板坯连铸系统中的PLC控制
西门子PLC自动控制系统在唐钢方坯连铸机上的应用
西门子PLC自动控制系统在唐钢方坯连铸机上的应用作者：魏哲明陈洁来源：《数字技术与应用》2013年第04期摘要：本文介绍了西门子S7系列PLC在方坯连铸机自动控制系统中的应用，着重讨论了系统的控制对象、控制任务、硬件组成和程序设计，以及在设计中针对方坯连铸系统的控制难点而采取的相应措施。
关键词：PLC自动控制西门子PLC 方坯连铸机中图分类号：TF31 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0038-011 前言在我国的钢铁连铸领域，特别是方坯连铸机领域中，自动化水平是相对较低的，在科技快速发展的今天，技术水平落后已经尤为突出。
连铸自动化水平的提高，直接关系到对保证铸坯质量、提高连铸机的劳动生产率、增加连铸机的金属收得率起着非常重要的作用。
为了提高产品的市场竞争力以及与世界接轨，是世界冶金生产的发展方向。
唐钢新建的这台连铸机流数多，设计拉速高，然而生产场地狭小，如果由人工手动控制生产流程，容易造成铸坯输送不畅，这一问题在方坯连铸生产中尤为严重。
因此，实现PLC自动控制系统在连铸生产过程中非常重要。
2 自动控制对象及任务新建方坯连铸机的自动控制系统由公用PLC、流用PLC、液位PLC、火切机PLC、电磁搅拌PLC组成。
公用PLC的控制对象包括大包回转升降、中包车换包车的移动、拉矫液压站、推钢机及步进式翻转冷床、辊道及翻钢机。
流用PLC的控制对象为引锭杆、结晶器振动、拉矫辊脱矫辊的抬起压下。
液位PLC的控制是在正常浇钢条件的情况下，为每个流的液位和拉速控制。
电磁搅拌PLC主要控制搅拌系统的正常使用，及给电磁搅拌设置参数的大小（如电流和频率）。
3 自动控制系统的硬件组成连铸电气控制系统的上位机采用两台研华工控机，下位机采用7套西门子S7-400，PLC12套西门子S7-300 PLC，PLC9套西门子S7-200 PLC，来完成这台连铸机公用设备、流用设备、镭目电磁塞棒、电磁搅拌、烘烤、油气润滑的控制任务。
PLC在唐山钢厂连铸水系统工程中的应用
PLC在唐山钢厂连铸水系统工程中的应用[摘要]：本文对唐山钢厂采用plc进行连铸水系统设计应用进行了分析，首先对系统的硬件组成进行剖析，其次对使用的软件设计与功能进行了深入探讨，以促进plc在钢厂连铸水系统中的推广应用。
[关键词]：唐山钢厂 plc系统连铸水系统工程中图分类号：c931.6 文献标识码：c 文章编号：1009-914x（2012）32- 0546-01引言：连铸生产的主要原理就是采用冷水将处于熔融状态的钢水冷却凝固为铸坯，而根据不同连铸机的不同规格，冷却水质、压力、流量、温度等也需要产生变化。
为了满足连铸生产的要求，唐山钢厂引进了plc系统，以实现对连铸水系统的自动化控制。
唐山钢厂的连铸水系统工程主要包括泵站及冷却塔、过滤间、旋流井以及平流沉淀池。
这一系统的自动化水平较高，不仅能够实现出水压力的自动调节，还能实现不同泵、新旧泵之间的自动切换，不仅实现了高效、灵活的目标要求，还促使铸坯的生产实现经济性要求。
1、系统的硬件构成唐山钢厂的连铸水系统的硬件布置十分紧凑，因此具备两个控制室。
一个控制室是低压控制室，内含有低压控制柜、变频器与软启动柜。
另一个控制室就是plc室，内有ups、plc主机柜、远程i/o贵和继电器柜。
主控制室里共有两个监控操作站，每个监控操作站与plc的数据交换载体是1om细缆网线。
两台监控操作站的系统配置的硬件都是奔腾系列的工控计算机。
唐山钢厂的连铸水系统的plc组成主要包括一套ab plc-5型，这个系统中共有一块cpu模板，3块远程扩展模板，4个基板框架，4块电源模板，2块热电偶模板，33块数字量输入模板，11块数字量输出模板，4块模拟量输入模板。
主机与扩展单元之间的通讯载体是双绞线通讯电缆，其通讯的速率是57.6kbps。
其中plc-5的地址配置是通过软件的映像表与硬件地址槽来进行对应分配。
这一系统的另一个重要特点就是远程的i/o站不仅能够节省大量的电缆费用，减少了铺设电缆的成本，还能有效的降低因为线路过长出现的风险，缓解线路中因为电磁造成的干扰，进而大大增强了系统的稳定性。
西门子PLC自动控制系统在唐钢方坯连铸机上的应用
数 控 技 术
西门子 Ｐ Ｌ Ｃ自动控制 系统在唐钢方坯连铸机上的应用
魏 哲 明 陈洁
（ 唐山唐钢 工业技术服务有限公司 河北唐山 ０ ６ ３ ０ １ ６ ）
摘要 ： 本文介 绍 了西 门ｑ － ｓ ７ 系列Ｐ Ｌ ｃ 在 方坯连铸 机 自动控制 系统 中的应 用， 着重讨 论 了 系统 的控 制对 象、 控 制任务 、 硬件 组成和 程序设 计， 以 及在 设计 中针 对方坯 连铸 系统的控 制难 点 而采取 的相应 措施 。 关键 词 ： Ｐ Ｌ Ｃ自动控 制 西 门子Ｐ Ｌ Ｃ 方坯 连铸机 中图分类 号： Ｔ Ｆ ３ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ３ ８ — ０ １
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｐ ｐ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｅ ｍｅ ｎ ｓ ｓ ７ ｌ ｌ ｅ ｔ ｃ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ， ａ ｎ ｄ ｆ ｏ ｃ ｕ ｓ ｅ ｓ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｂ ｊ ｅ ｃ ｔ ，
钢铁连铸PLC技术体系
一、PLC系统：PLC systemPLC控制系统通过以太网连接在一起，从而达到PLC控制系统资源共享、交换数据的目的。
采用100Mbit/s的以太网配置，可适应多种传输介质（同轴电缆或光缆）。
PLC系统的编程也可以通过以太网进行。
以太网的使用为厂方将来网络的扩展提供了方便，为将来增加上位过程管理计算机提供了数据通讯接口。
连铸设备按自动或半自动动作的控制方式进行控制。
三、公用设备PLC控制系统功能：PLC control system functions of the public utilities: 逻辑控制: 大包小车行走控制, 中间包车行走控制, 二冷排气风机控制, 结晶器润滑站控制, 干油集中润滑站控制, 液压站系统控制, 出坯系统控制, 结晶器事故水、公用设备冷却水阀控制。
仪表检测: 大包、中包钢水测温，大包、中包钢水称重，结晶器冷却水压力、流量测量，结晶器冷却水温度测量，设备冷却水压力、流量测量。
数据通信: 统一将全部仪表数据发至HMI，接收HMI的控制数据，向分流PLC发出控制指令及相关数据。
四、分流PLC控制系统功能：Control system function of the shunt PLC逻辑控制: 结晶器振动装置控制，拉矫辊驱动控制，引锭杆存放装置控制，脱引锭控制，拉桥辊夹紧、抬升控制，切割机、自动定尺控制，切前辊道、切后辊道控制，二冷水、气控制，负滑脱率的计算与控制。
仪表检测: 二冷水、气流量检测，拉矫机速度给定采样、铸坯长度检测。
数据通信: 将仪表数据发至公用PLC，接收公用PLC的控制数据，向变频器发出控制数据，接收变频器相关数据。
轧线机由基础自动化系统控制自动或手动运行。
全面满足工艺生产要求，提高生产效率。
自动化由下列功能实现：- 级联控制- 微张力控制- 活套控制- 故障检测- 飞剪控制- HMI 系统- 物料跟踪- 其它功能。
所有任务均由分布式的PLC SIMATIC系统实现，带有开放式的通讯网络，便于扩展。
板坯连铸机电气系统解析
板坯连铸机电气系统解析板坯连铸机电气系统主要由PLC控制系统、伺服系统、电机驱动系统组成，下面对这三个系统进行详细解析。
一、PLC控制系统PLC（可编程逻辑控制器）控制系统是板坯连铸机电气系统的核心部分。
它通过对各电气元件的控制，实现板坯连铸机的各项运行过程，包括板坯进入、定位、结晶器开启、冷却水量控制、坯液浇注、铸坯出口控制、气缸动作控制等等。
其中，PLC控制系统中的IO（输入输出）模块负责输入各种传感器的信号，并控制各种执行器的动作。
PLC的主要功能有：1. 实现板坯进出自动化控制，包括自动开启/关闭进料机构。
2. 实现板坯的定位控制，将板坯精确定位到铸模中心位置。
3. 实现结晶器的开启和关闭控制。
4. 实现冷却水量的智能控制，使冷却坯液的速度达到最佳水平。
6. 实现铸坯出口的控制，确保出坯速度规定，从而控制坯液的形成和铸坯质量。
7. 实现各种气缸的动作控制，如定位区翻板气缸、铸坯出口气缸等。
二、伺服系统伺服系统是比较重要的电气系统之一，它主要是通过对伺服电机的控制，实现连铸机的各种精密动作，包括翻板、导轮调节、铸模调节、坯液浇注位置调整等等。
伺服系统可以保证连铸过程中各个关键部位的位置精度，确保产品尺寸精度和表面光洁度。
伺服系统一般由伺服电机、伺服调速器、编码器、运动控制器等几部分组成，其中编码器用于检测运动状态，将实际运动状态反馈给运动控制器，进而通过伺服调速器控制伺服电机，实现运动的精确控制。
三、电机驱动系统电机驱动系统是板坯连铸机电气系统中比较基础的部分，它主要由各种电机和变频器组成，驱动各个执行器和传动部件。
包括：1. 输送辊电机：将坯液从浇注机构输送到结晶器。
2. 翻板电机：控制进入结晶器的板坯翻转。
3. 导轮调节电机：控制导轮位置，调整离板面的距离。
4. 铸模调节电机：调整铸模间的间距，确保铸造过程中间隙均匀。
5. 坯液浇注电机：控制坯液浇铸位置和速度。
总之，板坯连铸机电气系统是一个以PLC为核心的综合控制系统，由伺服系统和电机驱动系统支撑，它实现连铸机的自动化、智能化和高效化运行，可以保证铸坯质量和生产效率。
冶金连铸电气中PLC控制系统设计分析
冶金连铸电气中PLC控制系统设计分析近年来，我国的冶金行业得到了较为快速的发展。
对于冶金行业而言，要想在目前愈发激烈的市场竞争环境中获得更好的发展，就需要做好自身生产效率的提升。
自动化控制技术的出现为冶金行业的工作开展带来了好的机遇，在本文中，将以西门子公司S7系列的PLC为例，对PLC在连铸控制系统中的应用进行一定的研究。
1冶金连铸PLC自动控制系统的程序设计冶金连铸的自动化控制系统是采用分散控制方式进行控制。
PLC是可编程逻辑控制器，在工业控制系统中得到了广泛的应用。
在冶金连铸自动控制系统中，主要包括以下几个方面的功能：1.1监控站操作系统在连铸操作室中，一般具有两台操作站，两者具有相同的工作内容，在实际操作中处于相互备用的状态。
在CRT监控中，主要通过基础自动化系统的应用对其功能进行实现，且能够在不受到时间因素影响的同时对机组状况、能源介质以及设备运行等情况实现随时的掌握，且能够通过键盘鼠标等设备的应用实现程序的操作。
1.2二冷水系统PID调节在冶金连铸的过程中，需要对氩气流量以及水流量等进行控制，并且对这些因素的控制要求非常高，尤其是水流量的流速、以及氩气流量的流速等，要求需要保持稳定的数值。
在冶金连铸PLC自动控制系统的程序设计中，采用西门子PLC来代替智能仪表。
PID调节中使用FB41，可以通过模拟PID调节系统的控制面板来进行控制调节，可以实现PID调节中的手电调节和自动调节的切换，只需要手动输入PID参数，就可以进行系统的自动化控制了。
1.3拉矫自动控制系统铸机拉速调节方面，主要通过铸机综合本地控制箱实现控制，通过持续方式的应用将信号对PLC的模拟量模板进行发送，而当模板在完成模拟量信号接收之后，则可能通过通讯网络的应用对变频器输出拉速实现控制。
同时，其通过制造工艺以及模拟量信号的应用进行快速计算，对同拉速具有良好匹配特征的振动参数进行计算，使用通讯网络将相关参数对电机的变频装置进行发送，以此在使振频同拉速间的匹配进行实现，进而对铸坯过程中拉矫电机的负荷量进行降低。
PLC在冶金连铸电气控制系统中的应用
PLC在冶金连铸电气控制系统中的应用摘要：随着冶金行业的飞速发展，导致市场竞争加剧。
对冶金行业而言，为了在激烈的市场竞争环境中获得更好的发展，就需要不断提升生产质量与生产效率。
而PLC技术在冶金行业中的应用，就为冶金行业生产的企业发展带来了良好的机遇。
关键词：PLC；冶金连铸；电气控制系统引言在我国经济发展过程中，金属冶炼行业是一项非常关键的工业，冶金行业的生产效率直接影响着我国经济发展效率。
在具体落实经济发展工作的过程中，金属制品逐渐被应用于建筑、船舶制造以及其他一些大型工程之中。
就冶金连铸技术而言，该项技术能够有效缩短金属制品的制作时间，但是，以往的冶金连铸金属借助的是人工操作，效率低下。
本文就PLC在冶金连铸电气控制系统中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
1PLC技术配置及优势1.1配置PLC控制系统由2套PLC柜体、2台控制站、1台工程师站和1台网络打印机组成其硬件配置，设置2台控制站是防止紧急情况控制失灵，保证系统的可靠性。
冶金自动化生产的主机和辅助机器上运用了两套控制站，容错以太网接口模块、S7-400控制处理器、电源模块、冗余模块、I/O模块等构成其主要组成部分。
而IntelCPU2.8GHZ是2台控制站和1台工程师站的主要配置，运用的是WindowsXPsp3操作系统和19LCD显示器，具有4GBRAM的存储容量。
而其软件配置包括控制站的编程软件STEP7V5.5SP2、2台控制站FIX6.15运行版的监控软件、1台FIX6.15开发版的工程师站监控软件。
1.2优势1.2.1自动化程度高自动化程度高，也是PLC应用在冶金连铸电气控制系统改造工作中的一个主要优势，由于PLC属于逻辑控制，所有的指令都是根据是否满足所有条件而选择触发的，当液态钢加工完毕之后，系统就会触发蜗杆，将液态钢导入到连铸工作区，当连铸工作区的传感器感应到钢水到位之后，就会出发相应的机械设备动作，然后在加工完成之后，将加工成型的钢铁制品导出生产流水线，整个生产过程节省了大量的人力资源，而且有效的提高了整个生产流水线的工作效率，以及实际生产钢铁制品的产品质量，能够确保统一型号钢材的生产误差不超过1%。
PLC在钢铁冶炼中的作用
PLC在钢铁冶炼中的作用PLC（Programmable Logic Controller），可编程逻辑控制器，是一种广泛应用于工业自动化领域的电气控制器。
在钢铁冶炼过程中，PLC 具有举足轻重的作用。
本文将阐述PLC在钢铁冶炼中的作用以及其带来的优势。
一、PLC在钢铁冶炼中的应用1. 控制系统建设在钢铁冶炼过程中，PLC作为主要的控制器之一，负责控制和监测整个生产线的运行情况。
通过PLC，可以实现钢铁生产过程中的自动化控制和监测，并对各个关键设备进行协调控制，确保整个冶炼过程的安全稳定运行。
2. 温度控制钢铁冶炼中的温度控制非常重要，过高或过低的温度都会对冶炼过程产生不良影响。
PLC通过对温度传感器的实时监测，可以精确控制加热设备的温度，保证炉温在设定的范围内，以提高冶炼效率和产品质量。
3. 流程控制钢铁冶炼过程中，存在着多个复杂的工艺流程，如原料配比、炉次控制、冷却控制等。
PLC通过程序控制，可以实现钢铁冶炼过程中的各个流程的自动化控制，使整个冶炼过程更加高效、稳定。
4. 故障监测与维护PLC可以实时监测钢铁冶炼设备的运行状态，一旦检测到异常情况，如设备故障或工艺参数偏离预设值，PLC会自动发出警报，并记录相关信息。
这样可以及时发现潜在问题，减少故障风险，并对设备进行维护保养。
二、PLC带来的优势1. 自动化控制PLC在钢铁冶炼中的应用，使得冶炼过程可以实现自动化控制。
相比于传统的手动控制方式，PLC可以提高工作效率，减少人工操作的错误和疲劳，确保冶炼过程的稳定性和一致性。
2. 实时监测PLC通过传感器和监测装置对钢铁冶炼设备和工艺参数进行实时监测，能够及时发现异常情况，并采取相应措施。
这样可以提高故障检测和排除的速度，保证冶炼过程的顺利进行。
3. 灵活性和可扩展性PLC的编程逻辑可以根据冶炼过程的不同需求进行灵活调整。
同时，PLC系统具有较强的可扩展性，可以根据生产线的变化和升级需要进行扩展和升级，以适应不同规模和工艺要求的钢铁冶炼。
PLC控制技术在冶金工业自动化中的应用
PLC控制技术在冶金工业自动化中的应用
PLC（可编程逻辑控制器）是冶金工业自动化中常用的控制技术。
它具有可编程性强、可扩展性好、可靠性高等优点，被广泛应用于冶金生产过程中。
在冶金炼制过程中，PLC可以用来控制锅炉、高炉、转炉等设备的操作。
通过传感器与PLC的连接，可以实时监测炉温、压力、流量等参数，并根据预设的控制逻辑自动调节工艺参数，以保证炉内温度、压力等参数处于合理范围内，从而保证冶金过程的安全稳定运行。
PLC还可以应用于冶金工业中的机械控制。
在连铸机的控制系统中，PLC可以根据机械运行逻辑和传感器反馈的信号，实现连铸机的自动控制。
通过控制液压系统、温度控制系统等，实现连铸过程中的板坯厚度控制、拉拔速度控制、冷却温度控制等功能，提高生产效率并确保产品质量。
PLC还可以应用于冶金工业中的电气控制系统。
在电弧炉的控制系统中，PLC可以实现炉壳的开合控制、电源参数的调节控制等。
通过PLC的程序化控制，可以实现电弧炉的自动化操作，减少人工操作，提高生产效率和安全性。
PLC还可以应用于冶金工业中的过程监控与数据采集。
通过与现场仪表和传感器的连接，PLC可以实时采集和监测生产过程中的各种参数，如温度、压力、流量、液位等。
通过PLC的数据采集功能，可以实现对生产过程的实时监控，并将数据传输至上位机，进行数据处理和分析，为冶金生产过程提供决策支持。
PLC控制技术在冶金工业中可以广泛应用于设备控制、机械控制、电气控制、过程监控等方面，为冶金工业实现自动化生产提供了可靠和高效的解决方案。
它的应用不仅可以提高生产效率和产品质量，还可以减少人工操作，降低劳动强度和生产成本，具有重要的经济和社会效益。
连铸切割机PLC控制系统设计与实现的开题报告
连铸切割机PLC控制系统设计与实现的开题报告一、选题背景连铸切割机是钢铁工业生产线重要的组成部分，它能够将高温液态钢水经过连续铸造成长坯，再通过切割进行定尺加工，最终得到规格符合要求的钢材。
随着连铸切割机设备的不断升级和技术的不断进步，采用PLC控制系统来实现钢铁生产线的自动化、智能化和高效化已经成为不可缺少的技术手段。
本课题旨在研究连铸切割机PLC控制系统的设计方法、程序编写技巧和优化策略，以提高连铸切割机的生产效率和质量稳定性，满足现代钢铁生产对自动化控制的要求。
二、研究目的本课题旨在探究连铸切割机PLC控制系统的设计和实现方法，具体研究目标包括：1. 分析目前连铸切割机设计中存在的问题，探究PLC控制系统在优化生产线效率和质量稳定性方面的应用；2. 研究连铸切割机PLC控制系统的硬件配置和软件编程技术，掌握PLC编程和调试技巧；3. 建立连铸切割机PLC控制系统模型，设计PLC程序，通过实验验证PLC控制系统的正确性，并进行调整和改进；4. 优化PLC控制系统，提高生产效率和钢材质量稳定性，实现连铸切割机自动化控制、智能化和高效化。
三、研究内容本课题的主要研究内容包括：1. PLC控制系统硬件选型和配置。
选择适合连铸切割机控制系统的PLC型号和外设（IO模块、通信模块、驱动器等），进行集成和测试。
2. PLC程序设计和开发。
根据连铸切割机的工艺流程和生产要求，设计PLC控制程序，包括控制模块和通信模块等。
3. PLC控制系统的调试和优化。
根据现场实际情况，对PLC程序进行调试，优化控制算法和参数，提高生产效率和制品质量稳定性。
4. 实验验证与现场应用。
通过实验验证PLC控制系统的功能和性能，并对系统进行整体优化，推广应用于现场实际生产中。
四、研究意义本课题的研究意义主要表现在以下几个方面：1. 探究连铸切割机PLC控制系统在生产线优化中的应用，为钢铁生产的自动化控制提供新的思路和参考。
2. 提高连铸切割机生产效率和产品质量的稳定性，为钢铁生产的高质量发展提供支持。
板坯连铸控制系统改造
板坯连铸控制系统改造摘要某钢厂5#板坯连铸机电气控制系统长期以来存在通讯故障问题，经常导致网络中断、信号不稳定等故障，严重影响生产，通过对plc系统硬件组态、网络通讯屏蔽及接地系统等改造，彻底解决了系统的通讯故障问题，有力保障了生产的顺利进行。
关键词控制系统；plc；profibus-dp；干扰；改造中图分类号tm57 文献标识码a 文章编号1674-6708（2013）83-0134-020 引言板坯连铸生产线是在生产过程中有着连续性、周期性和不可中断性的生产设备。
控制系统是连铸的中枢，如果在生产过程中突然中断，轻则铸机短暂停止钢坯出现接痕，重则铸机停止生产甚至有卧坯的危险，影响生产、造成损失。
因此，保证板坯连铸控制系统的稳定、可靠、安全运行极为重要。
影响控制系统的干扰源一般都是由电流或电压剧变产生的，大致可以分为两类，一是来自系统外引线的干扰，二是来自控制系统内部的干扰。
本系统采用了西门子可编程控制器及70系列变频器，其产品在抗干扰方面具有较高的水平，能够在恶劣的工业现场稳定运行。
然产品的可靠性高并不是保证设备稳定运行的充分条件，还必须在工程设计、安装施工以及使用维护等方面高度重视应用合理，才能保证系统安全可靠的运行。
5#板坯连铸机自投产以来存在通讯故障问题，经常导致网络中断，铸机非计划停机，严重影响生产并可能发生安全事故。
本文通过对故障问题的分析，提出改造方案，彻底解决通讯故障问题保障生产顺利进行。
1 系统的组成2 故障现象及分析在浇铸过程中，结晶器振动、扇形段传动、辊道区域传动停止或部分停止，编码器跟踪值不准，设备重启后正常。
检查电气元器件正常，查询变频器故障代码为f082通讯故障。
我们通过仔细分析和现场检查认为故障原因有以下几点：1）plc在设计方面不合理。
在设计之初没有结合现场，通讯线路过长，关键性设备和次要设备都在一条dp线路上，一个简单的故障可能引起整个系统的事故，且在施工过程中没有达到实际要求的标准；2）现场的电磁干扰。
连铸板坯切割机智能控制系统应用
连铸板坯切割机智能控制系统应用【摘要】本文针对连铸板坯切割机在生产过程中存在问题，利用三菱公司Q系列PLC，解决连铸切割机控制，实现连铸板坯切割机智能控制系统。
【关键词】连铸板坯切割机PLC 控制宝钢1930连铸机是从日本引进了二台大型立弯式一机两流板坯连铸机，具有八十年代末世界先进水平的设备，其切割机控制系统采用三菱公司K系列PLC 作为其控制器，经过近二十年的工业运行，PLC的高可靠性这一特点得到充分的体现。
但是，由于三菱K系列PLC早已停止生产，万一硬件系统发生故障，后果不堪设想。
另一方面，由于当时技术条件的限制，人机对话比较简单，故障显示只能采用代码形式，不直观，对于大量的现场运行的设备信息无法直接反映出来，不利于设备的点检管理。
综上所述，为适应现代企业的精益运行要求，提高其现代化管理水平，有必要采用新一代的Q系列PLC和A985GOT触摸屏、MELSEC NET/H网络等技术对一连铸切割机控制系统进行技术改造。
1 连铸切割机控制系统的硬件设计1.1 连铸切割机机械结构介绍1、钢坯2、连铸扇型区3、切割副枪4、切割主枪5、钢坯运行轨道6、切头台车7、编码器MR-28、编码器MR-19、切割机机架1.2 连铸切割机关键问题的解决（1）在连铸板坯的切割过程中，由于被切割的钢坯属于连续生产过程中按照连铸拉速不断向前移动，因此，要求切割枪与钢坯必须一起向前移动，二者保持同步的连铸生产拉速；方案设想：连铸切割机将切割枪安装在大车机架上，当需要切割时，先将大车机架降下来，使其压在钢坯上，依靠大车机架与钢坯之间的摩擦力，由钢坯带着大车机架一起向前移动，这样，就使切割枪与钢坯保持同步；当停止切割时，将大车机架升起来，使其脱离钢坯，大车可以在电机的驱动下，向前或向后自由移动。
（2）要对连续浇铸的钢坯进行长度测量，同时根据连铸生产制造命令中的规定测出可供切割的钢坯长度。
方案设想：连铸切割机安装二个绝对值式的编码器，分别称为MR-1和MR-2。
连铸机PLC控制系统应用设计
提 高 了 钢水 收得 率 ， 证 连 铸 机 顺 利 生 产 和 钢 坯质 量 稳 定 ， 给 出其 控 制 系统 的应 用 设 计 。 保 并
中 图 分 类 号 ： Ｆ ７ ． ； Ｐ ７ Ｔ７７ １ Ｔ２３
ＡＰＰＬＩ ＣＡＴＩ ｏＮ ＡＮＤ ＤＥＳ ＧＮ Ｆ ＰＬＣ Ｉ Ｏ ＣＯＮＴＲＯＬ Ｓ ＹＳＴＥＭ Ｎ Ｉ ＣＯ ＮＴＩ ＮＵ ＯＵＳ ＣＡＳ ＴＥＲ
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电磁 搅拌 、 二冷 冷却段 、 拉矫 机 、 割机等部 分构 成 ， 切
二次 冷却装 置直接 接受 来 自结 晶器 的高温 薄壳 铸 坯 。它 直接 喷水 冷却 铸 坯 ， 其 迅 速 冷却 并完 全 使
凝 固。如果配水 不 当 ， 钢坯 很容 易鼓 肚 变形 、 出现 裂 纹 ， 至出现漏 钢事故 。因此 ， 甚 为保证 连铸 机 生产顺 利 进行 和质量稳 定 ， 要 对上 述 几种 设 备 进 行 合 理 需
铸坯 出结 晶器太 薄 ， 易漏 钢 。 容
２ 连 铸 机 工 艺简 介
连铸 机 是 钢铁 厂 承 上 启下 的 设 备 ， 主要 作用 其 是将高 温钢水 转化 为 铸 坯 ， 后 送 到 轧机 轧成 市 场 然 上所 需 的钢 材 。连铸 机 主要 由大包 、 中包 、 晶 器 、 结
西门子PLC在板坯连铸系统中的应用
要 作用包括 ： 完成各 工艺装置 的逻辑／ 序控 制和操作 ， ① 顺 工 艺参 数 的设 置 ； 工 艺 参 数 、 ② 设备 状 态 的显 示 和 报警 及 工 艺 流程 画 面 的监 控 ； 过 程 控 制 及计 算 机 的 通 信 等 。Ｌ ⑨ ２的 作 用 包 括 铸 机 的模 型 计算 、 数 设 定 、 量 跟 踪 等 。 参 质 在 网络 配 置 上 ， 助 ＯＳ （ 借 Ｍ 以太 网 交换 机 ） 成 本 高 效 低 率地 建 立 交 换 机 网 络 ， 由 ＯＭＣ（ 纤 收发 器 ） 网络 部 件 再 光 将 的 ｌ０ ／ ０ Ｍｂ ｓ全 双 工 双 绞 线 接 口 转 换 为 光 纤 接 口 接 人 工 业 以 太 网 内 ， 过 ＴＣ ／Ｐ协 议 实 现数 据 交换 。 Ｌ 与远 程 １ 通 ＰＩ ＰＣ ／
Ｏ、 变频 器 之 间 的 通 讯 通 过 Ｐ ｏｉｕ — ｒ ｆ ｓＤＰ网 实 现 。Ｐ ｏｉ ｕ — ｂ ｒ ｆ ｓ ｂ
电 气 传 动 采 用 的 是 西 门 子 公 司 Ｓ ＭＯＶＥ Ｔ ＭＡＳ Ｉ Ｒ —
Ｔ Ｒ Ｉ Ｓ ６ Ｅ ０系 列 的 和 Ｍ Ｉ Ｒ Ｅ ＤＲ ＶＥ Ｓ ７ Ｃ ＯＭＡＳ ＥＲ ４ ０系 列 Ｔ ４
基 础 自动 化 系 统 以 西 门 子 Ｐ Ｃ 控 制 装 置 为 核 心 ， Ｌ 由公 用 Ｐ Ｃ 铸 流Ｐ Ｃ、 表 Ｐ Ｃ、 割 Ｐ Ｃ 和 各 远 程 站 组 成 。 Ｌ 、 Ｌ 仪 Ｌ 切 Ｌ 其 中公 用 Ｐ Ｃ、 流 Ｐ Ｃ和 仪 表 Ｐ Ｃ采 用 的是 德 国西 门 子公 Ｌ 铸 Ｌ Ｌ 司的 Ｐ Ｃ Ｓ —０ Ｌ ７４ ０系 列 产 品 ， 割 Ｐ Ｃ 采 用 的 是 Ｓ — ０ 切 Ｌ ７３ ０系 列 的产 品 。 远 程 站 １Ｏ 采 用 德 国 图尔 克 的 产 品 。 而 ／
PLC在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用
PLC在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用PLC（可编程逻辑控制器）在钢铁冶金企业的电气自动化控制中具有广泛的应用。
下面将从生产过程控制、设备控制和数据采集与监控三个方面详细介绍。
一、生产过程控制钢铁冶金企业的生产过程包括原料准备、炼钢、炼铁、连铸等多个环节，其中每个环节都需要进行复杂的控制。
PLC可以通过编程实现对各个环节的控制，提高生产效率和产品质量。
1. 原料准备控制PLC可以控制原料的输送、称重、混合等过程。
通过传感器获取原料的重量和浓度等参数，然后根据设定的配比要求进行控制，确保原料的准确投入和混合。
2. 炼钢过程控制炼钢是钢铁生产的核心环节，PLC可以实现对炉温、炉压、加料、排气等参数的控制。
根据炉内的温度和压力等实时数据，PLC可以自动调节燃料的供给和氧气的流量，保证炉内的温度和压力稳定在设定值范围内。
4. 连铸过程控制连铸是将熔融的钢水注入到结晶器中，通过结晶器冷却成为连续铸坯的过程。
PLC可以实现对连铸机的控制，包括结晶器的温度、结晶器的冷却水流量、浇注速度等参数的控制。
通过实时监测，PLC可以及时调整结晶器的温度、冷却水的流量等，保证铸坯的质量和尺寸。
二、设备控制钢铁冶金企业的生产过程中使用的设备很多，如高炉、轧机、煤气发生炉等，这些设备的运行状态需要进行监控和控制。
PLC通过与设备连接，可以实现对设备的远程控制、故障诊断和保护等功能。
1. 远程控制PLC可以通过与设备的连接，实现对设备的远程启停和操作。
操作人员可以通过触摸屏或计算机对设备进行控制，提高了操作的便利性和安全性。
2. 故障诊断PLC可以实时监测设备的状态信息，一旦发现设备故障，可以通过警报或报警灯等方式及时通知操作人员，并记录故障信息。
通过对故障信息的分析，可以快速找出故障原因，减少停机时间。
3. 保护控制PLC可以通过与传感器连接，实时监测设备的工作状态，如电流、温度、压力等参数。
当设备发生异常时，PLC可以及时进行保护控制，如停机、断电等，保护设备免受损坏。
连铸PLC控制程序分析
连铸PLC控制程序分析FB70是变频器控制程序块，DB411是其背景数据块。
Used prog.block : SFC14 - "SYS_FC_DP_READ"SFC15 - "SYS_FC_DP_WRITE"Remarks :Drive may be used as a remote I/O (RIO).Digital outputs are sent from PLC to drive via drive command word DW2/PZD3 Digital inputs are sent from drive to PLC via drive status word FWUD See drive programming data for each bit meaning.Remarks:Received data:Word 01: Status wordWord 02: Speed referenceWord 03: Fault wordWord 04: Actual torqueWord 05: Actual currentWord 06: Actual fault codeWord 07: Fault wordWord 08: SpareWord 09: EncoderWord 10: EncoderTransmit dataWord 01: Command wordWord 02: Speed referenceWord 03: Positive torque limitWord 04: Negative torque limitWord 05: Droop compensationWord 06: Torque feed-forwardWord 07: SpareWord 08: Command wordWord 09: SpareWord 10: Spare上面程序的作用是将PIW256转换为W#16#200形式，以便SFC14、SFC15调用。
PLC在4号板坯连铸系统中的应用
２０ ０ ７年第 １期
柳
钢 科
技 中的应 用 Ｌ
黎 华
（ 转炉厂 ）
摘 要
关键词
主要介绍 了柳 钢 ４号板 坯连 铸 的 自动 系统 ，以及 Ｐ Ｃ在该 系统 中 的应 用 。 Ｌ
ＰＣ Ｌ 连铸 机 远 程站 变 频器 Ｐｅ ｂ－ Ｐ ｒｆ ｓ Ｄ ａ
工 艺 参 数 、设 备状 态 的显 示 和 报 警 及 工 艺 流 程
画 面 的 监 控 ； （ ）过 程 控 制 及 计 算 机 的 通 信 ３ 等 。Ｌ ２的功 能包括铸 机 的模 型计 算 、参 数设 定 、 质量 跟 踪等 。
在 网 络配 置上 ，上位 机 （ ｉｃ 操 作 站 ）与 ｗｎｅ
式 的 选 择 以 及 故 障 报 警 、操 作 记 录 、实 时 趋 势 和 历 史 趋 势 曲线 等 。 从 而 满 足工 艺 模 型 自动 控 制 、工 况 监 测 、安 全 生 产 、介 质消 耗 计 量 等 要
２ 自动 控 制 系 统
根 据 ４号 板 坯 连 铸 机 生 产 工 艺 的 特 点 ，该
求 ，实现 自动化 系统 的人 机接 口功能 。
２２ 基础 自动 化 系统 ．
该 控 制 系 统 以西 门子 Ｐ Ｃ 控 制 装 置 为 核 Ｌ
维普资讯
柳
钢 科
技
２ ０ 年第 １ ０７ 期
心 ， 由公 用 Ｐ Ｃ、铸 流 Ｐ Ｃ、仪 表 Ｐ Ｃ、切 割 Ｌ Ｌ Ｌ
２１ 人 机 接 口 ＨＭｌ ．
２０ ５ ｍｍ 规 格 的板 坯 。 在该 板坯 的 自动化 控 制 系 统 中 ，Ｐ Ｃ及其 网络 以其 接 口简 单 、组态 方 便 、 Ｌ 编 程容 易 、实时性 强而 得到广 泛 应用 。
SIEMENSS7系列PLC在板坯连铸机中的应用
２ 硬软件组成 及特 点
２１ 硬 软 件组 成 ．板 坯 连 铸 机 自动 化 控 制 系 统硬 件 包 括 ： 西 ３个 ｆ－ＳＭＡ Ｉ４ ０站 （ 站包括 １ 电源模块 、 个 －－ Ｉ ＴＣ ０ ］ Ｔ－ 每个 个 １ Ｃ Ｕ、 个 Ｃ ４３通 讯接 口模块 和数量 不等 的模拟 量 Ｐ １ Ｐ４ 输 入 、 拟量 输 出 、 关量 输 入 、 关量 输 出模 块 ） 模 开 开 、 套 ＳＭＡ Ｉ３０站 、一套 ＳＭＡ Ｉ２０站 ， 研 Ｉ ＴＣ ０ Ｉ ＴＣ ０ ６套 华 工控机及 ６个 西 门子 Ｃ １１ Ｐ ６３网卡 。 系统 软件 包括 ： ｎｏ ｓＮ ． Ｗｉｄｗ Ｔ４０中文 版操 作 系 统 、 ｎｃ． 监控软件和 Ｓ Ｅ ７西门子编程软件。 Ｗｉｃ６ ０ ＴＰ ２ 硬 软件 特 点 ． ２
ｌ 刖 吾
开 发 的一 种基 于现 场 总线技 术 的设备 网 ，它 的特点 是 可 以在 Ｐ Ｃ Ｌ ，即可 编程序 控 制器 与 现场 设备 之 间
板坯连铸机 自动化控制系统包括公共部分 、 铸 流 部分 、 表 部 分 、 割 机 、 毛刺 机 及 结 晶器 液 面 仪 切 去 （ 有些高端的包含结晶器 自动调宽、 液压振动 、 下渣 检测、 漏钢 预 报 、 压 下 等控 制 系统 ） 制共 六 个 子 轻 控 系统。前 ３ 个子系统用一个西门子 ＳＭ ＴＣ０ 站 Ｉ Ａ Ｉ４ ０ 进 行控 制 ， 割 机用 ＳＭ ＴＣ ０ 进 行控 制 ， 毛 切 Ｉ Ａ Ｉ３０站 去 刺 机用 ＳＭ ＴＣ ０ 进 行控 制 ｌ结 晶器 液 面采 用 Ｉ Ａ Ｉ ２０站 工控机控制 （ 配网卡） 。这六个站通过西门子通讯模 块 Ｃ ４３和 Ｃ ３ ３挂在 一 个 工业 以太 网一 Ｉ ＴＣ Ｐ４ Ｐ４ ＳＭＡ Ｉ Ｈ１ 上 。 同 时还有 五 套 工 业微 机 通过 西 门 子 网 卡 网 Ｃ １ １ 挂 在 同一 个 ＳＭ ＴＣＨ１网上 ， 为 人机 Ｐ ６３也 Ｉ Ａ Ｉ 作 界面完成板坯连铸 自动化控制系统的监视和控制 。 二级管理系统包括一套服务器和一套工业微机 ， 主 要完成对板坯连铸系统 的管理任务 ， 时下达 连铸 及
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板坯连铸系统中的PLC控制
随着科学技术的发展，连铸机技术也取得了一定的进步，这大大提高了冶金行业对连铸水平的要求。
不断提高板坯连铸系统的自动化水平，对于切实确保铸坯的质量，推动板坯连铸系统的进一步发展具有非常重要的作用。
标签：板坯；连铸系统；PLC控制
1 板坯连铸系统简介
以板坯连铸机生产工艺的特点为分级依据，可以把板坯连铸系统分为基础自动化系统以及过程控制计算机系统两级系统，其中一级为自动化系统，是运行基础；二级带有部分管理功能。
基础自动化系统是一套完整的电/仪一体化系统，在系统运行中起着非常重要的作用，它能够完成各工艺装置的顺序控制以及相关操作，可以对工艺参数进行设置，还可以对工艺参数与设备状态进行显示与预警，对工艺流程进行监控。
另外，其还有通信功能。
过程控制计算机系统有质量跟踪、参数设定以及铸机的模型计算的功能。
除此之外，对于网络的相关配置问题，通过PLC与上位机之间的信息转换与以太网相连接，利用TCP/IP协议完成数据转换。
2 板坯连铸系统中PLC控制功能说明
2.1 大包回转台及中间罐车控制
一方面，对装有合格钢水的钢水包，一般要通过行车的吊运运至大包回转台的钢包臂上，此时包臂会运转到浇注位置等待浇铸。
另一方面，提前预热好的中间罐通过中间罐车运送至结晶器的上方，此时中间罐会下降以完成对中就位；在准备工作完成后，钢水罐开始下降，到达指定位置后就要手动开启滑动水口，随之钢水就会通过长水口流入中间罐，等到中间罐内的钢水质量达到指定要求后就需要人工开启中间罐塞棒，这时钢水就会通过侵入式水口流入结晶器内，从而完成这一工序。
2.2 送引锭、脱引锭控制
（1）送引锭：当送引锭指令发出后，引锭杆存放小车会向下反转运行，当引锭杆到达切割后辊道位置时四个对中缸将开始进行对中，随之切割前、切割下、切割后辊道自动运行，将引锭杆送至水平扇形段内。
当引锭杆尾部离开2#光电管时，切割后辊道就会停止运行，当其到达1#光电管时，切割下及切割前辊道就会停止运行，随之辊道就会以5米/分的速度在扇形段内运行，与此同时解码器也开始对其进行跟踪记录，最后将引锭杆送入结晶器下口。
（2）脱引锭：当引锭杆从扇形段出来达到1#光电管时，引锭头就会与铸坯分离，当引锭杆到达2#光电管时切割后辊道就会停止，随之引锭杆被移出。
2.3 火焰切割机自动切割控制
在自动状态下，红外定尺系统会给火焰切割机的PLC发出信号，火焰切割机只有在接收到信号时才会进行工作。
首先，火焰切割机会先进行预压紧，与此同时切割枪开始运动，当切割枪运转至铸坯边缘时，预煤气阀以及热氧阀就会自动打开；当其运转到之前红外定尺系统所检测的定尺距离后，火焰切割机的压头开始下压随之切割氧与粒化水打开，进行切割工作。
当切割枪到达切割下辊道边缘时，切下辊就会开始向下方摆动，一直等到切割枪离开切下辊，其才能够向上摆回到原位。
2.4 输送辊道及推钢机控制
输送辊道系统是由移载下线辊道、切割后辊道、切割下辊道以及切割前辊道这四道工序组成。
在输送辊道系统运行过程中主要有五个具体步骤：（1）火焰切割机在对钢坯切割完毕后发出切割完毕信号，随之切割后辊道开始正转；（2）在2#光电管检测到铸坯的情况下，移载下线辊道开始运作；（3）当铸坯尾部离开2#光电管时，之前运转的切割后辊道停止运作；（4）在3#光电管检测到铸坯的情况下，之前运行的移载下线辊道就会停止运作；（5）下线辊道运行停止时说明铸坯已成型，再利用推钢机把铸坯转移到冷床上进行冷却。
这样就可以科学的对铸坯进行生产。
3 板坯连铸系统中PLC控制技术的实现
3.1 变频调速控制技术
在现代板坯连铸系统中，变频调速控制技术已在各个设备中广泛应用；主要包括推钢机、火焰切割机、输送辊道、扇形段辊道、结晶器振动、中间罐车以及大包回转台等。
一般来说，PLC是通过Remote I/O Scanner通讯方式来把控制命令传输给变频器的，与此同时，变频器也将其实时状态反馈给PLC系统。
另外，控制程序主要借助MOV指令来把速度、正反转以及启动停止命令以信息的形式传送给变频器，然后利用变频器的变频调速功能对整个系统进行自动控制。
3.2 铸流自动跟踪技术
铸流自动跟踪系统主要是利用物理上的光电转换原理进行工作的，通过增量式编码器来完成自动跟踪。
增量式编码器可以直接利用光电转换原理来输出A、B以及Z相三组方波脉冲；其中，A、B两组方波脉冲的相位差为90°，所以能够比较方便的判断出旋转方向；与此不同的Z相每转一个脉冲，所以其常应用与对基准点的科学准确定位。
增量式编码器的技术含量较高，其平均寿命可达几万小时以上，而且其构造原理较为简单，抗干扰的能力较强，有较高的可靠性，比较适用于长距离的传输。
一般来说，A-B增量型编码器多安装在扇行段驱动辊的电机上，铸流PLC依据增量式编码器发送的脉冲数来自动计算并完成浇注模式、送引锭模式下的铸坯测长、电力测速以及二冷区配水等全自动控制。
3.3 大包下渣检测技术
大包下渣检测技术是用于检测包内钢水含渣量的一项技术。
这个系统主要通过高度自动化、智能化的平衡补偿技术并比较钢渣与钢水导电率来检测钢渣在钢水中的含量，其中还要用到电磁感应的物理原理来对含量进行检测，然后会通过声光报警的方式提醒相关操作者及时发出大包水口关闭信号或自己手动关闭大包滑动水口，以此来控制大中包中钢水的钢渣含量，进而提高钢水的清洁度，提升其质量；除此之外，还有效避免了繁琐的除渣工作，也可以提高钢坯质量。
3.4 液面自动控制技术
液面自动控制是通过涡流传感器来对拉坯及浇钢的速度进行调节的一项技术。
一般来说，涡流传感器具有连续测量结晶器钢水液面的功能，它可以输出一系列模拟数据，一般包括随液面高度线性变化的电压以及电流，再把信息传送给液面调节系统，以此完成对拉坯以及浇钢速度的自动控制，使钢水液面得以稳定在预定高度。
这样一来，就可以有效的提高连铸机的工作效率，提升其工作质量，防止溢钢及漏钢事故的发生，对钢坯的质量进行有效的保证。
3.5 红外定尺技术
所谓的红外定尺即是通过红外摄像的方式对钢坯进行相关数据识别。
利用红外摄像设备对红热钢坯进行远距离实时成像，将所成图像转化为数字化信息，然后传送给CPU，再利用CPU的计算与模糊识别功能对数字化信息进行相关计算与识别处理，再按照提前设定的定尺长度向PLC传送切割切割信号，使PLC控制火焰切割机对钢坯进行切割。
这个系统的技术含量较高，一般具备操作维护简单、控制精度高以及检测可靠的特点，在钢坯处理中发挥非常重要的作用。
4 结束语
综上所述，在板坯连铸系统之中PLC控制的应用，对于准确、快速控制的实现，连铸自动化水平、铸坯质量与产量的提高具有非常重要的作用，而且能够降低能源消耗，降低机械故障的停机率，使得铸机的作业率得以有效提高，除此之外，还大大改善了工作环境，提高了工人的工作效率。
因此，PLC控制系统在板坯连铸系统之中值得推广应用。
参考文献
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[2]冯科，韩志伟，毛敬华.连铸板坯质量控制的系统技术[J].钢铁技术，2010（5）：7-9.
[3]杨立安，李涛.板坯连铸控制系统改造[J].科技传播，2013（1）：134-135.。