板坯连铸机拉矫反馈定尺切割的研究和应用

板坯连铸机拉矫反馈定尺切割的研究和应用摘要：在坯连铸机生产应用中一般用一套独立的测速辊装置来进行铸坯的定尺切割，本文提出的拉矫反馈定尺切割系统，利用拉矫驱动自带的编码器反馈通过plc控制系统编程，实现了铸坯高精度切割，在板坯连铸机的生产中具有广泛的应用前景。关键词：连铸plc驱动反馈abstract:inthecontinuouscastingmachineproductionapplicationingeneralslabwithasetofindependentspeedrollertoslabcuttingthescale,theproposedbyfeedbackandscalecuttingsystem,byusingpulltoownencoderfeedbackthroughdriverprogrammingplccontrolsystem,realizedthehighprecisioncuttingslab,theslabcasterintheproductionhasabroadprospectofapplication.keywords:continuouscastingplcdrivefeedback中图分类号：tf777.1文献标识码：a文章编号：0前言唐山不锈钢有限责任公司板坯连铸机测速辊切割定尺装置自正式投产以来，频繁出现测速辊卡死或定尺不准的现象，在此条件下，通过对测速辊定尺系统的改造，利用拉矫驱动自带的编码器反馈修正算出定尺发送给火焰切割系统切割信号。本系统的成功应用一方面避免了原有测速辊定尺系统中机械接触测量带来的误差和较高的故障率，完全替代了测速辊装置的功能，不仅降低了维修备件成本，同时也大大的减轻了设备维护的劳动强度。另一方面本系统通过plc之间的ethernet网络进行通信传送切割信号，降低了硬线连接带来的故障率和维护强度增强了它的稳定性。它的应用大大提高了铸坯的合格率。1驱动装置反馈定尺切割系统的自动控制原理1.1驱动装置反馈定尺切割系统的硬件测速辊装置设计用一个轮盘沿铸坯同步转动，轮盘轴的另一端装有绝对值型脉冲编码器反馈来计算铸坯长度发出定尺信号。本系统利用连铸机自身所具有的硬件进行关联实现定尺功能，涉及到的硬件包括连铸机铸流s7-400plc控制系统，工业ethernet网络设备（交换机、光纤等）驱动电机脉冲编码器、执行设备（火焰切割机系统）等，需要火焰切割机s7-300plc控制系统与铸流s7-400plc控制系统建立通讯连接，把驱动编码器采集的经铸流plc计算出的定尺信号通过以太网传送给火焰切割机plc，通过火焰切割机的do模块发出命令，使火切机开始一个切割过程，并同时把火切机的位置状态及压头动作信号通过以太网传送给铸流plc以进行时时的计算。如图1为本系统的原理方框图：图1本系统的原理方框图图2本系统切割定尺长度设定画面1.2驱动装置反馈切割定尺系统的软件实现驱动装置反馈切割定尺系统直接利用连铸机铸流西门子s7-400控制系统采集的铸坯长度并综合火焰切割机西门子s7-300控制系统的主压信号和大车位置信号等计算出铸坯行程从而发出切割信号控制火焰切割机系统完成铸坯切割。控制过程需要在铸流plc系统和火焰切割机plc系统中完成，编程语言step7使用、操作及监控画面在铸流工控机（使用wincc6.0）上完成。无需额外设备，具体工作原理如下：⑴数据采集由于连铸机设计有动态软压下和动态二冷配水，为了满足上述需要铸流控制系统已将铸坯长度采集并存储，其过程如下：通过s7-400高速记数模块采集到拉矫驱动辊的转速，根据以下公式计算出铸坯的长度：s=vtv=v＇πdv＇：拉矫驱动辊转速；s：铸坯实际总长度；v：拉矫驱动辊线速度；t：拉矫辊驱动运行时间。在拉矫辊不打滑的情况下，铸坯长度s与实际铸坯长度应该是相等的，铸坯长度s在原铸流plc中已经存储在编程时可随时调用。⑵数据处理在程序中综合火焰切割机的主压信号和大车位置信号进行数据处理，并根据铸流控制系统主控画面上设定的铸坯定尺尺寸进行比较控制，依据公式处理如下：s2=q(s-s1)s2：在铸流控制系统主主控画面上设定的铸坯定尺长度；q：与实际公况精细比较得出的补偿系数；s：铸坯实际总长度；s1：每次火焰切割机主压压下时铸坯瞬时总长度。当程序数据满足上述公式时，火焰切割系统便得到切割信号，开始执行切割动作，切割机主压压下的同时，程序将s2所对应的数据块清零。⑶控制动作铸坯总长度和定尺设定长度通过以太网通信传送给火焰切割系统，通过程序处理得出切割信号，火切机开始执行切割动作，主压压下后火切机与铸坯同步前进，切割枪开始切割，两割枪分别从铸坯两侧边缘沿与铸坯行走垂直的方向将其切断，铸坯切断后，火切机压头抬起，大车与割枪都回原位等待下一次切割。⑷坯头坯尾处理切坯头时，手动控制切割机切割，但在手动主压压下时，铸坯s1已经开始正常记录了，坯头切完后，大车回原位，将火切机打到自动即可自动控制定尺切割铸坯。拉尾坯时拉矫机与铸坯不接触，此时还是通过手动控制火切机对尾坯进行手动处理。2驱动装置反馈切割定尺系统程序设计火切机系统的主压信号及大车位置信号等都存放在db10数据块中，铸坯总长度存放在db20.dbd8中，md140为铸坯动态行程，参与火切机系统内部比较程序得出切割信号。如下图：3结语通过在生产中的实际应用，驱动装置反馈定尺切割系统具有检测快速精确高，能够在恶劣的环境下稳定工作，抗干扰能力强，操作维修简单，达到了系统运行稳定以及近于零维修的目的，为唐山不锈钢连铸机的顺利生产提供了极大的保障作用。驱动反馈定尺切割系统投入运行后至今未发生过一次误报或漏报事故，彻底解决了测量辊接触测量缺陷和机械维修及冷却问题，钢坯切割合格率100%，直接经济效益80多万元/年，根本解决了传统不锈钢连铸机普遍存在的测量辊维修问题。参考文献[1]深入浅出s7-300plc[2]深入浅出winccv6[3]step7v5.3编程手册西门子（中国）有限公司[4]工业自动化数据组态监控系统v5.5使用手册唐山不锈钢有限责任公司设备部注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。