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。其中MR-1的计数值直接反映大车机架所处的位置,即不论大车机架是由何种动力使其位置发生变化,MR-1的计数值随之而变,其计数范围为0-9999。MR-2由钢坯的移动使其计数值发生变化,其计数范围为0-1024。由于在运行期间,钢坯源源不断地向前移动,因此,MR-2的计数值不断地重复着从“0”到“1024”的变化过程。
1.3 连铸切割机智能控制系统的硬件配置
结合宝钢1930连铸切割机生产工艺操作方式及该控制系统运行的技术要求,我们选择三菱公司的Q系列PLC和A985GOT组成连铸切割机控制系统。
三菱公司Q系列PLC是目前当今世界上最先进的中、大型可编程控制器之一,有超小型、高运算速度、高总线速度的性能特点,为连铸切割机控制系统配置及生产功能的扩展提供了的空间。
三菱公司的A985GOT触摸屏,与Q系列PLC之间采用内部总线连接,其传输速度可达12M布特率,是目前世界上传输速度最快的触摸屏之一,能实时显示连铸切割机控制系统的运行工况,满足连铸切割机生产工艺技术的需求。
2 板坯连铸切割机控制系统的软件设计
2.1 连铸切割机MR-1和MR-2绝对值式编码器的数据处理
安装在连铸切割机大车机架所处的位置上的绝对值式编码器MR-1的计数值为“0”时,表示切割机大车机架处在原点的位置;当处于切割状态时,大车机架随着钢坯向前移动,MR-1的计数值随之增加;待切割完毕后,大车机架升起并返回原点,MR-1的计数值随之减小。正常工作时,只有在切割的情况下,大车机架才向前移动,由于切割所持续的时间不长,而钢坯的移动速度又很低,因此,在切割的过程中,大车机架向前移动的距离远远小于9999,所以,MR-1的计数值不用进行数据处理,其计数值直接对应了大车机架所在的位置。MR-1的计数值存入数据寄存器D66内,因此,D66内的数据就反映了大车机架所处的位置。
MR-2由钢坯的移动使其计数值发生变化,其计数范围为0-1024。由于在运行期间,钢坯源源不断地向前移动,因此,MR-2的计数值不断地重复着从“0”到“1024”的变化过程。为了测出流出钢坯的长度,MR-2的数据处理方式为:以100个扫描周期为一个采样周期,每次采样时间到,将MR-2的计数值存入数据寄存器D60内,即D60内的数是本次采样周期读入的计数值,将它减去上次采样周期读入的计数值(存放在D61内)进行比较,差值存入数据寄存器D62内。根据比较的结果,差值是正数还是负数来作不同的处理。若是正数,则将D62与D63相加。和的结果再存入D63内,D63内存放的数是测得的钢坯长度;若是负数,则将D62与常数1024相加,和的结果存入D62内,接着再将D62与D63相加,和的结果存入D63内。最后将D60内的数存入D61内。
2.2 连铸切割机自动切头方式控制
连铸切割机刚开始运行时,通常要将钢坯头部一小段形状不规则的钢坯切除,这种工作方式称为自动切头方式。利用起动命令将自动切头标志M23置“1”。当板坯移动到MR-2后,MR-2开始计数,经过数据处理,D52内的数便是测得的流出钢坯的长度。MR-1测得的数存放在D66内,该数直接反映大车机架与第一原点之间的距离。在图3中,设开始运行时,大车机架处在“第一原点”的位置,即D66内的数为“0”。(如图3)
如图3所示,MR-2与第一原点之间的距离为L1,设头部需切除的板坯长度为L2(如图3-5中所示),产生预压紧信号的提前量为L3(如图3-5中所示)。当D52内的数等于L1加L2加D66减L3时,发出预压紧命令,大车机架下降至预压紧位置;当D52内的数等于L1加L2加D66时,发出压紧命令,大车机架再次下降直至压在板坯上。这时,1#切割枪和2#切割枪相向开始切割,同时,大车机架随着板坯向前移动,MR-1测得的数随之而变,它反映了大车机架与第一原点之间的距离发生了变化。当二枪相遇传感器动作时,1#切割枪停止切割,且停在原地,而2#切割枪停止切割,并返回2#切割枪的原点。当MR-1的计数值反映大车机架已经处在切头台车的位置时,1#切割枪重新向前切割,直至切割完毕。