連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于冶金設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，包括噴嘴，還包括與噴嘴固定連接的噴淋架，與所述噴淋架連接的升降油缸；所述升降油缸腔上設(shè)有高速開關(guān)閥，所述高速開關(guān)閥與PLC控制器連接，所述PLC控制器與檢測單元、工藝操作監(jiān)控單元連接；所述檢測單元用于測量噴嘴的位置；所述工藝操作監(jiān)控單元，用于工藝操作及從PLC控制器5取得噴淋架的狀態(tài)及參數(shù)，實時反饋給工藝操作人員。本實用新型克服了目前連鑄機二冷水噴嘴總體沒有升降控制，二冷水噴嘴的布置必須覆蓋連鑄坯的最大寬度要求且不可調(diào)整的問題，具有適用性強，使用方便，安全可靠，控制精度高等優(yōu)點。
【專利說明】連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于冶金設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)連鑄機的二冷水噴嘴總體沒有升降控制，二冷水噴嘴的布置必須覆蓋連鑄坯的最大寬度要求且不可調(diào)整，因此當生產(chǎn)寬度較小的鑄坯時，鑄坯邊部和角度會由于冷卻過度而產(chǎn)生裂紋。
[0003]但是，隨著控制和管理技術(shù)的發(fā)展，市場對產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高，傳統(tǒng)固定式二冷水噴嘴配置方案不利于連鑄冷卻工藝的優(yōu)化且造成水資源的浪費，同時也不適應現(xiàn)代企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量的要求，已經(jīng)不能適應連鑄機的要求。
[0004]為此針對現(xiàn)代板坯連鑄機產(chǎn)品種類繁多、板寬調(diào)節(jié)范圍大、對鑄坯表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量要求高等特點，需要研制開發(fā)一種新型二冷水噴嘴升降電氣控制系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中連鑄機二冷水噴嘴總體沒有升降控制，二冷水噴嘴的布置必須覆蓋連鑄坯的最大寬度要求且不可調(diào)整的問題。
[0006]為此，本實用新型提供了一種連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，包括噴嘴，還包括與噴嘴固定連接的噴淋架，與所述噴淋架連接的升降油缸；
[0007]所述升降油缸腔上設(shè)有高速開關(guān)閥，所述高速開關(guān)閥與PLC控制器連接，所述PLC控制器與用于測量噴嘴位置的檢測單元連接，同時PLC控制器還與用于取得噴淋架狀態(tài)及參數(shù)的工藝操作監(jiān)控單元連接。
[0008]所述檢測單元為位移傳感器。
[0009]所述工藝操作監(jiān)控單元與PLC控制器通過交換機采用工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊，所述PLC控制器通過CANopen現(xiàn)場總線與位移傳感器進行通訊。
[0010]所述PLC控制器的I/O輸入/輸出接口:
[0011]PLC的輸入接口 10.0:升降遠程操作選擇；
[0012]PLC的輸入接口 10.1:升降機旁操作選擇；
[0013]PLC的輸入接口 10.2:升降上升操作；
[0014]PLC的輸入接口 10.3:升降鎖定操作；
[0015]PLC的輸入接口 10.4:升降下降操作；
[0016]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址11:內(nèi)弧傳動側(cè)噴嘴位置；
[0017]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址12:內(nèi)弧非傳動側(cè)噴嘴位置；
[0018]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址13:外弧傳動側(cè)噴嘴位置；
[0019]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址14:外弧非傳動側(cè)噴嘴位置；
[0020]PLC的輸出接口 Q0.0:內(nèi)弧傳動側(cè)下降；
[0021]PLC的輸出接口 Q0.1:內(nèi)弧傳動側(cè)上升；
[0022]PLC的輸出接口 Q0.2:內(nèi)弧非傳動側(cè)下降；
[0023]PLC的輸出接口 Q0.3:內(nèi)弧非傳動側(cè)上升；
[0024]PLC的輸出接口 Q0.4:外弧傳動側(cè)下降；
[0025]PLC的輸出接口 Q0.5:外弧傳動側(cè)上升；
[0026]PLC的輸出接口 Q0.6:外弧非傳動側(cè)下降；
[0027]PLC的輸出接口 Q0.7:外弧非傳動側(cè)上升；
[0028]PLC的輸出接口 Ql.0:噴嘴升降高位；
[0029]PLC的輸出接口 Ql.1:噴嘴升降低位。
[0030]PLC控制器的輸入接口和輸出接口的對應關(guān)系為非靜態(tài)，順序控制和邏輯控制功能由PLC控制器實現(xiàn)，輸入接口與輸入信號對應，輸出接口與輸出信號對應。
[0031]所述PLC控制器與現(xiàn)場設(shè)備間連接電纜均采用航空插頭型電纜。
[0032]本實用新型采用工業(yè)以太網(wǎng)和CANopen現(xiàn)場總線通訊協(xié)議，通過檢測單元實時檢測噴嘴的實際位置值，根據(jù)板坯的工藝參數(shù)確定噴嘴的最佳目標位置值，通過工藝操作監(jiān)控單元將位置值下載到PLC控制器，PLC控制器根據(jù)實際位置值和最佳目標位置值進行控制運算，控制高速開關(guān)閥調(diào)整噴嘴的位置，克服了目前連鑄機二冷水噴嘴總體沒有升降控制，二冷水噴嘴的布置必須覆蓋連鑄坯的最大寬度要求且不可調(diào)整的問題，具有適用性強，使用方便，安全可靠，控制精度高等優(yōu)點。
[0033]下面將結(jié)合附圖做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是本實用新型的原理圖。
[0036]圖中:1、噴嘴；2、升降油缸；3、位移傳感器；4、高速開關(guān)閥；5、PLC控制器；6、工藝操作監(jiān)控單元；7、交換機；8、固定噴淋架；9、升降噴淋架；10、連鑄坯。

【具體實施方式】
[0037]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中連鑄機二冷水噴嘴總體沒有升降控制，二冷水噴嘴的布置必須覆蓋連鑄坯的最大寬度要求且不可調(diào)整的問題。本實施例提供了一種如圖1、2所示的連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，包括噴嘴1，還包括與噴嘴I固定連接的噴淋架，與噴淋架連接的升降油缸2 ;
[0038]升降油缸腔2上設(shè)有高速開關(guān)閥4，高速開關(guān)閥4與PLC控制器5連接，該PLC控制器5與檢測單元、工藝操作監(jiān)控單元6連接；PLC控制器5用于實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集和PID閉環(huán)控制，工藝操作監(jiān)控單元6，用于工藝操作及從PLC控制器5取得噴淋架的狀態(tài)及參數(shù)，實時反饋給工藝操作人員。工藝操作監(jiān)控單元6與PLC控制器5通過交換機7采用工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊；檢測單元為位移傳感器3，用于測量噴嘴I的位置，通過CANopen現(xiàn)場總線與PLC控制器5進行通訊，該位移傳感器5根據(jù)檢測到的噴嘴I實際位置輸出一信號給PLC控制器5，PLC控制器5實現(xiàn)PID控制運算并將運算結(jié)果轉(zhuǎn)換為脈沖寬度輸出至高速開關(guān)閥4，通過控制高速開關(guān)閥4的通斷時間調(diào)節(jié)噴嘴I位置。
[0039]PLC控制器5的I/O輸入/輸出接口:
[0040]PLC的輸入接口 10.0:升降遠程操作選擇；
[0041]PLC的輸入接口 10.1:升降機旁操作選擇；
[0042]PLC的輸入接口 10.2:升降上升操作；
[0043]PLC的輸入接口 10.3:升降鎖定操作；
[0044]PLC的輸入接口 10.4:升降下降操作；
[0045]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址11:內(nèi)弧傳動側(cè)噴嘴位置；
[0046]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址12:內(nèi)弧非傳動側(cè)噴嘴位置；
[0047]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址13:外弧傳動側(cè)噴嘴位置；
[0048]PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址14:外弧非傳動側(cè)噴嘴位置；
[0049]PLC的輸出接口 Q0.0:內(nèi)弧傳動側(cè)下降；
[0050]PLC的輸出接口 Q0.1:內(nèi)弧傳動側(cè)上升；
[0051]PLC的輸出接口 Q0.2:內(nèi)弧非傳動側(cè)下降；
[0052]PLC的輸出接口 Q0.3:內(nèi)弧非傳動側(cè)上升；
[0053]PLC的輸出接口 Q0.4:外弧傳動側(cè)下降；
[0054]PLC的輸出接口 Q0.5:外弧傳動側(cè)上升；
[0055]PLC的輸出接口 Q0.6:外弧非傳動側(cè)下降；
[0056]PLC的輸出接口 Q0.7:外弧非傳動側(cè)上升；
[0057]PLC的輸出接口 Ql.0:噴嘴升降高位；
[0058]PLC的輸出接口 Ql.1:噴嘴升降低位。
[0059]PLC控制器5的輸入接口和輸出接口的對應關(guān)系為非靜態(tài)，順序控制和邏輯控制功能由PLC控制器5實現(xiàn)，輸入接口與輸入信號對應，輸出接口與輸出信號對應；PLC控制器5與現(xiàn)場設(shè)備間連接電纜均采用航空插頭型電纜，以便設(shè)備維護更換時實現(xiàn)快速連接，同時保證其能適應各種工業(yè)環(huán)境。
[0060]本實施例中，PLC控制器5集成有電源模塊，型號為6ES7 407-0KA01-0AA0 ；CPU模塊，型號為6ES7 416-2XN05-0AB0 ;以太網(wǎng)通訊模塊，型號為6ES7 443-1EX11-0XE0 ;接口模塊，型號為 6ES7 151-1AA05-0AB0 ;電源模塊，型號為 6ES7 138-4CA01-0AA0 ；1SI CANopen模塊，型號為020570-B ;開關(guān)量輸入模塊，型號為6ES7 131-4BF00-0AA0 ;開關(guān)量輸出模塊，型號為6ES7 132-4BF00-0AA0 ;位移傳感器型號為BLT5-H114-M0350-B-S94，高速開關(guān)閥4型號為 4QSF10D-1X/G24W9ML。
[0061]本實用新型目的的實現(xiàn)過程:如圖1所示，連鑄坯10的上表面為內(nèi)弧側(cè)，下表面為外弧側(cè)，左側(cè)為非傳動側(cè)，右側(cè)為傳動側(cè)。在連鑄坯10的同一位置上，沿鑄坯寬度方向上內(nèi)弧側(cè)和外弧側(cè)分別布置了三組噴淋架，噴嘴I安裝在噴淋架上，每側(cè)的三組噴淋架中中間是固定噴淋架8，不能通過升降調(diào)整噴嘴I位置，左、右兩側(cè)升降噴淋架9各與一套升降油缸2連接，通過控制高速開關(guān)閥4的通斷改變升降油缸2活塞位置以達到改變噴嘴I位置的目的，因此內(nèi)外弧共有四套噴嘴升降油缸2和噴淋架需要控制。
[0062]連鑄機二冷水噴嘴升降控制共有兩種模式:手動升降、自動升降，但是在任何操作以前應該首先進行零點的標定。
[0063]手動升降模式:可對內(nèi)弧或外弧單個噴嘴升降裝置進行上升、下降、鎖定操作，也可對內(nèi)弧或外弧單側(cè)進行上升、下降、鎖定操作。
[0064]自動升降模式:如圖2所示，工藝操作監(jiān)控單元6通過交換機，采用工業(yè)以太網(wǎng)和PLC控制器5進行通訊，根據(jù)澆注斷面、鋼種等工藝參數(shù)，確定噴嘴I的最佳目標位置，通過工藝操作監(jiān)控單元6輸入最佳目標位置值，并將此位置設(shè)定值下載至PLC控制器5中，由PLC控制器5控制高速開關(guān)閥4執(zhí)行；同時將工藝操作及命令傳送至PLC控制器5，并從PLC控制器5取得設(shè)備的實際運行狀態(tài)，實時反饋給工藝操作人員，同時交換機7預留工業(yè)以太網(wǎng)接口，使其具備與一級其他PLC控制器、二級管理計算機等設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊的能力，工藝操作監(jiān)控單元6為觸控式操作面板，型號為6AV6 634-0⑶01-1AX1。
[0065]PLC控制器5通過CANopen現(xiàn)場總線與位移傳感器通訊，實現(xiàn)對噴嘴I實際位置的檢測，PLC控制器5根據(jù)位移傳感器3反饋得到的實際位置值實現(xiàn)PID控制運算，并將此轉(zhuǎn)換為脈沖寬度輸出至高速開關(guān)閥4，通過控制高速開關(guān)閥4的通斷時間控制噴嘴位置，在噴嘴I自動升降過程中，內(nèi)外弧四套噴嘴升降裝置需要同時動作，升降位置的控制精度決定了連鑄機二冷水的冷卻覆蓋面積、強度和均勻性，冷卻效果直接影響連鑄坯的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量，為保證鑄坯表面冷卻均勻，內(nèi)外弧的噴嘴必須按照工藝要求的位置同時調(diào)整到位。
[0066]本實施例沒有詳細敘述的技術(shù)屬本行業(yè)的公知技術(shù)或常用技術(shù)，這里不一一敘述。
[0067]以上例舉僅僅是對本實用新型的舉例說明，并不構(gòu)成對本實用新型的保護范圍的限制，凡是與本實用新型相同或相似的設(shè)計均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.連連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，包括噴嘴(I)，其特征在于:還包括與噴嘴(I)固定連接的噴淋架，與所述噴淋架連接的升降油缸(2)； 所述升降油缸(2)腔上設(shè)有高速開關(guān)閥(4)，所述高速開關(guān)閥(4)與PLC控制器(5)連接，所述PLC控制器(5 )與用于測量噴嘴(I)位置的檢測單元連接，同時PLC控制器(5 )還與用于取得噴淋架狀態(tài)及參數(shù)的工藝操作監(jiān)控單元(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，其特征在于:所述檢測單元為位移傳感器(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，其特征在于:所述工藝操作監(jiān)控單元(6 )與PLC控制器(5 )通過交換機(7 )采用工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊，所述PLC控制器(5)通過CANopen現(xiàn)場總線與位移傳感器(3)進行通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制器(5)的I/O輸入/輸出接口: PLC的輸入接口 10.0:升降遠程操作選擇； PLC的輸入接口 10.1:升降機旁操作選擇； PLC的輸入接口 10.2:升降上升操作； PLC的輸入接口 10.3:升降鎖定操作； PLC的輸入接口 10.4:升降下降操作； PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址11:內(nèi)弧傳動側(cè)噴嘴位置； PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址12:內(nèi)弧非傳動側(cè)噴嘴位置； PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址13:外弧傳動側(cè)噴嘴位置； PLC的輸入接口 CANopen節(jié)點地址14:外弧非傳動側(cè)噴嘴位置； PLC的輸出接口 Q0.0:內(nèi)弧傳動側(cè)下降； PLC的輸出接口 Q0.1:內(nèi)弧傳動側(cè)上升； PLC的輸出接口 Q0.2:內(nèi)弧非傳動側(cè)下降； PLC的輸出接口 Q0.3:內(nèi)弧非傳動側(cè)上升； PLC的輸出接口 Q0.4:外弧傳動側(cè)下降； PLC的輸出接口 Q0.5:外弧傳動側(cè)上升； PLC的輸出接口 Q0.6:外弧非傳動側(cè)下降； PLC的輸出接口 Q0.7:外弧非傳動側(cè)上升； PLC的輸出接口 Ql.0:噴嘴升降高位； PLC的輸出接口 Ql.1:噴嘴升降低位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，其特征在于:PLC控制器(5)的輸入接口和輸出接口的對應關(guān)系為非靜態(tài)，順序控制和邏輯控制功能由PLC控制器(5)實現(xiàn)，輸入接口與輸入信號對應，輸出接口與輸出信號對應。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機二冷水噴嘴升降控制系統(tǒng)，其特征在于:所述PLC控制器(5)與現(xiàn)場設(shè)備間連接電纜均采用航空插頭型電纜。
【文檔編號】G05B19/05GK204129488SQ201420501770
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】周亞君, 李亮, 梅康元, 米進周, 趙靜 申請人:中國重型機械研究院股份公司