一、概述 　　萊鋼煉鋼廠矩形坯連鑄機(jī)原采用編碼器測(cè)長(zhǎng)方式進(jìn)行鋼坯切割，編碼器易出現(xiàn)故障，生產(chǎn)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)的高溫環(huán)境使維修工無(wú)法對(duì)出現(xiàn)故障的編碼器進(jìn)行修復(fù)，只能由人工目測(cè)長(zhǎng)度對(duì)鋼坯進(jìn)行切割，造成誤差較大，不利于準(zhǔn)確控制鋼坯的長(zhǎng)度，導(dǎo)致鋼坯的實(shí)際重量與理論的重量誤差很大。每根鋼坯的重量不一致會(huì)導(dǎo)致鋼坯軋制時(shí)成材率低，造成不必要的浪費(fèi)。因此決定用基于紅外定尺、稱重補(bǔ)償?shù)幕鹧媲懈钭钥叵到y(tǒng)對(duì)原有的系統(tǒng)進(jìn)行改造。基于紅外定尺、稱重補(bǔ)償?shù)幕鹧媲懈钭钥叵到y(tǒng)可分為紅外定尺、稱重補(bǔ)償、火焰自動(dòng)切割三個(gè)子系統(tǒng)。紅外定尺子系統(tǒng)采用湖南衡陽(yáng)鐳目公司生產(chǎn)的紅外攝像系統(tǒng)來(lái)測(cè)量鋼坯長(zhǎng)度；稱重補(bǔ)償子系統(tǒng)利用中型軋機(jī)爐前稱進(jìn)行稱重，并編制補(bǔ)償程序進(jìn)行補(bǔ)償；火焰切割子系統(tǒng)采用SLC500PLC自動(dòng)控制火焰切割機(jī)裝置進(jìn)行鑄坯切割。工藝如圖一所示： 二、硬件配置 1、紅外定尺子系統(tǒng) 　　根據(jù)該矩形坯連鑄機(jī)的控制規(guī)模,選用湖南衡陽(yáng)鐳目公司生產(chǎn)的紅外定尺系統(tǒng)RAM9806。其中攝像控制儀作為現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備,研華IPC-610工控機(jī)做為監(jiān)視器,根據(jù)定尺規(guī)格選用兩個(gè)工業(yè)攝像鏡頭，選用PCL1503轉(zhuǎn)換板作為紅外攝像控制儀和美國(guó)AB公司DI模板的BCD碼轉(zhuǎn)換接口。硬件組態(tài)圖二所示： 　　說(shuō)明：為提高精度，使用兩個(gè)攝象頭，將調(diào)焦線和信號(hào)線通過(guò)調(diào)焦板接到圖象處理卡，通過(guò)軟件進(jìn)行處理，然后將計(jì)算到的鋼坯實(shí)際長(zhǎng)度通過(guò)I/O卡輸出，并經(jīng)PCL1503進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換和I/O板信號(hào)放大，分別接到SLC500的輸入模板，這樣就將鋼坯的實(shí)際長(zhǎng)度信號(hào)傳送到SLC500，然后在SLC500內(nèi)完成整個(gè)切割動(dòng)作。 為保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，需對(duì)鋼坯的長(zhǎng)度進(jìn)行準(zhǔn)確的標(biāo)定，然后在監(jiān)控軟件上將長(zhǎng)度按照實(shí)際的標(biāo)定好。 2、稱重補(bǔ)償子系統(tǒng) 該子系統(tǒng)選用美國(guó)AB公司遠(yuǎn)程塊I/O模塊，將鋼坯的重量信號(hào)由三菱模板通過(guò)遠(yuǎn)程塊I/O模板，傳送到公用PLC。 3、火焰自動(dòng)切割子系統(tǒng) 　　火焰自動(dòng)切割機(jī)PLC系統(tǒng)的硬件配置（三套，配置相同僅圖示一套）由1塊電源模板（1746-P2）、一塊CPU（SLC5/04）、5塊16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板（1746-ITB16 1塊，1746-IB16 4塊）及4塊16點(diǎn)數(shù)字量輸入模板（1746-OW16 2塊、1746-OB16 2塊）組成。配置圖見(jiàn)圖三： 　　此外，該P(yáng)LC系統(tǒng)還通過(guò)CPU上的DH+通道與基礎(chǔ)級(jí)自控系統(tǒng)主PLC（公司PLC5/40E）上的通道CH1接口A相連從而構(gòu)成了傳輸速率高的DH+（data highway plus）網(wǎng)?；鹎袡C(jī)自控系統(tǒng)與基礎(chǔ)級(jí)自控系統(tǒng)之間的通訊數(shù)據(jù)就通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。 三、控制功能 1、紅外定尺 　　首先從畫面和操作臺(tái)上設(shè)定好定尺，畫面上的定尺設(shè)定和操作臺(tái)上的定尺設(shè)定是一致的，然后將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“紅外定尺測(cè)長(zhǎng)”，并按下畫面上的“控制”按鈕，表示紅外攝像系統(tǒng)進(jìn)入了鋼坯的測(cè)量狀態(tài)，當(dāng)鋼坯頭進(jìn)入了攝像鏡頭的視野范圍，此時(shí)紅外攝像系統(tǒng)發(fā)出鋼坯長(zhǎng)度信號(hào)（鋼坯長(zhǎng)度信號(hào)為16位BCD碼），鋼坯長(zhǎng)度信號(hào)送至各流的DI模板，此長(zhǎng)度信號(hào)再經(jīng)通訊傳送到各自的切割PLC。 當(dāng)鋼坯長(zhǎng)度大于“定尺長(zhǎng)度”減去100mm時(shí)，發(fā)出預(yù)壓信號(hào)； 當(dāng)鋼坯長(zhǎng)度大于“定尺長(zhǎng)度”時(shí)，發(fā)出主壓信號(hào)，即切割信號(hào) 2、稱重補(bǔ)償 　　從主控室畫面上輸入設(shè)定定尺、設(shè)定重量，實(shí)際重量由中型爐前稱稱量后，重量信號(hào)經(jīng)由四號(hào)機(jī)出坯操作室的遠(yuǎn)程通訊模板傳送到公用PLC，此時(shí)所稱重的屬于哪一流的，由出坯室的操作工進(jìn)行選擇，然后鋼坯重量經(jīng)通訊傳送到相應(yīng)的流PLC，完成補(bǔ)償功能。 3、火焰自動(dòng)切割 　　火焰切割機(jī)系統(tǒng)接收到火焰自控系統(tǒng)PLC發(fā)出的預(yù)壓信號(hào)、主壓信號(hào)，即做出相應(yīng)的動(dòng)作，該機(jī)工作時(shí)通過(guò)氣壓裝置壓緊鑄坯來(lái)帶動(dòng)切割機(jī)作運(yùn)行，并由切槍作橫向平移運(yùn)動(dòng)來(lái)完成切割。 四、控制原理 1、紅外定尺 　　在拉鋼前,將定尺設(shè)定好,定尺信號(hào)傳至SLC500；實(shí)際鋼坯長(zhǎng)度由攝象系統(tǒng)VS710測(cè)量，經(jīng)PROFIBUS-DP通訊，送到I/O板，經(jīng)DO輸出 ，將鋼坯長(zhǎng)度信號(hào)（BCD碼）送到SLC500；實(shí)際長(zhǎng)度與設(shè)定定尺進(jìn)行比較：當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度>設(shè)定定尺(mm)-100mm時(shí)預(yù)壓；當(dāng)實(shí)際長(zhǎng)度>設(shè)定定尺(mm)時(shí)主壓，切割開始，所有的切割在SLC500內(nèi)完成。 2、稱重補(bǔ)償 　　采用自動(dòng)稱量，人工干預(yù)的方式，在非熱送方式進(jìn)行抽檢時(shí)方便實(shí)用。利用中型爐前稱進(jìn)行稱重，在拉鋼之前，在主控室輸入每流設(shè)定重量，對(duì)應(yīng)每一流有設(shè)定重量輸入框，輸入設(shè)定重量。實(shí)際重量由三菱PLC經(jīng)接線（BCD碼）接至出坯塊I/O（塊I/O是一種遠(yuǎn)程模塊），經(jīng)通訊送到公用PLC，顯示到上位機(jī)；同時(shí)這根鋼坯屬于哪一流由熱送操作室或出坯操作室人工觀測(cè)，有三個(gè)按鈕分別代表一流、二流、三流，若是一流，按下一流按鈕，此信號(hào)也顯示到上位機(jī)；然后由主控室操作工點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，送到鑄流PLC； 稱重補(bǔ)償：（設(shè)定重量-實(shí)際重量）/實(shí)際重量=（實(shí)際定尺-設(shè)定定尺）/設(shè)定定尺，計(jì)算出實(shí)際定尺，此信號(hào)送到SLC500。 3、火焰自動(dòng)切割 　　火焰自動(dòng)切割工作分為：切頭、正常切割及切尾三種。 切頭：用于生產(chǎn)伊始的鑄坯頭部切割。 　　1、選擇“半自動(dòng)”方式，切頭位置由人工目測(cè)決定。 　　2、按下“預(yù)壓”按鈕，當(dāng)鑄坯運(yùn)行至切頭位置時(shí)，按下“主壓”按鈕，切割機(jī)壓緊鑄坯并與之同步運(yùn)行，同時(shí)切槍預(yù)熱并高速接近鑄坯。 　　3、轉(zhuǎn)換為“自動(dòng)”方式，火切機(jī)將自動(dòng)以切割速度進(jìn)行切割。 　　4、切割完畢后，自動(dòng)取消“主壓”操作，切割機(jī)自動(dòng)與鑄坯脫離，切槍自動(dòng)返回原位。 正常切割：用于生產(chǎn)過(guò)程中的正常鑄坯切割。 　　1、“自動(dòng)”方式，當(dāng)鑄坯運(yùn)行至距定尺300mm時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行“預(yù)壓”操作。 　　2、鑄坯運(yùn)行至定尺位置時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行“主壓”操作，切割機(jī)壓緊鑄坯并與之同步運(yùn)行，同時(shí)切槍預(yù)熱并高速接近鑄坯。 　　3-4同切頭程序的3-4。 切尾：用于生產(chǎn)末期的尾坯切割 五、使用情況 該系統(tǒng)自投運(yùn)以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，提高了測(cè)長(zhǎng)準(zhǔn)確度，穩(wěn)定性，并通過(guò)稱重補(bǔ)償提高了成材率，并且具有控制功能強(qiáng)，操作方式靈活多樣的優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減小了維護(hù)量，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 參考文獻(xiàn) [1] <<紅外自動(dòng)定尺控制系統(tǒng)安裝維護(hù)手冊(cè)>> 湖南省衡陽(yáng)市鐳目科技開發(fā)公司 [2] PLC-5 編程軟件編程手冊(cè)/指令集 作者簡(jiǎn)介：裴常明（1977-），男，工程師，主要從事工業(yè)控制及工業(yè)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與開發(fā)工作。 聯(lián)系方法： 地址：山東萊鋼自動(dòng)化部鋼區(qū)車間 郵編：271104 電話：0634-6823278 E-mail:pcm5@sohu.com