CN107598109A - 一种连铸机液位自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种连铸机液位自动控制系统，包括一台CPU226型号的PLC和模拟量I/O扩展模块EM231，它们是结晶器液位检测及塞棒数字控制系统的核心部件。该控制系统采用涡流检测技术与先进的数字控制技术相结合来实现单流板坯连铸结晶器钢水液位的闭环自动控制，采用PLC自带的PTO输出口控制步进电动缸的位置间接控制进入结晶器的流量，采用成熟的PI控制算法实现液位的闭环控制。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种连铸机液位自动控制系统，适用于机械领域。
背景技术
连铸是指使钢水连续不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却全部凝固后，切成坯料的铸造工艺。连铸技术的开发与应用是钢铁工业继氧气转炉之后又一次重大的技术革命。连铸技术自大规模工业应用以来，一直是钢铁生产技术发展的中心环节，它将是钢铁工业进一步实现技术结构调整的主要动力。
发明内容
本发明提出了一种连铸机液位自动控制系统，采用涡流检测技术与先进的数字控制技术相结合来实现单流板坯连铸结晶器钢水液位的闭环自动控制，采用PLC自带的PTO输出口控制步进电动缸的位置间接控制进入结晶器的流量，采用成熟的PI控制算法实现液位的闭环控制。
本发明所采用的技术方案是：
所述控制系统采用涡流检测技术与先进的数字控制技术相结合，实现了结晶器钢水液位的PI自动控制，液位检测及塞棒控制系统由工控机系统、可编程逻辑控制器(PLC)及扩展的模拟量采集模块、数字电动缸系统、液面检测装置(含检测传感器和前置放大器)、操作盒、电气控制柜及相应的控制软件等几个部分组成。
所述可编程控制器(PLC)系统包括一台CPU226型号的PLC和模拟量I/O扩展模块EM231，它们是结晶器液位检测及塞棒数字控制系统的核心部件。
所述控制系统采用国内镭目公司生产的RAM系列涡流式钢水液面检测计。通过悬架在结晶器上口30mm处的涡流式传感器的探头检测到的液位信号，经控制仪转换成4～20mA电流信号，再经过AD转换，得到液位的高度值，并实时把液面信号送给处理机PLC，PLC根据实际液面和设定液面的比较，控制中间包塞棒开口度调节钢水流量，从而保证结晶器内钢水液面的稳定。
所述塞棒数字控制系统采用西门子S7-200系列CPU作为控制器，它是一种紧凑型的可编程控制器。自行开发塞棒数字控制系统专用PID控制软件。
所述控制系统采用涡流式液面检测计作检测系统，能精确测量出结晶器内的钢水液位，经过前置放大器得到标准的4～20mA的电流信号，并实时把液位信号送给处理机PLC。
本发明的有益效果是：该控制系统采用涡流检测技术与先进的数字控制技术相结合来实现单流板坯连铸结晶器钢水液位的闭环自动控制，采用PLC自带的PTO输出口控制步进电动缸的位置间接控制进入结晶器的流量，采用成熟的PI控制算法实现液位的闭环控制。
附图说明
图1是本发明的结晶器液位检测及塞棒控制系统示意图。
图2是本发明的钢水液面控制系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，控制系统采用涡流检测技术与先进的数字控制技术相结合，实现了结晶器钢水液位的PI自动控制，液位检测及塞棒控制系统由工控机系统、可编程逻辑控制器(PLC)及扩展的模拟量采集模块、数字电动缸系统、液面检测装置(含检测传感器和前置放大器)、操作盒、电气控制柜及相应的控制软件等几个部分组成。
上位机置于总控室中，它主要完成以下工作：（1）参数设定。如钢水液面、塞棒位置等参数的设定；（2）将检测到的液位值、塞棒调整位置值以及各种状态值，实时记录保存；（3）显示液位及塞棒控制的状态，并画出液位波动曲线。
可编程控制器(PLC)系统包括一台CPU226型号的PLC和模拟量I/O扩展模块EM231，它们是结晶器液位检测及塞棒数字控制系统的核心部件，主要完成以下工作：（1）将液面检测系统输出的信号转换成液位高度值；（2）由液位高度值，采用PID调节算法进行运算，得到塞棒调节的位移量；（3）依据塞棒调节位移量，控制执行机构调节塞棒的位移；（4）监测液面检测系统及塞棒控制系统的工作状态，防止异常事件发生；（5）接收上位机设置的相关参数，并将检测的液位值、塞棒位置及整个系统的状态传送到上位机。
数字电动缸是塞棒控制系统的核心，它接收PLC的控制命令，驱动执行机构，完成塞棒的调节。结晶器液位检测装置由涡流式传感器和前置放大器构成。探头将钢水液位的高度转换成电信号，经前置放大器处理后转换成对应的电流信号。
如图2，控制系统采用国内镭目公司生产的RAM系列涡流式钢水液面检测计。通过悬架在结晶器上口30mm处的涡流式传感器的探头检测到的液位信号，经控制仪转换成4～20mA电流信号，再经过AD转换，得到液位的高度值，并实时把液面信号送给处理机PLC，PLC根据实际液面和设定液面的比较，控制中间包塞棒开口度调节钢水流量，从而保证结晶器内钢水液面的稳定。
塞棒数字控制系统采用西门子S7-200系列CPU作为控制器，它是一种紧凑型的可编程控制器。自行开发塞棒数字控制系统专用PID控制软件。
控制系统采用涡流式液面检测计作检测系统，能精确测量出结晶器内的钢水液位，经过前置放大器得到标准的4～20mA的电流信号，并实时把液位信号送给处理机PLC。
Claims (5)
1.一种连铸机液位自动控制系统，其特征是：所述控制系统采用涡流检测技术与先进的数字控制技术相结合，实现了结晶器钢水液位的PI自动控制，液位检测及塞棒控制系统由工控机系统、可编程逻辑控制器(PLC)及扩展的模拟量采集模块、数字电动缸系统、液面检测装置(含检测传感器和前置放大器)、操作盒、电气控制柜及相应的控制软件等几个部分组成。
2. 根据权利要求1所述的一种连铸机液位自动控制系统，其特征是：所述可编程控制器(PLC)系统包括一台CPU226型号的PLC和模拟量I/O扩展模块EM231，它们是结晶器液位检测及塞棒数字控制系统的核心部件。
3. 根据权利要求1所述的一种连铸机液位自动控制系统，其特征是：所述控制系统采用国内镭目公司生产的RAM系列涡流式钢水液面检测计，通过悬架在结晶器上口30mm处的涡流式传感器的探头检测到的液位信号，经控制仪转换成4～20mA电流信号，再经过AD转换，得到液位的高度值，并实时把液面信号送给处理机PLC，PLC根据实际液面和设定液面的比较，控制中间包塞棒开口度调节钢水流量，从而保证结晶器内钢水液面的稳定。
4. 根据权利要求1所述的一种连铸机液位自动控制系统，其特征是：所述塞棒数字控制系统采用西门子S7-200系列CPU作为控制器，它是一种紧凑型的可编程控制器，自行开发塞棒数字控制系统专用PID控制软件。
5. 根据权利要求1所述的一种连铸机液位自动控制系统，其特征是：所述控制系统采用涡流式液面检测计作检测系统，能精确测量出结晶器内的钢水液位，经过前置放大器得到标准的4～20mA的电流信号，并实时把液位信号送给处理机PLC。
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| CN108594751A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-09-28 | 上海中天铝线有限公司 | 一种铝线轧机浇铸液位监控装置 |
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| CN111185583A (zh) * | 2020-02-12 | 2020-05-22 | 首钢集团有限公司 | 一种连铸浸入式水口堵塞的处理方法和处理装置 |
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