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        PLC技術(shù)在連鑄生產(chǎn)中的應(yīng)用

        2019-02-11 23:21:02
        時(shí)代農(nóng)機(jī) 2019年11期
        關(guān)鍵詞:流控結(jié)晶器連鑄

        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。

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