馬云鵬

摘 要：非正弦振動(dòng)控制是近年來(lái)連鑄控制系統(tǒng)廣泛采用的一種結(jié)晶器振動(dòng)控制方式。其負(fù)滑動(dòng)時(shí)間與正滑動(dòng)時(shí)間不同：前者較短，能減輕鑄坯表面的振痕深度；后者較長(zhǎng)，有利于結(jié)晶器的潤(rùn)滑。非正弦技術(shù)的引用，減少了正弦控制系統(tǒng)的弊端，突出了波形調(diào)節(jié)的能力，同時(shí)也減少了粘連性漏鋼事故的發(fā)生。系統(tǒng)按照工藝要求完全由計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)生控制結(jié)晶器振動(dòng)的非正弦波形曲線，結(jié)合實(shí)際拉速非常精確地控制結(jié)晶器上下振幅，使振動(dòng)波形保持精確的頻率，正、負(fù)滑脫時(shí)間等，最終得到滿足生產(chǎn)工藝需求的結(jié)晶器振動(dòng)曲線。

關(guān)鍵詞：非正弦振動(dòng)；連鑄技術(shù)；結(jié)晶器；數(shù)字缸控制器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0079-02

在結(jié)晶器振動(dòng)過(guò)程中，為了得到精確、可控的振動(dòng)波形，國(guó)豐一煉鋼的1#矩形坯在改造后采用了鐳目公司的非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全通過(guò)PLC進(jìn)行控制。PLC將輸出信號(hào)傳送到多軸同步控制器，同步控制器對(duì)數(shù)字伺服電動(dòng)缸進(jìn)行同步控制。數(shù)字伺服電動(dòng)缸能夠非常準(zhǔn)確地控制運(yùn)動(dòng)精度（1 048 576個(gè)脈 沖/10 mm），并且具有非?？斓捻憫?yīng)速度（500 μs），能夠嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的工藝參數(shù)經(jīng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生非正弦波形來(lái)驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器的非正弦振動(dòng)。

1 工藝分析

在結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)中有上行速度、下行速度、上行時(shí)間、下行時(shí)間之分，分別用VP，VN，TP，TN表示。上行速度VP較小時(shí)，結(jié)晶器銅板與坯殼之間的摩擦阻力減小，新生坯殼所承受的拉力降低；上行時(shí)間TP較大時(shí)，結(jié)晶器保護(hù)渣的消耗量增大，能夠有效改善潤(rùn)滑效果；下行速度VN和下行時(shí)間TN較大時(shí)，使新生坯殼產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，更有利于強(qiáng)制脫模。此外，系統(tǒng)加速度a較小時(shí)，能夠降低系統(tǒng)所受到的沖擊，保持系統(tǒng)穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。波形偏斜率P=（上升時(shí)間-下降時(shí)間）/周期。以下圖1是非正弦偏斜率P=0.2的振動(dòng)波形。

圖1具備了非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)的全部特點(diǎn)，即曲線連續(xù)、光滑，無(wú)突變，不會(huì)產(chǎn)生較大的瞬時(shí)加速度，因此，結(jié)晶器受到的剛性沖擊小。

2 電氣控制系統(tǒng)說(shuō)明

2.1 電氣控制系統(tǒng)工作流程

電氣控制系統(tǒng)的工作流程有以下幾步：①計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝要求經(jīng)過(guò)模型計(jì)算產(chǎn)生當(dāng)前爐次所需要的非正弦波形，該波形經(jīng)過(guò)數(shù)字化后，傳送到PLC控制系統(tǒng)；②系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)數(shù)字伺服電機(jī)的輸出值與時(shí)間生產(chǎn)拉速信號(hào)采樣后進(jìn)行反饋計(jì)算，經(jīng)PLC、運(yùn)動(dòng)控制器處理后，將這種修正后的非正弦振動(dòng)波形同步輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；③非正弦信號(hào)經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器放大后，轉(zhuǎn)化為足以驅(qū)動(dòng)大功率數(shù)字電機(jī)的大功率數(shù)字脈沖電流，此電流經(jīng)過(guò)整形后發(fā)送到數(shù)字電機(jī)；④數(shù)字伺服缸在數(shù)字電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，推動(dòng)推桿使結(jié)晶器做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；⑤結(jié)晶器在數(shù)字伺服缸的作用下按預(yù)先設(shè)定的波形作上下振動(dòng)，完成振動(dòng)全過(guò)程。

2.2 系統(tǒng)電氣接口

模擬量信號(hào)交接時(shí)，輸入信號(hào)自己加隔離器，信號(hào)都采用標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA。開(kāi)關(guān)量的交接都采用無(wú)源接點(diǎn)。

引入的模擬量信號(hào)：拉速采樣（4～20 mA）；送出的模擬量信號(hào)：振頻輸出（由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)）；送出的模擬量信號(hào)：電機(jī)電流輸出（由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)）。

來(lái)自連鑄機(jī)本體的中間繼電器的干觸點(diǎn)信號(hào)有準(zhǔn)備、澆鑄、送引錠三種操作狀態(tài)。在準(zhǔn)備狀態(tài)下，可以根據(jù)啟動(dòng)/停止信號(hào)來(lái)單機(jī)控制結(jié)晶器的振動(dòng)；在澆鑄狀態(tài)下，根據(jù)拉鋼啟動(dòng)/停止信號(hào)來(lái)控制結(jié)晶器的振動(dòng)（結(jié)晶器的振動(dòng)頻率在有拉速時(shí)根據(jù)拉速計(jì)算的頻率啟振，無(wú)拉速時(shí)可以根據(jù)預(yù)振頻率啟振或不預(yù)振）；在送引錠狀態(tài)下結(jié)晶器不能振動(dòng)。

來(lái)自連鑄機(jī)本體的中間繼電器的信號(hào)（由連鑄PLC提供干觸點(diǎn)信號(hào)）包括拉鋼啟動(dòng)信號(hào)、拉鋼停止信號(hào)、手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)和手動(dòng)停止信號(hào)。

送出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)（繼電器隔離）包括系統(tǒng)故障和振動(dòng)已啟動(dòng)。上述信號(hào)在調(diào)試時(shí)可能會(huì)有所調(diào)整，但必須滿足連鑄機(jī)的需要。

3 數(shù)字伺服缸

數(shù)字伺服缸是整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的核心裝置，通過(guò)搖臂帶動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)。數(shù)字伺服缸由數(shù)字式伺服電機(jī)、液壓滑閥、傳感器和推桿組成，通過(guò)接收數(shù)字脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制伺服電機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，使推桿產(chǎn)生直線位移，由此帶動(dòng)結(jié)晶器的升降或水平移動(dòng)。數(shù)字伺服電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快，所有功能都能通過(guò)數(shù)字缸控制器或PLC來(lái)完成，并且控制精度高，無(wú)軸向間隙。安裝方便，不需要安裝液壓油管，節(jié)省空間和時(shí)間，抗高溫，抗振動(dòng)，能夠適應(yīng)冶金工業(yè)的高熱、高粉塵的生產(chǎn)環(huán)境。

數(shù)字伺服缸由上下支撐軸固定，下支撐軸固定在振動(dòng)臺(tái)固定架上保持不動(dòng)，上支撐軸固定在振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)架上做弧線運(yùn)動(dòng)。雖然內(nèi)外弧伺服缸所處的位置不同，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)半徑不一樣，振動(dòng)幅度也不一樣，但由于它們的振動(dòng)頻率和相位都一樣，所以很容易實(shí)現(xiàn)同步上下運(yùn)動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

連鑄技術(shù)的核心是結(jié)晶器，而結(jié)晶器最主要的技術(shù)是結(jié)晶器振動(dòng)。盡管各種板坯、方坯等所采用的結(jié)晶器形狀、構(gòu)造不太一樣，但是所采用的結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)越來(lái)越趨于一致，即都采用了這種高頻率、小振幅的非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)。采用了這種控制技術(shù)后明顯地改善了結(jié)晶器的潤(rùn)滑條件，減小了坯殼表面振痕深度，提高了鋼坯的表面質(zhì)量和成材率，進(jìn)而提高連鑄機(jī)的效率，增加了產(chǎn)量，減少了漏鋼事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]李好文，閆海寧，劉和興，等.連鑄結(jié)晶器非正弦振動(dòng)系統(tǒng)神經(jīng)元控制研究[J].鋼鐵，2010（45）：36.

[2]楊樹(shù)成.數(shù)字伺服技術(shù)在板坯連鑄機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].酒鋼科技，2012（03）.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：非正弦振動(dòng)控制是近年來(lái)連鑄控制系統(tǒng)廣泛采用的一種結(jié)晶器振動(dòng)控制方式。其負(fù)滑動(dòng)時(shí)間與正滑動(dòng)時(shí)間不同：前者較短，能減輕鑄坯表面的振痕深度；后者較長(zhǎng)，有利于結(jié)晶器的潤(rùn)滑。非正弦技術(shù)的引用，減少了正弦控制系統(tǒng)的弊端，突出了波形調(diào)節(jié)的能力，同時(shí)也減少了粘連性漏鋼事故的發(fā)生。系統(tǒng)按照工藝要求完全由計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)生控制結(jié)晶器振動(dòng)的非正弦波形曲線，結(jié)合實(shí)際拉速非常精確地控制結(jié)晶器上下振幅，使振動(dòng)波形保持精確的頻率，正、負(fù)滑脫時(shí)間等，最終得到滿足生產(chǎn)工藝需求的結(jié)晶器振動(dòng)曲線。

關(guān)鍵詞：非正弦振動(dòng)；連鑄技術(shù)；結(jié)晶器；數(shù)字缸控制器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0079-02

在結(jié)晶器振動(dòng)過(guò)程中，為了得到精確、可控的振動(dòng)波形，國(guó)豐一煉鋼的1#矩形坯在改造后采用了鐳目公司的非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全通過(guò)PLC進(jìn)行控制。PLC將輸出信號(hào)傳送到多軸同步控制器，同步控制器對(duì)數(shù)字伺服電動(dòng)缸進(jìn)行同步控制。數(shù)字伺服電動(dòng)缸能夠非常準(zhǔn)確地控制運(yùn)動(dòng)精度（1 048 576個(gè)脈 沖/10 mm），并且具有非常快的響應(yīng)速度（500 μs），能夠嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的工藝參數(shù)經(jīng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生非正弦波形來(lái)驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器的非正弦振動(dòng)。

1 工藝分析

在結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)中有上行速度、下行速度、上行時(shí)間、下行時(shí)間之分，分別用VP，VN，TP，TN表示。上行速度VP較小時(shí)，結(jié)晶器銅板與坯殼之間的摩擦阻力減小，新生坯殼所承受的拉力降低；上行時(shí)間TP較大時(shí)，結(jié)晶器保護(hù)渣的消耗量增大，能夠有效改善潤(rùn)滑效果；下行速度VN和下行時(shí)間TN較大時(shí)，使新生坯殼產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，更有利于強(qiáng)制脫模。此外，系統(tǒng)加速度a較小時(shí)，能夠降低系統(tǒng)所受到的沖擊，保持系統(tǒng)穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。波形偏斜率P=（上升時(shí)間-下降時(shí)間）/周期。以下圖1是非正弦偏斜率P=0.2的振動(dòng)波形。

圖1具備了非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)的全部特點(diǎn)，即曲線連續(xù)、光滑，無(wú)突變，不會(huì)產(chǎn)生較大的瞬時(shí)加速度，因此，結(jié)晶器受到的剛性沖擊小。

2 電氣控制系統(tǒng)說(shuō)明

2.1 電氣控制系統(tǒng)工作流程

電氣控制系統(tǒng)的工作流程有以下幾步：①計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝要求經(jīng)過(guò)模型計(jì)算產(chǎn)生當(dāng)前爐次所需要的非正弦波形，該波形經(jīng)過(guò)數(shù)字化后，傳送到PLC控制系統(tǒng)；②系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)數(shù)字伺服電機(jī)的輸出值與時(shí)間生產(chǎn)拉速信號(hào)采樣后進(jìn)行反饋計(jì)算，經(jīng)PLC、運(yùn)動(dòng)控制器處理后，將這種修正后的非正弦振動(dòng)波形同步輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；③非正弦信號(hào)經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器放大后，轉(zhuǎn)化為足以驅(qū)動(dòng)大功率數(shù)字電機(jī)的大功率數(shù)字脈沖電流，此電流經(jīng)過(guò)整形后發(fā)送到數(shù)字電機(jī)；④數(shù)字伺服缸在數(shù)字電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，推動(dòng)推桿使結(jié)晶器做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；⑤結(jié)晶器在數(shù)字伺服缸的作用下按預(yù)先設(shè)定的波形作上下振動(dòng)，完成振動(dòng)全過(guò)程。

2.2 系統(tǒng)電氣接口

模擬量信號(hào)交接時(shí)，輸入信號(hào)自己加隔離器，信號(hào)都采用標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA。開(kāi)關(guān)量的交接都采用無(wú)源接點(diǎn)。

引入的模擬量信號(hào)：拉速采樣（4～20 mA）；送出的模擬量信號(hào)：振頻輸出（由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)）；送出的模擬量信號(hào)：電機(jī)電流輸出（由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)）。

來(lái)自連鑄機(jī)本體的中間繼電器的干觸點(diǎn)信號(hào)有準(zhǔn)備、澆鑄、送引錠三種操作狀態(tài)。在準(zhǔn)備狀態(tài)下，可以根據(jù)啟動(dòng)/停止信號(hào)來(lái)單機(jī)控制結(jié)晶器的振動(dòng)；在澆鑄狀態(tài)下，根據(jù)拉鋼啟動(dòng)/停止信號(hào)來(lái)控制結(jié)晶器的振動(dòng)（結(jié)晶器的振動(dòng)頻率在有拉速時(shí)根據(jù)拉速計(jì)算的頻率啟振，無(wú)拉速時(shí)可以根據(jù)預(yù)振頻率啟振或不預(yù)振）；在送引錠狀態(tài)下結(jié)晶器不能振動(dòng)。

來(lái)自連鑄機(jī)本體的中間繼電器的信號(hào)（由連鑄PLC提供干觸點(diǎn)信號(hào)）包括拉鋼啟動(dòng)信號(hào)、拉鋼停止信號(hào)、手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)和手動(dòng)停止信號(hào)。

送出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)（繼電器隔離）包括系統(tǒng)故障和振動(dòng)已啟動(dòng)。上述信號(hào)在調(diào)試時(shí)可能會(huì)有所調(diào)整，但必須滿足連鑄機(jī)的需要。

3 數(shù)字伺服缸

數(shù)字伺服缸是整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的核心裝置，通過(guò)搖臂帶動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)。數(shù)字伺服缸由數(shù)字式伺服電機(jī)、液壓滑閥、傳感器和推桿組成，通過(guò)接收數(shù)字脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制伺服電機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，使推桿產(chǎn)生直線位移，由此帶動(dòng)結(jié)晶器的升降或水平移動(dòng)。數(shù)字伺服電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快，所有功能都能通過(guò)數(shù)字缸控制器或PLC來(lái)完成，并且控制精度高，無(wú)軸向間隙。安裝方便，不需要安裝液壓油管，節(jié)省空間和時(shí)間，抗高溫，抗振動(dòng)，能夠適應(yīng)冶金工業(yè)的高熱、高粉塵的生產(chǎn)環(huán)境。

數(shù)字伺服缸由上下支撐軸固定，下支撐軸固定在振動(dòng)臺(tái)固定架上保持不動(dòng)，上支撐軸固定在振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)架上做弧線運(yùn)動(dòng)。雖然內(nèi)外弧伺服缸所處的位置不同，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)半徑不一樣，振動(dòng)幅度也不一樣，但由于它們的振動(dòng)頻率和相位都一樣，所以很容易實(shí)現(xiàn)同步上下運(yùn)動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

連鑄技術(shù)的核心是結(jié)晶器，而結(jié)晶器最主要的技術(shù)是結(jié)晶器振動(dòng)。盡管各種板坯、方坯等所采用的結(jié)晶器形狀、構(gòu)造不太一樣，但是所采用的結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)越來(lái)越趨于一致，即都采用了這種高頻率、小振幅的非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)。采用了這種控制技術(shù)后明顯地改善了結(jié)晶器的潤(rùn)滑條件，減小了坯殼表面振痕深度，提高了鋼坯的表面質(zhì)量和成材率，進(jìn)而提高連鑄機(jī)的效率，增加了產(chǎn)量，減少了漏鋼事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]李好文，閆海寧，劉和興，等.連鑄結(jié)晶器非正弦振動(dòng)系統(tǒng)神經(jīng)元控制研究[J].鋼鐵，2010（45）：36.

[2]楊樹(shù)成.數(shù)字伺服技術(shù)在板坯連鑄機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].酒鋼科技，2012（03）.

〔編輯：劉曉芳〕

摘 要：非正弦振動(dòng)控制是近年來(lái)連鑄控制系統(tǒng)廣泛采用的一種結(jié)晶器振動(dòng)控制方式。其負(fù)滑動(dòng)時(shí)間與正滑動(dòng)時(shí)間不同：前者較短，能減輕鑄坯表面的振痕深度；后者較長(zhǎng)，有利于結(jié)晶器的潤(rùn)滑。非正弦技術(shù)的引用，減少了正弦控制系統(tǒng)的弊端，突出了波形調(diào)節(jié)的能力，同時(shí)也減少了粘連性漏鋼事故的發(fā)生。系統(tǒng)按照工藝要求完全由計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)生控制結(jié)晶器振動(dòng)的非正弦波形曲線，結(jié)合實(shí)際拉速非常精確地控制結(jié)晶器上下振幅，使振動(dòng)波形保持精確的頻率，正、負(fù)滑脫時(shí)間等，最終得到滿足生產(chǎn)工藝需求的結(jié)晶器振動(dòng)曲線。

關(guān)鍵詞：非正弦振動(dòng)；連鑄技術(shù)；結(jié)晶器；數(shù)字缸控制器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）07-0079-02

在結(jié)晶器振動(dòng)過(guò)程中，為了得到精確、可控的振動(dòng)波形，國(guó)豐一煉鋼的1#矩形坯在改造后采用了鐳目公司的非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全通過(guò)PLC進(jìn)行控制。PLC將輸出信號(hào)傳送到多軸同步控制器，同步控制器對(duì)數(shù)字伺服電動(dòng)缸進(jìn)行同步控制。數(shù)字伺服電動(dòng)缸能夠非常準(zhǔn)確地控制運(yùn)動(dòng)精度（1 048 576個(gè)脈 沖/10 mm），并且具有非?？斓捻憫?yīng)速度（500 μs），能夠嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)定的工藝參數(shù)經(jīng)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生非正弦波形來(lái)驅(qū)動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器的非正弦振動(dòng)。

1 工藝分析

在結(jié)晶器振動(dòng)系統(tǒng)中有上行速度、下行速度、上行時(shí)間、下行時(shí)間之分，分別用VP，VN，TP，TN表示。上行速度VP較小時(shí)，結(jié)晶器銅板與坯殼之間的摩擦阻力減小，新生坯殼所承受的拉力降低；上行時(shí)間TP較大時(shí)，結(jié)晶器保護(hù)渣的消耗量增大，能夠有效改善潤(rùn)滑效果；下行速度VN和下行時(shí)間TN較大時(shí)，使新生坯殼產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，更有利于強(qiáng)制脫模。此外，系統(tǒng)加速度a較小時(shí)，能夠降低系統(tǒng)所受到的沖擊，保持系統(tǒng)穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的可靠性和使用壽命。波形偏斜率P=（上升時(shí)間-下降時(shí)間）/周期。以下圖1是非正弦偏斜率P=0.2的振動(dòng)波形。

圖1具備了非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)的全部特點(diǎn)，即曲線連續(xù)、光滑，無(wú)突變，不會(huì)產(chǎn)生較大的瞬時(shí)加速度，因此，結(jié)晶器受到的剛性沖擊小。

2 電氣控制系統(tǒng)說(shuō)明

2.1 電氣控制系統(tǒng)工作流程

電氣控制系統(tǒng)的工作流程有以下幾步：①計(jì)算機(jī)根據(jù)工藝要求經(jīng)過(guò)模型計(jì)算產(chǎn)生當(dāng)前爐次所需要的非正弦波形，該波形經(jīng)過(guò)數(shù)字化后，傳送到PLC控制系統(tǒng)；②系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)數(shù)字伺服電機(jī)的輸出值與時(shí)間生產(chǎn)拉速信號(hào)采樣后進(jìn)行反饋計(jì)算，經(jīng)PLC、運(yùn)動(dòng)控制器處理后，將這種修正后的非正弦振動(dòng)波形同步輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；③非正弦信號(hào)經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器放大后，轉(zhuǎn)化為足以驅(qū)動(dòng)大功率數(shù)字電機(jī)的大功率數(shù)字脈沖電流，此電流經(jīng)過(guò)整形后發(fā)送到數(shù)字電機(jī)；④數(shù)字伺服缸在數(shù)字電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，推動(dòng)推桿使結(jié)晶器做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；⑤結(jié)晶器在數(shù)字伺服缸的作用下按預(yù)先設(shè)定的波形作上下振動(dòng)，完成振動(dòng)全過(guò)程。

2.2 系統(tǒng)電氣接口

模擬量信號(hào)交接時(shí)，輸入信號(hào)自己加隔離器，信號(hào)都采用標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA。開(kāi)關(guān)量的交接都采用無(wú)源接點(diǎn)。

引入的模擬量信號(hào)：拉速采樣（4～20 mA）；送出的模擬量信號(hào)：振頻輸出（由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)）；送出的模擬量信號(hào)：電機(jī)電流輸出（由以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)）。

來(lái)自連鑄機(jī)本體的中間繼電器的干觸點(diǎn)信號(hào)有準(zhǔn)備、澆鑄、送引錠三種操作狀態(tài)。在準(zhǔn)備狀態(tài)下，可以根據(jù)啟動(dòng)/停止信號(hào)來(lái)單機(jī)控制結(jié)晶器的振動(dòng)；在澆鑄狀態(tài)下，根據(jù)拉鋼啟動(dòng)/停止信號(hào)來(lái)控制結(jié)晶器的振動(dòng)（結(jié)晶器的振動(dòng)頻率在有拉速時(shí)根據(jù)拉速計(jì)算的頻率啟振，無(wú)拉速時(shí)可以根據(jù)預(yù)振頻率啟振或不預(yù)振）；在送引錠狀態(tài)下結(jié)晶器不能振動(dòng)。

來(lái)自連鑄機(jī)本體的中間繼電器的信號(hào)（由連鑄PLC提供干觸點(diǎn)信號(hào)）包括拉鋼啟動(dòng)信號(hào)、拉鋼停止信號(hào)、手動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)和手動(dòng)停止信號(hào)。

送出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)（繼電器隔離）包括系統(tǒng)故障和振動(dòng)已啟動(dòng)。上述信號(hào)在調(diào)試時(shí)可能會(huì)有所調(diào)整，但必須滿足連鑄機(jī)的需要。

3 數(shù)字伺服缸

數(shù)字伺服缸是整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)的核心裝置，通過(guò)搖臂帶動(dòng)結(jié)晶器振動(dòng)。數(shù)字伺服缸由數(shù)字式伺服電機(jī)、液壓滑閥、傳感器和推桿組成，通過(guò)接收數(shù)字脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制伺服電機(jī)的偏轉(zhuǎn)角度，使推桿產(chǎn)生直線位移，由此帶動(dòng)結(jié)晶器的升降或水平移動(dòng)。數(shù)字伺服電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度快，所有功能都能通過(guò)數(shù)字缸控制器或PLC來(lái)完成，并且控制精度高，無(wú)軸向間隙。安裝方便，不需要安裝液壓油管，節(jié)省空間和時(shí)間，抗高溫，抗振動(dòng)，能夠適應(yīng)冶金工業(yè)的高熱、高粉塵的生產(chǎn)環(huán)境。

數(shù)字伺服缸由上下支撐軸固定，下支撐軸固定在振動(dòng)臺(tái)固定架上保持不動(dòng)，上支撐軸固定在振動(dòng)臺(tái)的振動(dòng)架上做弧線運(yùn)動(dòng)。雖然內(nèi)外弧伺服缸所處的位置不同，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)半徑不一樣，振動(dòng)幅度也不一樣，但由于它們的振動(dòng)頻率和相位都一樣，所以很容易實(shí)現(xiàn)同步上下運(yùn)動(dòng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

連鑄技術(shù)的核心是結(jié)晶器，而結(jié)晶器最主要的技術(shù)是結(jié)晶器振動(dòng)。盡管各種板坯、方坯等所采用的結(jié)晶器形狀、構(gòu)造不太一樣，但是所采用的結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)越來(lái)越趨于一致，即都采用了這種高頻率、小振幅的非正弦振動(dòng)控制系統(tǒng)。采用了這種控制技術(shù)后明顯地改善了結(jié)晶器的潤(rùn)滑條件，減小了坯殼表面振痕深度，提高了鋼坯的表面質(zhì)量和成材率，進(jìn)而提高連鑄機(jī)的效率，增加了產(chǎn)量，減少了漏鋼事故的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]李好文，閆海寧，劉和興，等.連鑄結(jié)晶器非正弦振動(dòng)系統(tǒng)神經(jīng)元控制研究[J].鋼鐵，2010（45）：36.

[2]楊樹(shù)成.數(shù)字伺服技術(shù)在板坯連鑄機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].酒鋼科技，2012（03）.

〔編輯：劉曉芳〕