成与液位相对应的高频脉冲信号传输给SC3000检测仪表,仪表将脉冲信号做数字处理后,转化为010V电压信号或420mA电流信号输出。检测仪表根据设定液位与实际液位比较,利用内嵌的算法,以投入拉速自动瞬间的实际拉速为基点,运算得出一个控制拉速值,以010V420mA信号送给连铸PLC用于控制拉矫机的速度,或直接送给拉矫机变频器来控制拉矫机的速度。通过调整拉矫机的速度来调整结晶器内钢水液位,以达到实际液位稳定的目的,实现恒液位变拉速控制,或者将钢水液位信号给塞棒自动控制系统PLC,塞棒自动控制系统PLC根据设定液位与实际液位的比较,利用PLC程序运算得出一个动作量,输出给驱动器来驱动电缸动作,带动执行机构来调整塞棒的开启度,从而调节中包水口的钢水流量,以保证结晶器内钢水液面稳定,实现恒液位恒拉速控制,以此来保证连铸机正常运行和钢坯的质量。

1)结晶器液位控制PLC系统

PLC采用西门子S7-300控制器,CPU2DP口分别与上位机和驱动器通过Profibus总线进行通讯,通过以太网模块与连铸机进行通讯,获取拉速等连铸机一些运行数据,数字、模拟量输入输出模块主要连接现场操作箱、按钮、显示、液位设定等信号,PLC通过和铸机的拉速、中包钢水温度、结晶器液位、等进行数据交换,并调用数字PID模块FB41,对结晶器液位数据进行运算处理,从而控制电动缸,或者铸机拉速,确保结晶器液位稳定。

2)上位机WINCC监控系统

WINCC液面控制画面主要的作用为监视系统状态,归档历史控制趋势曲线。控制PID参数再线修改、报警等。可以根据液位曲线的波动状况调节PID参数来优化控制效果,如果调节PID效果不明显,并且控制曲线出现有规律的波动,则可以点击开启抖动功能,可以消除因机械间隙、水口结渣等引起的液位波动。

3应用效果

结晶器液位自动控制系统已经在三钢二炼钢1#连铸机投入使用一段时间,取得了良好的控制效果,具体表现为:

1)液位控制精度高,在正常稳定的工作条件下液面控制精度+-5mm,满足要求。

2)液位自动控制系统能适应因素的改变,如钢种、断面、拉速、中包液位,且精度控制好。

3)能在浇注过程中因更换大包或者水口以及其他因素引起的波动时,在很短的时间内使液位稳定下来,具有很强的抗干扰性。

4)具有稳定性好、安全性能好、控制精度高、抗干扰性强等特点。

 

4结束语

结晶器液位控制技术,有效的控制了结晶器钢水液位的稳定,保证了三钢连铸机的安全生产和铸坯的质量与产量。

5.参考文献

[1]邓丽霞 姜磊 高生祥. Wincc连铸机液位自动控制系统设计[J]. 机床与液压,2012,02.

[2]西门子公司.用于自动控制系统的工业通讯网络[M].北京:西门子公司,2006.

[3]王保安,马竹梧;连续铸钢结晶器钢水液位自动控制及其实践[J];冶金自动化,2001,04.

[4]西门子自动化与驱动集团.Wincc手册[M].北京:西门子(中国)有限公司,2004.