連鑄機電氣自動化控制系統優化設計

連鑄機電氣自動化控制系統優化設計-控制

系統論文-工程論文

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關鍵詞：連鑄機；電氣自動化；控制系統

1連鑄機工藝流程

在對連鑄機的使用環節中，一般會用到的器材包括震動結晶器、

冷卻二次裝置、直接拉坯橋等[1]，當結晶器出口的胚殼厚度達到規定

范圍時，便可以使用拉坯機和振動結晶器，使得含有液態鋼的鑄坯與

夾錕連接，促使導向弧的形成。在澆鑄過程中，對液態鋼的裝卸需要

用到運載鋼包裝置，將液態鋼倒入連鑄機中，然后將鋼水由底部進水

口導入中間包。在對鋼水的冷卻過程中，需要先將包塞中間棒打開，

使鋼水流入下水口并用引錠桿頭堵住，在冷凝結晶器中進行冷凝結晶

并形成坯殼。在鑄坯過程中，需要進行再次冷卻，一般使用霧化水進

行冷卻，使得鋼液進一步冷卻凝固。一旦引錠桿越過扇形段，便會 于

鑄坯，這需要在鋼液完全冷凝后進行矯直。在對鑄坯的切割中，需要

用到規范的切割裝置，待切割完成后，將凝固的鋼液運送出來。

2連鑄機控制系統設計

在連鑄機的電氣化自動控制系統中，一般包括傳動交流裝置、電

氣元件、智能儀表等，在PLC控制系統的支持下，實現各儀器之間的

信息傳輸，對連鑄過程的實時信息進行有效的監控與處理。連鑄機的

電氣自動化控制系統具體可以分為以下幾個系統：

液壓系統和液壓主系統，液壓系統的主要功能便是通過配備的液壓傳

感器，實時監控連鑄過程中鋼液的壓力大小，并將數據傳輸到主控制

系統，相關專業人員可以通過鋼液的實時壓力數據，進行分析總結，

根據液壓數據對連鑄過程進行適當的調整，保證液壓處于穩定狀態，

有利于連鑄過程的順利進行。在潤滑系統中，主要是進行潤滑脂的分

配，確保在連鑄過程中鑄坯在錕道轉換中引起劃痕，而潤滑系統的自

動化控制，有條不紊的進行潤滑脂分配，保證了連鑄過程中供脂的穩

定性。

2.2鑄流控制系統

一般控制結晶器等部分，包括結晶震動裝置、下液壓裝置、壓力

系統等[2]，在進行澆鑄時，就可以在電氣化自動系統的幫助下，對澆

鑄的實際狀態進行反饋，更加精確的檢測結晶器的穩定性、液面控制

等，提高連鑄過程中鑄坯的生產效率。

2.3后臺控制系統

后臺控制一般包括后部錕道、出坯設備的控制等，其主要設備由

對中裝置升降擋板、切割設備、脫引錠設備等，在連鑄過程中，后臺

設備的各種參數需要更加的精密，測定的參數也比較多，這便需要更

加先進的儀表設備，通過參數設定精確的切割車軌道，保證切割槍的

精確操作，使得切割的鋼材有較高的精確度，提升鋼材質量。

2.4平臺控制系統

儀表主要用于檢測中間包、鋼水罐、冷卻水水管和焦爐的溫度，

鋼水罐和中間包的重量，焦爐氧氣、中間包氬氣、冷卻水、焦爐總管

煤氣的流量與壓力，以及降溫結晶器的水溫差等相關設備參數。在對

連鑄機的電氣自動化控制系統的設計中，本文通過鋼鐵工業與加工工

藝的實際需求，將其設置為分散控制的集散控制系統、集中操作等，

在主控制系統中，又設置液壓潤滑、后臺控制、鑄流控制等系統的子

系統，對生產運作進行嚴格的管理控制，詳細優化見圖2。

3集散系統設計

3.1PCL配置

輸出與輸入系統、控制器等，是通過中型機架控制系統構成[3]。以

PLC-6系列的處理器為基礎設備，在以太網為載體的網絡環境中，達

到對各種儀器設備的連接。PLC儀表用于對各種各樣的冷卻設備的控

制與測定；公用PLC主要功能為控制和檢驗潤滑設備、平臺設備與后

臺設備；鑄流PLC主要作用是對結晶器與扇形段進行控制與測定；而

出坯區設備的控制與檢測則需要用到PLC出坯區，例如出坯區如何配

置、臺車橫移輥道如何運行、對象的多個控制等，其中的主要器材夠

成為：主機架、遠程機架，在進行對機架之間的連接時，則需要用到

ControlNet，并且還需要對所有輥道設備進行檢測與控制，這里需要

安裝多個變頻器。

（2）PLC自動化系統的組態首要要進行模塊參數的分析與設置，

模塊參數一般用于對機架槽號與相關模塊名稱的編寫，需要選擇合適

的編寫方式。按照模擬量的標準對相關設備進行測量，然后進行輸入

部分與輸出部分的數據分析，再進行濾波時間、偏移量、類型信號等

指標的模擬輸入。在組態機架的過程中，可應用自動化PLC機架設備，

一般組成為組態機架、擴展機架等，在對主機架的組裝過程中，其分

布需要按照所有模塊標準進行，然后通過背板對模塊的逐一添加。在

擴展機架的內容中，一般分為掛機組態、網絡組態、IO柜遠程組態等。

3.2系統結構優化

（1）通信網絡優化設計在對分散系統進行控制時，通過場地的總

線纜在以太網的作用下進行信息傳輸，實現對場地的實時監控，信息

上傳與指令下達。在這一過程中，可以分為數個網絡段，在光纖與交

換機的結合下將電氣室、操作室、機房進行數據共享連接，實現信息

的相互傳遞。借助以太網，建立HMI系統對自動化設備與計算機進

行智能操作，通過操作員站的客戶機將上傳的數據信息顯示出來，操

作員根據實際情況輸入相應的信息，并上傳到對應的服務器進行信息

傳輸，自動化系統、數據存儲、客戶機等之間的通信需要建立數據庫

服務器來完成。

（2）集中監控優化設計一般由顯示工程師操作站、切割室計算機、

監控出坯室等組成，在操作站中，實時監控生產過程與設備運行情況，

通過提前設定規范的數據，一旦生產過程或設備運行出現問題便會 ，

實現及時發現問題并處理。在工程師站中，一般是對數據進行修改，

對運行程序進行編制。

（3）分散過程優化設計在出坯室配備PLC切割，在連鑄電氣室配

備鑄流、PLC儀表、公用PLC等，在連鑄生產線上安裝智能調節裝置

與監控設備等，在連鑄生產線的各個控制室中配備PCL進行實時監控，

實現各個控制器之間的信號傳輸，并進行指令發布，實現總數據線在

上位機上的信息傳輸。

（4）綜合信息優化設計綜合信息系統一般包括計算機管理、辦公

系統、服務系統等，以服務器和操作站為載體，對數據進行收集處理，

并將操作歷史進行有效記錄，完成連鑄過程中上游與下游的通信，這

樣不僅可以對連鑄過程的生產情況進行有效的上傳并分析，根據實際

情況制定好合理的生產計劃，有利于連鑄過程的高效進行。

4結語

連鑄是鋼鐵生產中的重要步驟，其自動化程度直接關系到鋼鐵工

業的耗能費用與鋼鐵的成品質量，也是體現生產線先進程度的重要標

志。隨著大部分鋼鐵企業對連鑄機的電氣自動化控制系統的應用，不

僅能顯著的降低生產耗能與成本費用，也使得鋼鐵生產線的效率 提

高，并且保證了生產流程的有序進行，提高了生產過程的系統穩定性。

在連鑄機的電氣自動化控制系統中，還需要針對一些問題進行改進，

完善PLC程序，進一步提高自動化水平，以提高鑄坯生產質量。

參考文獻

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[2]高民,祁蕾,楊繼芳.基于PLC的硅鋼連鑄機干油集中潤滑控制系

統優化設計[J].南方農機,2020,51(02):131.

[3]閆凡熙,肖華生.DANIELI2150連鑄機澆鑄狀態自動更換中間包浸

入式水口設計[J].連鑄,2019,44(06):80-81.

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