丁 楊

（南京消防器材股份有限公司，江蘇 南京211100）

1 控制對(duì)象

連鑄機(jī)的控制主要分為公輔設(shè)備控制和流控設(shè)備控制兩大類。公輔設(shè)備分為：大包回轉(zhuǎn)臺(tái)、中間包行走、中間包升降、中間包機(jī)械手和移鋼小車等5個(gè)部分。

流控設(shè)備分為：結(jié)晶器潤(rùn)滑器、結(jié)晶器振動(dòng)器、引錠桿、輔助拉矯機(jī)、上拉矯、下拉矯和火焰切割機(jī)等7個(gè)部分。

電氣自動(dòng)化需要為連鑄機(jī)的各個(gè)機(jī)械設(shè)備設(shè)置電氣控制連鎖動(dòng)作程序、保護(hù)動(dòng)作、限位功能（如：對(duì)引錠桿回收裝置進(jìn)行限位控制），自動(dòng)控制靜態(tài)參數(shù)測(cè)定和動(dòng)態(tài)特性調(diào)試。

（1）硬件設(shè)備。配電設(shè)備。使用西門子S120變頻器（配套CU310控制單元）對(duì)連鑄機(jī)的各個(gè)部件的異步電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。

（2）使用進(jìn)線電抗器來改善功率因素，減少高次諧波的不良影響，保護(hù)變頻器的整流部分。使用出線電抗器來減少電機(jī)噪音和振動(dòng)，抑制瞬變電壓，延長(zhǎng)變頻器有效傳輸距離。

（3）使用交流接觸器、中間繼電器和帶輔助觸點(diǎn)的斷路器來進(jìn)行連鎖控制。

（4）控制設(shè)備。采用1套西門子S7-414-2DP PLC來完成公輔設(shè)備的控制。PLC編程軟件為STEPV5.4、變 頻 器 編程 軟 件 為STARTER V4.3.3.0，HMI編程軟件為Intouch10.0。

公輔PLC的硬件構(gòu)成為：采用1個(gè)414-2DP為cpu，1個(gè)cp443-1TCP模塊來與外部進(jìn)行以太網(wǎng)通訊，使用西門子IM151-7模塊進(jìn)行I/O輸入輸出接口的擴(kuò)展，并作為帶cpu功能的profibus-DP子站，同時(shí)再搭配4個(gè)IM151-1作為西門子ET200S的profibus-DPI/O子站。

流控PLC的硬件構(gòu)成為：采用1個(gè)315-2DP為cpu，1個(gè)cp343-1TCP模塊來與外部進(jìn)行以太網(wǎng)通訊，使用IM160和IM161模塊來擴(kuò)展PLC模塊機(jī)架。使用4個(gè)IM153-1模塊進(jìn)行I/O輸入輸出接口的擴(kuò)展，并作為帶cpu功能的profibus-DP子站，使用DP/DPCoupler模塊來進(jìn)行PLC之間信號(hào)通訊。

（5）使用西門子S120變頻器來對(duì)連鑄機(jī)的異步電機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制（所選變頻器的功率須與電機(jī)功率相適應(yīng)），并搭配制動(dòng)電阻（制動(dòng)電阻放在柜頂）和抱閘電機(jī)來控制電機(jī)制動(dòng)[2]。

公輔設(shè)備的變頻器功率可分為：大包回轉(zhuǎn)臺(tái)30kW（制動(dòng)電阻3kW23Ω）、中間包升降45kW（制動(dòng)電阻9.6kW13.6Ω）、中間包行走15kW（制動(dòng)電阻1.56kW40Ω）、中間包機(jī)械手（制動(dòng)電阻0.78kW 75Ω）移鋼小車55kW（制動(dòng)電阻12kW20Ω）。

流控設(shè)備的變頻器功率可分為：結(jié)晶器潤(rùn)滑0.55kW、結(jié)晶器振動(dòng)15kW、輔助拉矯機(jī)7.5kW（制動(dòng)電阻0.6kW100Ω）、上拉矯機(jī)7.5kW（制動(dòng)電阻0.6kW100Ω）、下拉矯機(jī)7.5kW（制動(dòng)電阻0.6kW 100Ω）、引錠桿驅(qū)動(dòng)7.5kW（制動(dòng)電阻0.1kW100Ω）和火焰切割機(jī)1.1kW。

2 程序設(shè)計(jì)

（1）數(shù)據(jù)通訊。根據(jù)連鑄機(jī)的工藝特征，設(shè)定PLC與每個(gè)公輔和流控設(shè)備的變頻器的通訊數(shù)據(jù)均為相鄰的2個(gè)字的內(nèi)容。

例1：公輔設(shè)備的大包回轉(zhuǎn)臺(tái)，PLC接收的變頻器數(shù)據(jù)為PIW600和PIW602，PLC發(fā)送至變頻器的數(shù)據(jù)為PQW600和PQW602。

例2：流控設(shè)備的引錠桿驅(qū)動(dòng)，PLC接收的變頻器數(shù)據(jù)為PIW552和PIW554，PLC發(fā)送至變頻器的數(shù)據(jù)為PQW552和PQW554。

（2）控制內(nèi)容。啟動(dòng)控制在連鑄機(jī)澆鋼之前，檢查各設(shè)備的運(yùn)行條件，并進(jìn)行各系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)設(shè)定。根據(jù)連鑄工藝，詳細(xì)設(shè)定公輔和流控設(shè)備的變頻器參數(shù)。

（3）引錠桿推送控制。即使用引錠桿驅(qū)動(dòng)電機(jī)和拉矯機(jī)推送引錠桿，將其插入結(jié)晶器并固定的過程?？刂泣c(diǎn)包括：減速點(diǎn)位置、停車位置、擋板位置和引錠桿對(duì)中的順次動(dòng)作位置等。

（4）鑄造控制。操作人員確認(rèn)鑄坯完成后，向PLC系統(tǒng)發(fā)送指令，使結(jié)晶器振動(dòng)電機(jī)以指定頻率運(yùn)行，并控制連鑄機(jī)利用夾送輥推動(dòng)引錠桿和鑄坯繼續(xù)前進(jìn)，完成連續(xù)鑄造。

（5）拉拔控制。在中間包停止?jié)沧⒁院?，PLC跟蹤計(jì)算鑄坯所在位置，控制結(jié)晶器振動(dòng)設(shè)備和拉矯機(jī)設(shè)備順次停止，將鑄坯全部拉出。通過火焰切割機(jī)將鋼坯切成規(guī)定的尺寸，再由輥道電機(jī)、冷床和推鋼機(jī)將鋼坯輸送出去集中存放。

3 結(jié)語(yǔ)

連鑄機(jī)是煉鋼生產(chǎn)中連接煉鋼和軋鋼的中間環(huán)節(jié)，屬于冶金工業(yè)中的核心設(shè)備，連鑄電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的研究也一直是工業(yè)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本人在多家鋼廠的連鑄自動(dòng)化控制系統(tǒng)的實(shí)地考察中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用PLC技術(shù)對(duì)連鑄自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，安全可靠和穩(wěn)定性良好，極大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，證明PLC技術(shù)在連鑄自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用是非常成功的。