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炼钢厂1#连铸自动控制系统概述
五矿营钢 宁鸿森
摘要：本文主要介绍炼钢厂1#板坯连铸机自动控制系统的构成,概述其各控制单元的作用，以便连铸区域维护人员对铸机维护的参考。
关键词：连铸机；自动控制；可编程控制器。
Abstract：This text mainly introduces the No.1 slab caster at steelmaking plant automatic control system, an overview of the control unit, so that the casting area maintenance personnel for casting machine maintenance reference.Keywords：continuous casting machine；automatic control；programmable logic controller。
五矿营口中板有限责任公司炼钢厂1＃板坯连铸机的设计机型为单流直结晶器连续弯曲连续矫直弧形式铸机，其铸机的弧形半径为8.4m，连铸机的冶金长度为29.5m（12个扇形段），铸机端面为200、250x1200～1600mm(100mm进级)，切割定尺长度为4800～10000mm(10mm进级)，拉速范围0.1～2.0m/min。
连铸机控制系统采用模块化结构设计，由4套西门子PLC实现铸机的主体工艺功能，各主控制单元分别为公用PLC（siemens 400）、铸流PLC（siemens 400）、仪表PLC（siemens 400）、切割PLC（siemens 300），各主PLC之间通讯采用以太网通讯方式，主PLC与各现场单元采用PROFIBUS-DP通讯方式。
连铸机控制系统包括以下几部分：
1、公用PLC单元构成及功能：
1.1、公用PLC单元构成：公用PLC单元由主控制PLC、现场远程I/O、西门子工程变频器三部分设备构成。
1.1.1、主控制PLC采用西门子6ES7 407作为控制系统供电设备；采用西门子6ES7 416作为核心控制器及DP通讯的接口设备；采用西门子6GK7 443作为以太网通讯的接口设备；采用西门子6ES7421、422作为外部数字量输入输出的接口设备；采用西门子6ES7 431作为外部模拟量输入的接口设备。具体设备见图1。
图1 1.1.2、现场远程I/O采用西门子ET200 153作为与主控制PLC进行DP通讯的接口设备；采用西门子6ES7321、322作为现场数字量输入输出的接口设备。现场远程站包括大包回转台现场操作远程站（OS5）、中包车现场操作远程站(LCO07、LCO08)、液压站现场操作远程站(LCO35)。1.1.3、西门子工程变频器采用西门子6SE70变频器作为公用系统中大包回转台旋转电机、中包车走行电机的驱动装置。
1.2、公用PLC单元功能：公用PLC单元的功能包括大包回转台旋转控制；大包回转台包臂升降、滑动水口开闭控制；中包车走行、升降控制；液压系统控制；排蒸汽风机启停控制；结晶器冷却风机启停控制；与西门子6SE70变频器的DP通讯；与其他主PLC以太网通讯。
2、铸流PLC单元构成及功能：
2.1、铸流PLC单元构成：铸流PLC单元由主控制PLC、现场远程I/O、西门子工程变频器三部分设备构成。
2.1.1、主控制PLC采用西门子6ES7 407作为控制系统供电设备；采用西门子6ES7 416作为核心控制器及DP通讯的接口设备；采用西门子6GK7 443作为以太网通讯的接口设备；采用西门子6ES7421、422作为外部数字量输入输出的接口设备；采用西门子6ES7 450作为增量型编码器高速采集的接口设备。具体设备见图2。
图2 2.1.2、现场远程I/O采用西门子ET200 153作为与主控制PLC进行DP通讯的接口设备；采用西门子6ES7321、322作为现场数字量输入输出的接口设备；采用西门子6ES7 332作为现场模拟量输出的接口设备。现场远程站包括浇注平台浇注工现场操作远程站（OS1）、输出辊道1集中操作远程站（OS3.1）、输出辊道2集中操作远程站（OS3.2）、液压站阀台控制远程站、扇形段现场就地操作远程站(LCO20)。2.1.3、西门子工程变频器采用西门子6SE70变频器作为铸流系统中扇形段拉矫机电机、结晶器振动电机、输出辊道电机的驱动装置。
2.2、铸流PLC单元功能：铸流PLC单元的功能包括拉矫机驱动控制；扇形段升降、驱动辊升降控制；结晶器振动控制；输出辊道窜动、电机驱动控制；驱动辊热坯压力（PH）的PI控制；与西门子6SE70变频器的DP通讯；与其他主PLC以太网通讯。
3、仪表PLC单元构成及功能： 3.1、仪表PLC单元构成：仪表PLC单元由主控制PLC、扩展PLC两部分设备构成。
3.1.1、主控制PLC采用西门子6ES7 407作为控制系统供电设备；采用西门子6ES7 416作为核心控制器及DP通讯的接口设备；采用西门子6GK7 443作为以太网通讯的接口设备；采用西门子6ES7421、422作为外部数字量输入输出的接口设备；采用西门子6ES7431、432作为外部模拟量输入输出的接口设备；采用西门子6ES7 460、461作为主控PLC模板扩展的接口设备。具体设备见图3。
图3 3.2、仪表PLC单元功能：仪表PLC单元的功能包括结晶器冷却水PI控制；二次冷却水及雾化空气的PI控制（水量依据水表根据拉速选择）；设备冷却水控制；大包及中间包温度、重量的数据采集；与其他主PLC以太网通讯。
4、切割PLC单元构成及功能：
4.1、切割PLC单元构成：切割PLC单元由主控制PLC、西门子通用变频器两部分设备构成。
4.1.1、主控制PLC采用西门子6ES7 315作为核心控制器及DP通讯的接口设备；采用西门子6GK7 343作为以太网通讯的接口设备；采用西门子6ES7321、322作为外部数字量输入输出的接口设备；采用西门子6ES7 350作为增量型编码器高速采集的接口设备。具体设备见图4。
图4 4.1.2、西门子通用变频器采用西门子Micromaster 440变频器作为切割车大车走行电机、切割枪运动电机的驱动装置。
4.2、切割PLC单元功能：大车走行电机驱动控制；切割枪运动电机的驱动控制；点火燃、点火氧、预热燃、预热氧、切割氧的自动控制；点火枪自动摆动及点火的控制；大车走行编码器数据的采集；与西门子MM440变频器的DP通讯；与铸流主PLC以太网通讯。
5、总结：
连铸机系统在上述各主PLC的集中控制下，大幅度降低了生产工艺人员的手动操作的复杂性，并且对设备人员的维护提供了有效的帮助，在设备出现故障时可通过西门子编程软件STEP7及西门子监控软件WINCC可以快速的查找到故障点，提高了故障处理的效率。同时，设备中的三水（结晶器冷却水、二次冷却水、设备冷却水）和切割定尺通过PLC执行工艺预制的参数进行动态控制，不仅提高了工艺作业的精确度同时也在一定程度上提高了连铸板坯的内部及表面质量。
参考文献
1、五矿营钢1＃连铸工艺说明书，20052、S7－300/400 PLC应用技术，机械工业出版社,20123、Siemens AG.S7－400 可编程控制器硬件和安装手册，2005
