连铸机电气自动化控制系统的设计与实现
连铸机电气自动化控制系统的设计与应用
连铸机电气自动化控制系统的设计与应用发布时间：2022-11-10T05:25:35.403Z 来源：《中国建设信息化》2022年第7月第13期作者：吴明旺[导读] 连铸机电气自动化控制系统的发展和应用不仅能够更好地提升炼钢生产环节的质量控制，吴明旺中天钢铁集团有限公司江苏常州 213000摘要：连铸机电气自动化控制系统的发展和应用不仅能够更好地提升炼钢生产环节的质量控制，同时也能为降低生产过程中的人力资源投入规模起到重要的影响意义。
本文针对连铸机电气自动化控制系统的设计和应用问题进行了研究和讨论，希望能够帮助设计人员在实际的生产和系统设计实践过程中引发更多的思考，从而在整体上为提升连铸机设备的自动化和连续生产质量起到铺垫效果，同时也为实现工业生产的质量控制和可持续发展起到推动作用。
关键词：连铸机；电器自动控制系统；设计应用Design and Application of Electric Automation Control System for Continuous Caster Wu MingwangZhongtian Iron and Steel Group Co., Ltd. Changzhou, Jiangsu 213000 Abstract: The development and application of the electrical automation control system of the continuous casting machine can not only improve the quality control of the steelmaking production process, but also play an important role in reducing the scale of human resources investment in the production process. This paper studies and discusses the design and application of the electrical automation control system of the continuous casting machine, hoping to help designers to trigger more thinking in the actual production and system design practice process, so as to improve the continuous casting machine as a whole. The automation of the equipment and the quality of continuous production play a paving effect, and also play a role in promoting the quality control and sustainable development of industrial production. Key words: continuous casting machine; electrical automatic control system; design application引言：近些年来随着我国工业制造和设计技术的迅猛发展，连铸机电气自动化控制技术得到了长足的进步和发展，虽然在全球化的发展背景下仍然与发达国家存在着一定的差异，但是也促进着设计技术人员能够针对目前存在的设备和生产流程中存在的问题进行深入挖掘和分析，并结合自动化控制系统和技术的创新发展进行全面应用。
连铸机电气自动化控制系统的应用
连铸机电气自动化控制系统的应用连铸是通过浇铸、冷凝以及切害等工艺将钢水铸成钢坯。
提升连铸的自动化控制对节约能源，减轻了劳动强度、提高成材率、改善环境具有重要影响。
本文综述连铸自动化系统的构成，以某钢铁企业连铸集散自动化控制系统为例分析连铸自动化控制过程，为钢铁企业提高连铸机自动化控制系统水平提供参考。
标签：连铸机；自动化；控制级；PLC研究连铸机电气自动化控制系统对对企业结构和产品结构的简化和优化、提升经济效益具有重要意义。
一、连铸自动化系统的构成连铸机电气控制系统主要包括现场各种电气元件、智能仪表秘交流传动装置，按功能化分可分为平台控制区域、铸流控制区域、后区控制区域、仪表控制区域四大部分。
1.连铸机平台控制区域自动化控制。
连铸机平台控制区域自动化控制主要是对钢水罐回转台、中间包及中间包车、结晶器吸收风机、二冷水排烟风机以及附属设备电气系统进行控制。
平台控制区域的功能是承接钢水罐，移动中间包与结晶器、排放扇形段二冷区域烟气。
（1）钢水罐回转台在设计上采用变频器传动控制方式，并且在变频器的容量选择上加大了一级。
同时利用变频器的S曲线加减速功能，通过调整S曲线保证加减速曲线的平滑快速，减少对减速机的冲击，然后再通过PLC程序判断变速限位、停止限位等实现旋转过程中高低速的自动切换和到位停车。
（2）中间包的作用是减压、稳流、去杂质、贮存钢水、分流和中间包冶金，为保证中间包车可靠稳定运行，中间包车的走行应该采用变频传动控制方式。
（3）结晶器烟气吸收风机的电气系统的作用是将冷却水与高温的钢水接触产生大的烟气及时排出，结晶器烟气吸收风机的电气系统可用不可逆电机实现。
为使二冷排蒸汽风机不过载，控制的微动开关要设计4个位置检测，即开过转矩、开到位、关到位、关过转矩。
2.连铸机铸流区域的电气控制系统。
铸流区域的电气控制系统是连铸机核心控制部分，主要控制坯连铸机运转方式的选择，结晶器在线调宽，结晶器的振动装置，扇形段压下及压力，扇形段的驱动以及引锭杆和板坯的跟踪等。
板坯连铸机电气系统解析
板坯连铸机电气系统解析1. 引言1.1 板坯连铸机电气系统解析板坯连铸机是冶金行业中用于生产板坯的重要设备，其电气系统作为控制核心起着至关重要的作用。
本文将从电气系统概述、控制系统分析、保护系统功能、通讯系统设计、维护与管理等方面对板坯连铸机电气系统进行解析，旨在探讨这一关键部分的工作原理和优化策略。
电气系统是板坯连铸机的神经中枢，其主要包括供电系统、控制系统、保护系统和通讯系统。
通过对这些系统的合理设计和配置，可以确保机器的正常运行和生产效率的提升。
控制系统是电气系统的核心部分，它实现对设备运行状态的监控和调节，并保证板坯的质量和生产效率。
保护系统则是为了防止设备出现故障和保障操作人员的安全，是电气系统中至关重要的一环。
在通讯系统设计方面，板坯连铸机需要与其他设备和上位机进行稳定的信息交流，以实现整个生产线的协调运作。
维护与管理是保障电气系统稳定运行的关键，定期的维护和管理可以延长设备的使用寿命并提高生产效率。
通过对板坯连铸机电气系统的深入分析，我们可以找到优化系统的方法，不断改进设备性能和效率，从而提高生产质量和经济效益。
2. 正文2.1 电气系统概述电气系统是板坯连铸机中至关重要的组成部分，其主要功能是为整个机器的正常运行提供必要的电力支持。
在板坯连铸机中，电气系统通常包括电动机、电气控制柜、电缆线路等组件。
电动机是电气系统的核心部件，它通过传动装置将电能转换成机械能，驱动铸坯过程的各个部分。
电动机通常需要根据铸坯机的工作负载和速度需求进行选择，以确保机器的正常运行。
电气控制柜包括各种电器元件和控制设备，用于控制整个板坯连铸机的运行。
控制柜中通常包括PLC控制器、各种传感器、断路器、继电器等，用于监测和控制机器的各个部分，确保其安全稳定地运行。
电缆线路作为电气系统的连接件，承担着传输电力和信号的重要任务。
在板坯连铸机中，电缆线路的布局和选材要合理，以保证电能的稳定传输和信号的准确传递。
电气系统在板坯连铸机中扮演着至关重要的角色，其稳定可靠的运行与机器的整体性能密切相关。
连铸机电气自动化控制系统的设计与实现
连铸机电气自动化控制系统的设计与实现摘要在冶钢工艺中，连铸过程是连接轧钢与炼钢过程的关键环节，因此，其生产过程顺利与否直接关系着炼钢生产过程的顺利进行，并影响着轧钢质量及其成材率，因此，如何实现连铸机电气自动化控制就显得十分重要了。
鉴于此，本文重点就连铸机电气自动化控制系统的设计及其实现进行研究，希望能为相关领域的研究提供借鉴。
关键词连铸机；电气自动化控制系统；设计作为将炼钢及轧钢相连接的中间环节，连铸过程通过浇铸、冷凝以及切割等环节有效实现了液态钢到铸坯的转换，由此可见，连铸生产过程能否正常进行不仅会对冶钢生产过程带来影响，更会直接影响到轧钢质量及其成材率。
因此，如何进一步完善连铸技术，提高连铸机自动化控制水平对于带动冶金技术的发展具有十分重要的意义。
本文重点就连铸机的工艺流程及其电气自动化控制系统的设计及实现进行了研究，希望能够推动冶钢企业产品及工艺结构的优化。
1 连铸工艺分析对于连铸机而言，其主要包括如下几个部分，即钢包的运载装置、中间包及其包车、结晶器及其振动装置、拉坯矫直相关装置、切割装置、二次冷却装置以及铸坯运出等装置。
进行浇铸的过程中应先将携带钢液的钢包经相关运载装置运送于连铸机的上方，这样，通过钢包底部所具有的水口将钢液直接注入中间包中。
将中间包的塞棒或者滑动水口打开之后，待钢液注入下口后，通过引锭杆头将其进行堵塞。
这样一来，钢液将会沿着结晶器的周边发生冷凝，最终形成坯壳。
待结晶器的下端出口上坯壳的厚度达到一定程度时，将拉坯机以及结晶器振动装置进行启动，使得携带液心的铸坯直接进入到由夹辊所构成的弧形导向段中。
此时，由于二次冷却区域中呈一定规律进行布置的喷嘴所喷出的雾化水能够进行强制性的冷却，这样，铸坯在下行的同时还会受到冷却继续发生凝固。
一旦引锭杆将扇形段送出之后，将会使其同铸坯发生脱开，这样铸坯就能够在全凝固状态下得到矫直。
等到铸坯矫直并彻底凝固之后，水平方位通过切割装置将铸坯进行定尺长度的切割，并通过输送辊道直接运送出去。
连铸机的电气自动化控制系统优化设计研究
连铸机的电气自动化控制系统优化设计研究作者：王旦来源：《科学与信息化》2020年第21期摘要文章对连铸机生产运行的工艺流程进行了阐述，以此提出电气自动化控制系统的原理基础;围绕润滑液压分区、铸流控制分区、控制平台分区等方面，对连铸机电气自动化控制系统的基本设计进行了分析;从集散结构设计与系统组态设计两个角度出发，对连铸机电气自动化控制系统的组态设计进行了研究。
关键词连铸机;PLC设备;自动化控制系统引言在炼钢工业中，连铸机承担着重要的工具职能，其并不是单一的机械设备类型，而是集浇钢、切割、收集、输送等多种结构于一体的核心设备体系。
做好这一设备体系的电气自动化控制系统设计，对炼钢工业生产效率与质量的发展具有重要意义。
1 连铸机电气自动化控制系统的工艺原理从连铸机的设备结构来讲，其主要包含有结晶装置、冷却装置、切割装置、运输装置、拉坯装置、支撑机构、中间包、钢包等多个部分。
在连铸机的实际运行过程中，首先需要将钢液置于钢包当中，并利用运输装置将钢包传送至连铸机主体处，将钢液和钢包灌注转移到中间包当中。
其后，中间包的滑水口转动开放，使钢液在引流结构的辅助下进入振动结晶器中，实现坯壳的冷凝成型。
在结晶器上下作业的同时，利用冷却装置对钢液实施二次冷却，并按照特定规律喷出雾化水，实现钢液的持续凝固。
最后，待铸坯全部凝固后，便可操作尺寸适宜的切割装置对铸坯实施切削处理，并经由辊道输送至连铸机外部，即代表连续铸钢作业的完成。
现阶段，智能化、自动化已经成为现代社会各个行业变革发展的主要方向，炼钢工业自然也不例外。
所以，以上述工艺流程为原理基础进行电气自动化控制系统的优化设计，具有重要的现实意义[1]。
2 连铸机电气自动化控制系统的基本设计连铸机电气自动化控制系统的主体部分由交流装置、传感装置、电气仪表、电器元件等结构组成，这些结构均受控于PLC自动控制系统，基于特定程序指令进行动作反馈，从而对连铸机的各设备环节做出驱动控制支持。
板坯连铸机电气系统解析
板坯连铸机电气系统解析1. 引言1.1 板坯连铸机的重要性板坯连铸机是铸造行业中的重要设备，主要用于连续铸造板坯。
板坯是钢铁行业的重要产品之一，广泛用于建筑、船舶、汽车、机械等领域。
连铸机的作用是将熔化的金属直接浇注成板坯，通过连续的生产线进行加工，提高生产效率和产品质量。
1. 提高生产效率：连铸机实现了连续生产，避免了传统浇铸中停机和换模的时间，大大缩短了生产周期，提高了生产效率和产量。
2. 保证产品质量：连铸机可以实现精确的控制和监测，保证板坯的尺寸精度和表面质量。
连铸过程中的温度和速度控制也能够提高产品的物理性能。
3. 节约能源资源：连铸机可以根据具体需求进行调整，减少废品率和能源消耗，实现资源的最大化利用。
4. 降低成本：连铸机的自动化程度高，减少了人力成本和操作风险，提高了生产的稳定性和可靠性，从而降低了生产成本。
板坯连铸机在钢铁行业中的地位不可替代，电气系统作为其中重要的一部分，具有至关重要的作用。
1.2 电气系统在连铸机中的作用电气系统在连铸机中起着至关重要的作用。
连铸机是将液态金属连续浇铸成板坯的设备，电气系统则是控制整个连铸过程的关键。
电气系统包括了所有的电气设备和控制系统，如变频器、PLC、传感器等，这些设备协同工作，实现了连铸机的自动化控制。
电气系统可以实现对连铸机各个部分的精确控制，比如温度、速度、流量等参数的调节，确保了板坯的质量和生产效率。
电气系统还能监测和诊断连铸机的运行状态，及时发现故障并自动停机，保障了操作人员和设备的安全。
电气系统在连铸机中的作用是不可替代的。
它不仅提高了生产效率，保障了产品质量，而且还降低了人工成本，提高了生产线的稳定性和安全性。
随着科技的不断进步，电气系统在连铸机中的作用将越来越重要，对整个生产过程的控制和监测将更加精准和智能化。
在连铸机的设计和生产过程中，电气系统的重要性不可忽视，其发展趋势也将更加智能化和高效化。
2. 正文2.1 板坯连铸机电气系统的组成板坯连铸机电气系统是整个连铸机系统中至关重要的组成部分，它承担着控制整个连铸过程的重要任务。
连铸机的电气自动化控制系统优化设计
1—钢包;2—中间包;3—水口;4—结晶器;5—支撑辊;6—切割设备。
图1连铸机结构简图连铸机的电气自动化控制系统优化设计王明明张珉王惠恩（中车四方股份有限公司，山东青岛266000）摘要：首先介绍了连铸机结构及连铸工艺流程，然后分析了连铸机的自动化控制系统，提出了集散自动化控制系统的优化设计方案，以提高连铸机的工作效率，有助于提升钢铁企业产能和质量。
关键词：炼钢；连铸机；电气自动化控制；优化设计0引言钢铁产业是国家的基础工业，为国家经济发展做出了巨大贡献。
近年来，随着市场竞争日益激烈，促使钢铁企业必须加强技术改革，提高钢铁质量和产能。
将电气自动化控制技术应用于连铸机的设备管理和生产控制，可实现连铸钢生产流程的自动化控制，提高铸坯生产的效率和成材率。
1连铸机结构及连铸工艺流程连铸机是炼钢过程中的重要机械设备，其主要由运载装置、结晶振动装置、结晶器和切割设备等组成[1]，如图1所示。
在钢液浇筑时，运输装置首先将钢包传输到连铸机上端，钢液经钢包底部的通孔流入中间包，再打开中间包的塞棒，钢液流入结晶器（结晶器是无底的壳体形态，在钢液注入前，提前安装了“活底”，这个“活底”叫引锭杆，对铸坯进行拉引），流入完毕后引锭杆会自动堵塞水口。
结晶器内的钢液冷凝形成坯壳，达到厚度要求后，开启拉坯机和结晶振动装置，铸坯继续移动到连铸机的弧形段进行二次冷却，铸坯在二次冷却区域受喷水或喷雾的作用，冷却至凝固状态，引锭杆将铸坯送出扇形段进行矫直，再由切割设备按尺寸切割铸坯，最后运输装置将铸坯运出，整个过程连续进行，铸坯不断被拉出、冷凝、切割和运出。
2连铸机的电气自动化控制系统连铸机的电气自动化控制系统由电气器件、传动交流装置、智能元件等组成，通过PLC 控制系统，传输数据、接收参数和测量工作相关数据。
根据连铸机工艺流程的区域功能和控制系统软硬件的特点，可以将连铸机的板坯控制系统分为如下几个区域[2]：2.1平台控制区域平台控制区域主要为浇筑台上的设备，包括钢包回转台、中间包、结晶排烟风机等，其功能是实现对连铸工艺的控制，从而完成运送钢水、移动中间包等生产任务。
连铸切割机PLC控制系统设计与实现的开题报告
连铸切割机PLC控制系统设计与实现的开题报告一、选题背景连铸切割机是钢铁工业生产线重要的组成部分，它能够将高温液态钢水经过连续铸造成长坯，再通过切割进行定尺加工，最终得到规格符合要求的钢材。
随着连铸切割机设备的不断升级和技术的不断进步，采用PLC控制系统来实现钢铁生产线的自动化、智能化和高效化已经成为不可缺少的技术手段。
本课题旨在研究连铸切割机PLC控制系统的设计方法、程序编写技巧和优化策略，以提高连铸切割机的生产效率和质量稳定性，满足现代钢铁生产对自动化控制的要求。
二、研究目的本课题旨在探究连铸切割机PLC控制系统的设计和实现方法，具体研究目标包括：1. 分析目前连铸切割机设计中存在的问题，探究PLC控制系统在优化生产线效率和质量稳定性方面的应用；2. 研究连铸切割机PLC控制系统的硬件配置和软件编程技术，掌握PLC编程和调试技巧；3. 建立连铸切割机PLC控制系统模型，设计PLC程序，通过实验验证PLC控制系统的正确性，并进行调整和改进；4. 优化PLC控制系统，提高生产效率和钢材质量稳定性，实现连铸切割机自动化控制、智能化和高效化。
三、研究内容本课题的主要研究内容包括：1. PLC控制系统硬件选型和配置。
选择适合连铸切割机控制系统的PLC型号和外设（IO模块、通信模块、驱动器等），进行集成和测试。
2. PLC程序设计和开发。
根据连铸切割机的工艺流程和生产要求，设计PLC控制程序，包括控制模块和通信模块等。
3. PLC控制系统的调试和优化。
根据现场实际情况，对PLC程序进行调试，优化控制算法和参数，提高生产效率和制品质量稳定性。
4. 实验验证与现场应用。
通过实验验证PLC控制系统的功能和性能，并对系统进行整体优化，推广应用于现场实际生产中。
四、研究意义本课题的研究意义主要表现在以下几个方面：1. 探究连铸切割机PLC控制系统在生产线优化中的应用，为钢铁生产的自动化控制提供新的思路和参考。
2. 提高连铸切割机生产效率和产品质量的稳定性，为钢铁生产的高质量发展提供支持。
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连铸机电气自动化控制系统的设计与实现
摘要在冶钢工艺中，连铸过程是连接轧钢与炼钢过程的关键环节，因此，其生产过程顺利与否直接关系着炼钢生产过程的顺利进行，并影响着轧钢质量及其成材率，因此，如何实现连铸机电气自动化控制就显得十分重要了。
鉴于此，本文重点就连铸机电气自动化控制系统的设计及其实现进行研究，希望能为相关领域的研究提供借鉴。
关键词连铸机；电气自动化控制系统；设计
中图分类号tm92 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2013）
92-0163-02
作为将炼钢及轧钢相连接的中间环节，连铸过程通过浇铸、冷凝以及切割等环节有效实现了液态钢到铸坯的转换，由此可见，连铸生产过程能否正常进行不仅会对冶钢生产过程带来影响，更会直接影响到轧钢质量及其成材率。
因此，如何进一步完善连铸技术，提高连铸机自动化控制水平对于带动冶金技术的发展具有十分重要
的意义。
本文重点就连铸机的工艺流程及其电气自动化控制系统的设计及实现进行了研究，希望能够推动冶钢企业产品及工艺结构的优化。
1 连铸工艺分析
对于连铸机而言，其主要包括如下几个部分，即钢包的运载装置、中间包及其包车、结晶器及其振动装置、拉坯矫直相关装置、切割装置、二次冷却装置以及铸坯运出等装置。
进行浇铸的过程中应先
将携带钢液的钢包经相关运载装置运送于连铸机的上方，这样，通过钢包底部所具有的水口将钢液直接注入中间包中。
将中间包的塞棒或者滑动水口打开之后，待钢液注入下口后，通过引锭杆头将其进行堵塞。
这样一来，钢液将会沿着结晶器的周边发生冷凝，最终形成坯壳。
待结晶器的下端出口上坯壳的厚度达到一定程度时，将拉坯机以及结晶器振动装置进行启动，使得携带液心的铸坯直接进入到由夹辊所构成的弧形导向段中。
此时，由于二次冷却区域中呈一定规律进行布置的喷嘴所喷出的雾化水能够进行强制性的冷却，这样，铸坯在下行的同时还会受到冷却继续发生凝固。
一旦引锭杆将扇形段送出之后，将会使其同铸坯发生脱开，这样铸坯就能够在全凝固状态下得到矫直。
等到铸坯矫直并彻底凝固之后，水平方位通过切割装置将铸坯进行定尺长度的切割，并通过输送辊道直接运送出去。
2 连铸机电气自动化控制系统的设计与实现
2.1 系统的总体结构
对于连铸机而言，其电气自动化控制系统主要包括了如下几个部分：各种电气元件、交流及传动相关装置以及智能化仪表等，此类设备同plc控制系统之间发生数据交换，为现场进行测量参数的提供，并对控制参数进行接收。
为方便系统软、硬件结构的设计，本文以功能为依据将方坯连铸机的电气控制系统分为如下五大部分：平台控制部分、铸流控制部分、后区控制部分、液压及润滑部分、仪表控制部分。
2.2 集散控制系统
对于集散控制系统而言，其结构主要包括如下几个方面：
1）分散过程的控制
此部分主要包括了如下几个方面：铸流、仪表、切割、公用及出坯区plc及连铸生产线相关控制站、测控装置以及智能调节器等。
其中，每台plc负责对某区被控对象进行控制，且各控制器间可借助于信号的传递实现内部的联锁、响应及发令等过程的实现，还可借助于上位机经数据总线实现通信过程。
此外，现场还进行了控制柜及远程i/o柜的设立。
2）集中操作的监控
此部分主要包括了如下几个方面：主操作室、切割室及出坯室等的监控计算机，工程师及操作员显示操作站等多台计算机。
其中，工程师站负责进行程序的编制及其修改，而操作员站则负责对生产及设备运转情况进行监视，并负责进行数据的设定以及故障的报警等等。
3）综合信息的管理
此部分主要包括了计算机、工厂自动化服务及办公自动化等系统，负责进行生产及经营者的管理工作，为实现智能化工厂进行了技术支持的提供。
4）通信网络
系统分散控制级采用的是现场总线，而集中控制级采用的是高速以太网，通过网络分段，借助于交换机技术实现了电气室、操作室
以及机房的相互连接，这样方便了各子系统之间数据的相互传送。
2.3 基于plc系统的配置
本文plc选用的是abslc500系统的plc，其为一种以机架为基础的中型控制系统，主要包括了控制器、外围设备以及模拟量、离散量以及特殊输入及输出等模块构成，并进行了拥有内置以太网通信功能的处理器以及以太网接口模块的提供，使得处理器可通过即插方式同以太网进行连接。
对于公用plc而言，其主要负责对平台、后区、液压及润滑等设备进行检测和控制；铸流plc负责对结晶器及扇形段相关设备进行检测和控制；仪表plc对结晶器、二次及设备冷却水进行检测和控制；而出坯区plc负责对出坯区相关设备进行检测和控制。
2.4 系统组态分析
对于机架的组态而言，plc系统机架配置包括了主机架及扩展机架的组态，其中，主机架组态时需以各模块实际分布情况为依据，采用鼠标对背板进行右击即可对模块进行逐一添加。
而扩展机架组态包括了网络、远程io柜以及所挂设备的组态。
此外，设置模块参数时，需对模块的名称进行描述，对机架槽号进行安排，并对匹配方式进行选择。
2.5 系统程序的设计
对于一级基础自动化程序而言，首先应进行plc程序的设计，本文选用的是rslogix5000编程软件。
进行hmi程序的设计时，采用了intouch 9.5软件，并对控制功能、工艺流程、记录显示报警以
及操作等画面进行设计。
对于二级生产管理程序而言，其设计过程需对整个生产过程进行控制和管理，需对生产计划安排、数据采集及处理、历史数据等画面进行设计。
3 结论
通过对连铸机进行电气自动化控制系统的设计和优化后，实践发现，系统适控性及其可靠性反映均良好，且机、电及液压设备的故障频率得到了大幅度的降低，并实现了炼钢工序年产量的有效提高，因此，具有较高的应用价值。
参考文献
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