CN107282907A - 利用plc程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法 - Google Patents

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赵立方
王中毅
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

本发明涉及一种利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法，属于连铸自动控制技术领域。技术方案是：通过新增偏差计算模块实现偏差判别及时间记录功能，并设定液位允许偏值；通过对采集到的结晶器实际液位、结晶器设定液位以及液位允许偏差值进行比较计算，通过计算实现液面波动是否合格的判定；通过浇次开始信号和结束信号，计算本浇次总浇注时间以及波动超出液位允许偏差值时间，算出本浇次结晶器液面波动合格率。本发明通过在PLC控制器中设置此偏差计算程序，快速、实时的对连铸结晶器液面波动合格率的统计，可以精准稳定控制范围，有效减少卷渣，明显改善铸坯质量，同时减少漏钢、溢钢等生产事故，也可以减轻职工的劳动强度。

Description

利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法
技术领域
本发明涉及一种利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法，属于连铸自动控制技术领域。
背景技术
结晶器是连铸机中最关键的部件，它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量起着十分重要的作用，被称为连铸机的心脏。结晶器内钢液的流动状态和液面波动直接影响连铸生产和铸坯质量。铸坯大多数表面缺陷都源于结晶器。同时，要提高连铸产量，就需要较高的拉坯速度，但拉坯速度提高会使结晶器内钢水流动和液面扰动变得剧烈，给铸坯质量带来新的问题。因此，进行结晶器内钢液流场和液面波动的分析研究就显得尤为重要。结晶器液面波动不仅影响连铸生产的稳定,还会对铸坯质量产生很大影响。随着结晶器液面波动的加剧，铸坯皮下非金属夹杂物的含量显著增加，进而恶化了最终产品的表面质量。同时液面的波动也会带来结晶器钢水的卷渣，造成铸坯内部夹杂物含量超标,严重时会造成铸坯纵裂漏钢、或夹渣。连铸结晶器液面波动变化速度较快，为保证短周期偏差也能被发现及记录，要求尽可能的缩短数据采集处理周期，提高系统准确率。已有技术不能快速、实时的对连铸结晶器液面波动合格率的统计。
发明内容
本发明目的是提供一种利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法，快速、实时的对连铸结晶器液面波动合格率的统计，精准稳定的控制范围，可有效减少卷渣，明显改善铸坯质量，同时减少漏钢、溢钢等生产事故，也可以减轻职工的劳动强度，解决背景技术存在的上述问题。
本发明技术方案是：
利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法，包含如下步骤：
（1）钢水液面检测设备安装在连铸结晶器上检测实际钢水液面，PLC控制器安装在电气室内，操作站安装在主控室内，钢水液面检测设备、PLC控制器、操作站相互相连；
（2）在PLC控制器中设置偏差计算程序，通过新增偏差计算模块实现偏差判别及时间记录功能，并设定液位允许偏值；单次循环计算程序周期与PLC控制器运行周期相同，在100ms以内；
（3）数据采集：钢水液面检测设备将数据信号送入在PLC控制器的偏差计算模块，数据信号包括：结晶器实际液位、结晶器设定液位、浇次开始以及结束信号；
（4）PLC控制器的偏差计算模块自动计算液位波动合格率：通过对采集到的结晶器实际液位、结晶器设定液位以及液位允许偏差值进行比较计算，通过计算实现液面波动是否合格的判定；通过浇次开始信号和结束信号，计算本浇次总浇注时间以及波动超出液位允许偏差值时间，算出本浇次结晶器液面波动合格率。
所述操作站内的操作画面上设定头坯长度、液位允许偏差值以及液面波动时间参数，同时将结晶器液面波动合格率做成趋势图，以便于工艺技术人员查看浇次相关数据。
为保证短周期偏差也能被发现及记录，要求尽可能的缩短数据采集处理周期，提高系统准确率。
本发明的有益效果是：本发明通过在PLC控制器中设置此偏差计算程序，快速、实时的对连铸结晶器液面波动合格率的统计，对高效连铸机的发展是个质的飞越，可以精准稳定控制范围，有效减少卷渣，明显改善铸坯质量，同时减少漏钢、溢钢等生产事故，也可以减轻职工的劳动强度。
附图说明
附图1是本发明实施例液面波动合格率计算时序控制图；
图中：不合格波动时间a，合格波动时间b，液面波动由不合格到合格判定时间t1, 液面波动允许波动时间t2。t1为延时通定时器T1设定时间，t1+t2为延时断定时器T2设定时间，t2为延时通定时器T3设定时间，液位偏差允许值根据工艺要求设定为±5mm。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法，包含如下步骤：
（1）钢水液面检测设备安装在连铸结晶器上检测实际钢水液面，PLC控制器安装在电气室内，操作站安装在主控室内，钢水液面检测设备、PLC控制器、操作站相互相连；
（2）在PLC控制器中设置偏差计算程序，通过新增偏差计算模块实现偏差判别及时间记录功能，并设定液位允许偏值；单次循环计算程序周期与PLC控制器运行周期相同，在100ms以内；
（3）数据采集：钢水液面检测设备将数据信号送入在PLC控制器的偏差计算模块，数据信号包括：结晶器实际液位、结晶器设定液位、浇次开始以及结束信号；
（4） PLC控制器通过对采集到的结晶器实际液位、结晶器设定液位以及液位允许偏差值进行比较计算，通过计算实现液面波动是否合格的判定；
附图中，延时通定时器T1的输入信号为液面波动是否超范围，当液面超范围时，T1定时器开始运行。延时通定时器T1、延时断定时器T2、延时通定时器T3按照顺序串联连接；
在A至B点区域为液面波动超差区域，在A点液面超范围后，此时延时通定时器T1断开连接；延时断定时器T2开始断开连接倒计时，由于a+t1> t1+t2,当时间超过t1+t2时，延时断定时器T2断开连接；此时延时通定时器T3也断开连接；此时判断液面波动超范围。当通过B点后，液面波动正常后，此时延时通定时器T1经过t1时间后，接通连接；延时断定时器T2同时接通连接；此时延时通定时器T3延时t2后接通连接，判断液面波动正常。本次液面波动时间计算T1=(t2+t1+a)-(t1+t2)=a；
在C至D区域波动时，在C点液面超范围后，此时延时通定时器T1断开连接；延时断定时器T2开始断开连接倒计时；经过b时间后，延时通定时器T1开始计算，t1时间过后，延时通定时器T1接通连接，由于b+t1<t1+t2,此时T2定时器还在倒计时阶段， 所以T2定时器未断开连接，延时通定时器T3也未断开连接，此时由于波动时间b<t2，所以判断液面波动合格；
（5）PLC控制器自动计算液位波动合格率的计算：
通过浇次开始信号和结束信号，累加计算本浇次总浇注时间，根据T3定时器的接通时间累加计算结晶器液位波动合格时间，结晶器液面波动合格率=液位波动合格时间÷总浇注时间×100%。
所述操作站内的操作画面上设定头坯长度、液位允许偏差值以及液面波动时间参数，同时将结晶器液面波动合格率做成趋势图，以便于工艺技术人员查看浇次相关数据。
本实施例在某方坯连铸机生产运行，实现了趋线监控向数字统计的转变，使指标量化更加直观。强化了炼钢过程监管能力，可提醒工程技术人员快速查找引起液面波动的原因，并采取有效措施消除波动，提高液面波动合格率，合格率由最初的96%提高到98%以上，最高达到99%。实现恒拉速率稳态浇铸，保证了铸坯热装热送，铸坯降级改判率和废品大幅度下降。

Claims (2)

1.利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）钢水液面检测设备安装在连铸结晶器上检测实际钢水液面，PLC控制器安装在电气室内，操作站安装在主控室内，钢水液面检测设备、PLC控制器、操作站相互相连；
（2）在PLC控制器中设置偏差计算程序，通过新增偏差计算模块实现偏差判别及时间记录功能，并设定液位允许偏值；单次循环计算程序周期与PLC控制器运行周期相同，在100ms以内；
（3）数据采集：钢水液面检测设备将数据信号送入在PLC控制器的偏差计算模块，数据信号包括：结晶器实际液位、结晶器设定液位、浇次开始以及结束信号；
（4）PLC控制器的偏差计算模块自动计算液位波动合格率：通过对采集到的结晶器实际液位、结晶器设定液位以及液位允许偏差值进行比较计算，通过计算实现液面波动是否合格的判定；通过浇次开始信号和结束信号，计算本浇次总浇注时间以及波动超出液位允许偏差值时间，算出本浇次结晶器液面波动合格率。
2.根据权利要求1所述的利用PLC程序统计连铸结晶器液面波动合格率的方法，其特征在于：所述操作站内的操作画面上设定头坯长度、液位允许偏差值以及液面波动时间参数，同时将结晶器液面波动合格率做成趋势图。
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