一、概述 濟鋼第三煉鋼廠板坯連鑄機工程是濟鋼“十五”發展的重點工程項目，屬于立彎式直弧形連鑄機，弧形半徑達10米，可生產寬1600～2250毫米、厚200～270毫米規格的板坯。其自動化控制技術已達世界先進水平。濟鋼三煉鋼板坯連鑄機基礎自動化控制系統（L1級）采用德國西門子公司的S7系列產品，組成儀控合一的基礎自動化控制級。PLC主要采用S7-300、 S7-400及C7系列作為主站，遠程I/O、變頻器等智能單元作為從站，主站與從站采用現場總線PROFIBUS_DP與從站進行通訊。 二、生產工藝介紹 生產工藝流程圖如下： 三、板坯連鑄機網絡系統 根據板坯連鑄機生產工藝的特點，自動化控制網絡系統分為二級，即L1級基礎自動化控制系統和L2級過程控制計算機系統，帶有部分管理功能。L1級是一套完整的電/儀一體化控制系統，其主要作用包括： 1、完成各工藝裝置的邏輯/順序控制和操作，工藝參數的設置； 2、工藝參數、現場設備狀態的顯示和報警及工藝流程畫面的監控； 3、過程控制及計算機的通信等。L2級的功能包括連鑄機的模型計算、參數設定、質量跟蹤和生產報表等。 在網絡配置上，上位機（FactoryLink操作站）與Siemens PLC之間通過100Mbps的工業以太網相連，通過TCP/IP協議實現數據交換。各PLC的CPU之間的數據共享通過Profibus工業總線接口連接實現。PLC與遠程I/O、變頻器之間的通訊通過Profibus-DP總線網實現。Profibus-DP主要用于工業自動化系統的高速數據傳送，實現調節和控制功能，是一種高速低成本通訊方式，用于設備級控制系統與分散式I/O的通訊，是計算機網絡通訊向現場級的延伸。 板坯連鑄機系統網絡圖如下所示： 四、板坯連鑄機基礎自動化系統 由于西門子PLC具有可靠性高，抗干擾能力強；編程方便，功能完善，易于使用；控制系統設計、安裝、調試方便；維修方便，維修工作量小；適應性強，應用靈活等特點，所以板坯連鑄機控制系統以西門子PLC 控制裝置為核心。該系統由公用PLC、鑄流PLC、儀表PLC、切割PLC和各遠程站組成，各PLC采用德國西門子公司最新型的PLC S7-400、300系列產品，遠程站I/O也采用德國西門的產品，各部分PLC的主要功能如下： 公用PLC： 主要完成對大包回轉臺及包蓋的旋轉、升降的控制，中間罐車行走、升降、橫移對中控制，液壓系統控制，切割前、切割下、切割后和出坯輥道、推鋼機的控制，脫引錠裝置，引錠桿存放及對中裝置以及切頭切尾輸出裝置的控制。 鑄流PLC： 主要完成扇形段2～13段的驅動輥升降和傳動控制，夾緊輥的壓力轉換控制、引錠桿及鑄坯位置的跟蹤控制、結晶器調寬和振動控制。 儀表PLC： 主要完成結晶器冷卻水流量和壓力的控制、二次設備冷卻水、二次噴淋水的流量調節和壓力的控制，以及其他過程參數的設定、采集、監視及回路調節等。 切割PLC： 主要完成對火焰切割機大車行走、切割槍的行走、定位控制，切割下輥道的升降，切割后輥道的控制。 各遠程站： 主要是根據控制功能區域的不同，把整個系統劃分為分散式的控制單元，利用Profibus-DP總線將PLC所要采集和控制的點分散到現場操作臺、箱中。在現場操作臺、箱內（如大包操作臺、切割操作臺、出坯操作臺等）設置I/O站，實現分散遠程控制，這樣由操作臺、操作箱通過端子外引的控制電纜可大大減少，不但系統簡單可靠，還節省投資，方便維護。 調速傳動控制系統 電氣傳動采用的是西門子公司SIMOVERT MASTERDRIVES 6SE70系列的和MICROMASTER 440系列的全數字矢量控制變頻調速裝置。440系列的變頻器主要用在火焰切割機上，其余的都用6SE70系列變頻器控制。MICROMASTER 440通用型變頻器由微處理器控制，并采用具有現代先進技術水平的絕緣柵雙極晶體管（IGBT）作為功率輸出器件。因此，具有很高的運行可靠性和功能的多樣性，全面完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。 五、主要控制功能說明 1、大包回轉臺及中間罐車控制 裝有合格鋼水的鋼水包，由行車吊至大包回轉臺鋼包臂上，包臂旋轉至澆注位，等待澆鑄。預熱好的中間罐由中間罐車運送至結晶器上方，中間罐下降，對中就位。鋼水罐下降后手工開啟滑動水口，鋼水經長水口進入中間罐。待中間罐內鋼水達到一定重量后人工打開中間罐塞棒，鋼水通過浸入式水口流入結晶器內。 2、送引錠、脫引錠控制 送引錠：發出自動送引錠指令后，引錠桿存放小車向下反轉運行，將引錠桿送入到切割后輥道上。到位后小車停止，4個對中缸推出進行對中，然后切割后、切割下、切割前輥道啟動，以30米/分的速度將引錠桿送入到水平扇形段內。當引錠桿尾部離開2#光電管時，切割后輥道停止。當引錠桿頭部到達1#光電管時，切割前和切割下輥道停止運轉。待操作臺發出確認指令后，輥道以5米/分的速度向扇形段內運行，同時安裝在2、7、13段的編碼器開始跟蹤，扇形段傳動輥逐段壓下，將引錠桿夾住送入結晶器下口。 脫引錠：當引錠桿從扇形段出來到達1#光電管時，脫引錠裝置將引錠頭與鑄坯分離，引錠桿被快速送到切割后輥道上，當引錠桿到達2#光電管時切割后輥道停止，然后引錠桿存放小車向上運行將引錠桿側移存放，等待下一澆次使用 3、火焰切割機自動切割控制 自動狀態下，紅外定尺系統給火焰切割機的PLC發出信號，火焰切割機開始預壓緊，并且切割槍運動至鑄坯邊緣進行定位，預熱氧閥和煤氣閥打開。到達定尺距離后火焰切割機的壓頭壓下，粒化水和切割氧打開，開始切割鑄坯。當切割槍到達切割下輥道邊緣時，切下輥往下擺，待切割槍離開切下輥后又向上擺回到原位。1#、2#切割槍相遇后，2#槍返回，1#槍繼續向前切割，切割完畢1#槍返回原位，接著切后輥開始運轉，把鑄坯送到下線輥道。 4、輸送輥道及推鋼機控制 輸送輥道系統有切割前輥道、切割下輥道、切割后輥道和移載下線輥道。當火焰切割機發出切割完畢信號，切割后輥道開始正轉。當2#光電管檢測到鑄坯時，下線輥道啟動。而當鑄坯尾部離開2#光電管時，切割后輥道停止。當3#光電管檢測到鑄坯時，下線輥道停止。接著，推鋼機把鑄坯推到冷床上冷卻，然后快速反回，等待下一塊鑄坯。 結束語 ： 濟鋼第三煉鋼廠1#板坯連鑄機計算機自動控制系統采用西門子PLC控制系統，在實現“三電（既電氣、儀表和計算機）一體化”的基礎上，充分運用工業網絡和現場總線技術多，將PLC與操作站、PLC與PLC、PLC與分布式I/O站有機地連接起來，實現快速、準確的控制，實現了設備的連鎖啟停、回路調節、報警、趨勢記錄等一系列功能，不但提高了鋼水利用率、提高了鑄坯質量、產量和連鑄自動化水平，還降低了能耗，減少了故障停機率，提高了鑄機作業率，同時也改善了工人工作環境，減輕了工人勞動強度,提高了工作效率。 聯系方式： 電話： 13864105869 0531-88847025 E-mail：zhangxitao2@sina.com 地址：山東省濟南市濟鋼第三煉鋼廠電氣自動化車間 郵編：250101