自动控制系统在连铸机二冷水改造系统上的应用

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1、自动控制系统在连铸机二冷水改造系统上的应用【关键词】连铸机自动控制二冷水亠、八—1刖S莱钢5#方坯连铸机是普钢机，由于生产的需要,进行对此改造升级，从而实现普优双拉，由于普钢和优钢在二段时要求的水流量不同，阀门的控制精度也不同，普钢时要求水量控制在35〜120升之间，优钢时水量控制在4.5〜35之间，要求调节阀控制水量在4.5升〜120升之间，而调节阀精度不够，当水量低于10升时，调节阀无法稳定调节，造成拉优钢时二冷水调节始终不稳定。从而达不到最佳的冷却效果，严重影响了钢坯的质量。2二冷水系统的该造方案连铸机在生产过程中，钢水从中间包到结晶器（一冷），二冷环节的冷却，最后到拉

2、矫机，切割机出钢,从1600度的钢水变成900度方钢坯，中间环节的冷却,二冷环节的冷却最重要,二冷水的配置是否合理,方坯生产最为直接关键的因素，直接关系到铸坯质量的优劣。其中二冷分为0段，一段，二段，三段。一、二、三段为汽水冷却且区分宽窄面分别配水，宽面用于普钢冷却，窄面用于优钢冷却。改造后的控制图见图lo每一个冷却段的宽窄面由原来的两个流量计现改为一个，每一路各使用一个截至阀和调节阀，在调节阀后合并为一路直至冷却喷嘴。流量计后的两个调节段上，一段安装一个DN40截至阀和一个DN25气动调节阀，用于优钢生产时使用。另一段安装一个DN65截至阀和一个DN40启动调节阀，用于普钢

3、生产时使用，由于普钢冷却需要的冷却水流量比优钢大，所以在生产普钢中，如果宽面的水量不够，可以强制窄面阀门来弥补宽面水流量的不足。3二冷水的自动控制系统3.1自动控制系统简介整个工艺的自动控制都是用西门子S7-400来实现对二冷水配水系统的PID控制，通过变频器给出钢速度，并同时采集到反馈的实际速度，并通过换算在不同的速度中，程序输出给阀门定位器的电流大小不同,电流大小直接控制阀门的开度。从而实现对水量的控制。每流的每段流量都在WINCC上同步显示。在每流的PLC程序中，采用二次配水曲线数学模型的闭环PID调节方式来控制二冷水，并可通过编程直接进行完全自动化配水，在画面上分别设

4、有自动、手动2种配水控制方式。在自动调节方式下，铸流水量设定值由PLC通过所选的水表参数计算给定。通过变频器反馈到出钢的实际速度，并通过公式计算出每段的喷水量SP,然后输出给执行机构控制阀门开度，并通过阀门的阀位反馈输入到PID控制程序，与此同时，实际流量PV输入到PID程序中通过对比工程量和喷水量，计算出偏差，再输出给执行器来控制阀门，进行反复的PID调节，从而实现理论喷水量与实际流量一致。整个配水过程是调节阀利用PID控制回路进行模糊控制。根据工艺要求，设定目标参数，由PID回路的调试曲线，不断调整P、I、D控制参数，使被控参数稳定在设定值的正常波动范围内。在回路调节画面

5、中，PID回路的PV值、SP值、频率值同时用棒图形式和数字形式显示，操作人员可以直观的看到回路的调节情况，也可以精确的对回路调节参数进行设定。在回路调节画面中设有手/自动切换、模型/回路控制状态切换等开关。3.2二冷水自动控制系统的程序实现在整个冷却水配水过程中，每个速度段的配水公式的系数是不同的。速度段分别为：0.5,0.9,1.5,2.0和4.5。在选定不同的钢种生产后，当0.9＞拉钢速度三0.5时，调用相应数据块，通过设定好的配水公式，把计算后的配水量通过数据处理，最后输出给执行器。从而实现控制阀门的开度，达到对流量精确控制。要调节二冷段的喷水流量实现方坯最佳的冷却效果

6、，并最终保证钢坯的成品质量。4结束语该改造项目的成功实施，不仅提高了劳动生产率,而且节省了成本，增大了效益。系统的成功改造，解决了长期冷却效果差的难题，实现了普通连铸机生产优钢的功能，具有显著的社会效益。