【2017年整理】板坯结晶器液位自动控制系统的研究.doc

ZPSS板坯结晶器液位自动控制系统的研究 刘钱俊 摘要: 此设计研究了钢水液位自动控制的性能和技术要求,分析了液位自动控制的结构和控制原理，选用了有代表性的液位检测方法和控制算法，并应用计算机技术与闭环控制方法，设计出符合板坯连铸结晶器钢水液位自动控制系统。并根据该系统在使用中存在的问题，从软硬件提出了改进措施，来进一步提高液位控制系统的精度和稳定性。 关键词: 结晶器，液位自动控制，闭环控制方法 The research and practice of mould level auto control system of slab caster liuqianjun Abstract: This design researched mould level auto control’s properties and technological requirements, analyzes mould level auto control’s structure and principle of control. We found out representative mould level measuring method and control arithmetic, The computer technology and PID control method have been applied, The mould level auto control system for slab continuous casting has been designed. According to the problems of the system practice, taking some effective solution to improve level control system’s accuracy and stability. Key word: Mould , Level auto control , PID control method 前言 在钢水浇铸过程中，结晶器钢水液位是影响钢坯质量的重要参数之一。稳定的结晶器液位高度直接影响着铸坯拉速和二冷水的稳定控制，从而影响着铸坯质量以及能否有效避免漏钢、溢钢等事故的发生。因此，保持结晶器钢水液位的恒定对连铸生产的正常进行有着重要的意义。 结晶器液位控制便是主要的控制技术。结晶器液位控制系统是通过电动调节机构或液压调节机构调节中包车上的塞棒，控制中包车的钢水流速，使钢水液面在浇注时能保持在预先设定的位置，以保证浇钢过程中液面的稳定性。该系统由三个基本部分组成：钢液面检测系统、伺服系统、结晶器PLC自动控制系统。该系统的引入，不但提高了板坯质量，杜绝了夹渣、鼓肚和裂纹现象，而且有效降低了浇铸过程中漏钢和断浇事故的发生率，为实现板坯全连铸提供了可靠的保障。下面以ZPSS板坯液位控制系统为例来进行阐述和分析。 第一章 钢水液位自动控制原理及系统组成 结晶器钢水液位自动控制是通过测量结晶器内钢水液位高度，调节控制拉坯速度或控制塞棒的进程，使结晶器内钢水稳定地保持在预定高度上。 结晶器液位自动控制主要由液位检测系统、液位控制系统和执行系统三部分组成，通过闭环控制加以实现。 1.1钢水液位自动控制原理： 钢水液位自动控制运用传感器技术、可编程控制技术并结合液压控制系统，将计算机终端设备运用到实际工业控制中从而实现结晶器液位的全自动化控制。控制原理如图1-1所示。 1.2钢水液位自动控制系统组成： 结晶器钢水液位控制由信号采集、测量、控制和执行机构组成。 钢水液位传感器将测得的信号送到控制系统处理，所得液位值与设定值比较，调控。控制执行机构是塞棒控制装置，通过液压伺服缸控制塞棒与开口度，控制钢流从而达到控制结晶器的目的。 结晶器液位自动控制系统一般由钢水液位检测系统、液位控制系统和执行系统三部分组成,图1-2所示。 连铸机配备两台中包车，一台浇注，一台预热准备，两个中包车配有完全相同的液位控制系统。控制设计为一级基础自动化PLC系统和二级过程计算机系统，以便实现生产过程管理、设定及有关数学模型计算（如二冷强度、铸坯质量判定和最佳定尺切割等），通过基础自动化系统对连铸机线上设备和浇铸过程进行逻辑顺序控制和跟踪。一级和二级自动化系统通过TCP/IP通讯协议的系统总线连接，基础自动化与过程计算机系统共用部分操作站，两级系统协调配合构成完整的“EI＋C”自动化控制系统，既具有较高的控制效率和可靠性，又能够节省投资。伺服系统、操作台及现场检测设备均通过PLC远程I/O站与基础自动化