基于PLC的铸坯质量跟踪系统

汪坤瑜

福建三安钢铁有限公司，福建泉州　362411

基于PLC的铸坯质量跟踪系统

汪坤瑜

福建三安钢铁有限公司，福建泉州362411

为了解决连铸坯的内部质量问题，生产方需要在浇筑过程中对影响铸坯质量的参数进行实时跟踪，从而找到形成质量缺陷钢坯的原因，并做出相应的控制措施，达到减少铸坯质量问题的效果。质量跟踪的核心内容是对数据的实时采集与分析，然后进行判断，得出控制措施并执行自动切割。

数据采集；质量跟踪；自动切割

在连铸的生产过程中，影响钢坯质量的原因有很多，当连铸出现卷渣、脱方、低倍缺陷等现象时，可能会造成轧钢生产线轧制堆钢或者成品开裂判废，因此在生产过程中必需完整统计出影响钢坯质量的原因、次数、时间。表1为三安钢铁有限公司连铸车间统计的2015年7—2015年11月的非稳态坯落地跟踪记录，根据表格清晰的显示了7—11月期间出现的非稳态坯原因、次数、时间，生产中存在的不稳定因素具有多样性和突发性，所以一个具备实时跟踪质量原因、历史归档、判废切割等功能的连铸质量跟踪系统对连铸生产很有存在意义。

1　PLC采集质量跟踪数据

1.1PLC数据走向结构图

1.2质量跟踪采集的具体数据表格

表2

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2　PLC处理质量跟踪数据

2.1质量跟踪的参数数据

连铸生产过程中，影响钢坯质量的因素有很多，必须设置一个标准的参考量，所以如图在wincc画面中制作一个表格（如表3）提供生产设置影响质量因素（包括拉速、液位、中包重量、钢水过热度、液面是否自动控制等）的标准值，以作为判断是否为非稳态坯的比较量。保存设置以后，生产方所设置的标准值将通过上位机与PLC系统CP块的以太网通讯存储于PLC系统的内存中。

表3

2.2实时数据与参数数据的比较

仪表采集的实时数据通过信号转换传输至PLC后与（1）中存储于PLC内存中的标准值数据进行比较，并得出此钢坯的品质结论，如图2为拉速的比较程序。

2.3数据计算与数据归档

当一根钢坯被判断为非稳态坯时，假设故障开始后的时间秒数为N1，结束后的时间秒数为N2，结晶器到火切机的总长固定为L，实时采集的拉速值s（m/s）则距开始L1=N1*s，距结束L2=L-L1，钢坯长度L3=（N1-N2）*s，将所记录的L1，L2，L3根据不同的非稳态原因，存于数据块当中，其中以非稳态原因结束点作为画面的历史归档记录点。如图是1流连铸跟踪非稳态公用块：3个输入管脚（故障原因、实时拉速、结晶器到火切机的距离L）、6个输出管脚（距结晶器、非稳态坯长度、距火切机、质量类型、非稳态类型、非稳态结束记录点）。调用公用块将输出的管脚的数据地址在wincc中创建变量，生成变量记录并在所创建的onlineTable显示，形成历史归档与查询。

3　PLC执行自动切割

3.1自动切割算法说明

1）设定的切割参数如下：（1）以结晶器弯月面到火切机原位为基准（L=30.6m）；（2）铸坯定尺设定设为L1；（3）铸坯实际运行定尺长度设为L2（即铸坯断面距离火切机原位距离）；（4）当第一个非稳态点发生后，通过时间和事实拉速计算第一个非稳态开始点行走长度（L3≤L）；（5）当第一个非稳态点结束后，通过时间和事实拉速计算第一个非稳态结束点行走长度（L4≤L）；f.按第（4）、（5）方式依次定位跟踪第1、2、3——n个报警点。

2）切割分为以下情况：（1）正常切割：即没有非稳态坯报警时，以L1进行切割；（2）有非稳态坯报警且L3+L5=L时，进行切割；（3）有非稳态坯报警且L 4-L6=L时，进行切割；（其中L5有报警时的切割提前量、L6报警消失时的切割滞后量，可以保证非稳态钢坯的完整切割）。

3.2PLC程序

6）程序中一些必要的计算量：每秒拉速=每分拉速/60、L3+L5=L35、L4-L6=L46。

7）当L35=L时火切机进行切割动作m3且L3清0。

8）当L46=L时L4清0且火切机进行切割动作m4。

9）当L2=L1时L2清0且火切机进行切割动作m5。

10）m3、m4、m5任意为1时则保持5s扩展脉冲的切割输出#cut_out。

4　结论

1）连铸质量跟踪系统能够提高生产效率、减少废品率提升公司产品质量进而增强公司的信誉度，完善公司在钢铁市场的形象与竞争力。

2）连铸质量跟踪系统是一套纯软件开发的、不增加任何硬件设备的低投资高回报的系统。

3）连铸质量跟踪系统不仅适用于方坯也适用于板坯等其他类型的钢种，具有很强的推广意义。

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TP39

A

1674-6708（2016）166-0213-02

汪坤瑜，福建三安钢铁有限公司。