一种连铸二次冷却自动控制系统及其控制方法技术方案

一种连铸二次冷却控制系统及其控制方法，是基于压缩空气温度的二次冷却控制系统，包括温度检测单元、压力检测单元、调节单元、可编程逻辑控制单元、上位机单元，特征是压力检测单元，温度检测单元和调节单元分别与可编程逻辑控制单元通过电缆相连接，上位机单元与可编程逻辑控制单元通过网络相连接。可编程逻辑控制单元动态调整二冷压缩空气的设定工作压力值，之后控制气动调节阀反复动作直到工作压力达到设定压力。本发明专利技术将压缩空气温度波动作为一种可消除的扰动来进行控制，增强了二次冷却对压缩空气温度波动的响应速度，能迅速通过改变压缩空气工作压力来补偿压缩空气温度波动对铸坯表面温度产生的影响，克服目前控制方法中控制因素考虑不全面的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属连铸机二次冷却自动控制系统及其控制方法。
技术介绍
目前连铸设备广泛的应用于冶金行业。通常，连铸エ艺为钢水经过大包，中包注入到结晶器中，在结晶器中经过一次冷却后进入二次冷却区，在二次冷却区经过二次冷却后形成带有液芯的铸坯。连铸机如何高效稳定高质量的工作是人们一直重点关注的问题，二次冷却强度不合适会影响铸坯表面质量甚至诱发漏钢，因此应用的二次冷却控制策略是提高铸坯质量、提闻烧铸效率的关键。。 冶金エ业的连铸机生产中二次冷却控制系统是连铸机高效稳定生产的重要因素之一，目前ニ冷冷却多为气雾冷却方式即通过冷却水和压缩空气的共同作用来对铸坯进行冷却。近些年随着科学技术的快速发展中，ニ冷区的配水量的控制引入的扰动因素越来越全面，如钢水温度波动、过热度波动，ニ冷水水温波动等。目前的ニ冷控制的控制原理控制方法可总结为如下表达式Qi=BiV2+ biV+Cj+Dj A T^Ei A T2其中，Qi表示ニ冷某冷却段的水量，单位为L/min，a、b、c为ニ冷模型计算获得的拉速系数；A T1表示过热度波动值，Di表示过热度系数洱为ニ冷水温系数，A T2表示过热度波动值。将过热引入控制控制系统的装置如2011年8月10日授权的授权公告号为CN201922012 U的技术专利，该装置将钢水过热度通过连续测温引入控制装置中，根据过热度改变ニ冷配水量。虽然目前的ニ冷控制考虑的控制因素很多，但是这些控制因素都是针对冷却水而考虑的，目前还没有控制装置将压缩空气温度的变化对二次冷却产生的影响引入控制系统。在实际生产中，环境温度的剧烈变化会导致压缩空气温度的大幅度波动，使得ニ冷冷却強度与生产实际不匹配，影响铸坯表面温度，最终导致铸坯质量下降甚至诱发漏钢。由于压缩空气温度是可以测量的(通过在压缩空气管线上安装温度传感器)，温度測量量作为压缩空气工作压カ的控制因素參与ニ冷控制可以有效的消除环境温度的剧烈变化对ニ次冷却产生的影响，最終达到稳定铸坯表面温度，稳定铸坯质量，降低漏钢率的目的。因此开发基于ニ冷压缩空气温度反馈的冷却控制系统有着重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种连铸机二次冷却控制系统及其控制方法，g在消除环境温度剧烈变化导致的压缩空气温度波动对浇铸安全和铸坯质量的影响，为连铸机高产顺产提供有力的技术支持。本专利技术的目的是由以下方式实现的本专利技术提供一种连铸机的二次冷却控制系统，包括温度检测单元、压カ检测单元、调节单元、可编程逻辑控制単元、上位机単元，其特征是压カ检测单元，温度检测单元和调节单元分别与可编程逻辑控制単元通过电缆相连接，上位机単元与可编程逻辑控制単元通过网络相连接。所述ー种连铸机的二次冷却系统的控制方法如下其特征是首先在上位机単元中设定压缩空气基准温度值，温度调节系数值和压缩空气基准温度值时的基准压カ设定值。可编程逻辑控制単元根据采集的ニ冷压缩空气的温度值和上位机单元发出的压 缩空气基准温度值，温度调节系数值和压缩空气基准温度值时的基准压カ设定值来动态调整ニ冷压缩空气的设定工作压カ值，可编程逻辑控制单元计算出动态调整后的设定工作压カ值后，系统根据采集的ニ冷压缩空气的实际压カ值同动态调整后的设定工作压カ值进行比较，当二者的偏差值超过一定范围时，可编程逻辑控制单元发出调节值到调节单元9中控制气动调节阀14动作，气动调节阀14将反复动作直到二者偏差值在一定范围内，该压カ控制实质上是PID闭环控制；最終系统通过调整压缩空气的工作压カ来达到消除ニ冷压缩空气温度波动对铸坯表面温度的影响。本专利技术具有以下优点本专利技术将压缩空气温度波动作为一种可消除的扰动来进行控制，增强了二次冷却对压缩空气温度波动的响应速度。本专利技术能迅速通过改变压缩空气工作压カ来补偿压缩空气温度波动对铸坯表面温度产生的影响，克服目前控制方法中控制因素考虑不全面的不足之处。附图说明图1为本专利技术的连铸エ艺图；图2为本专利技术的系统工作框图；图3为本专利技术基于ニ冷压缩空气温度的控制原理图；1-大包，2-中包，3-结晶器，4- 二次冷却区域5-可编程逻辑控制単元，6_上位机単元，7-温度检测单元，8-压カ检测单元，9-调节单元，10-温度传感器，11-模拟量输入模±夹，12-压カ传感器，13-模拟量输入模块，14-气动调节阀，15-模拟量输出模块。具体实施例方式实施例1 :如图1所示本专利技术提供一种连铸机的二次冷却控制系统，包括温度检测单元7、压カ检测单元8、调节单元9、可编程逻辑控制単元5、上位机単元6，其特征是压カ检测单元8，温度检测单元7和调节单元9分别与可编程逻辑控制単元通过电缆相连接，上位机単元与可编程逻辑控制単元通过网络相连接。在本实施例中可编程逻辑控制单元5由西门子S7-400CPU，西门子S7-400CP模块组成(图中未示出)，并且能与上位机単元6进行通信。在本实施例中上位机単元6使用西门子WINCC系统，用于给可编程逻辑控制単元5发出压力设定值的命令并显示系统的故障报警信息和状态參数。在本实施例中温度检测单元7由西门子SM331模拟量输入模块11和PT100温度传感器10组成，温度检测单元7与可编程逻辑控制単元5相连接，其作用是将PT100温度传感器10采集的ニ冷压缩空气温度信号转换成脉冲信号发送给可编程逻辑控制単元5。在本实施例中压カ检测单元8由西门子SM331模拟量输入模块13和压カ传感器12组成，压カ检测单元8与可编程逻辑控制単元5相连接，其作用是将压力传感器采集的ニ冷压缩空气压カ信号转换成脉冲信号发送给可编程逻辑控制単元5。 在本实施例中调节单元9由西门子SM332模拟量输出模块15和气动调节阀14组成，其作用是将可编程逻辑控制単元5发出的调节值转换成电信号，气动调节阀14根据该电信号进行动作。温度检测单元7和压カ检测单元8采集ニ冷压缩空气温度信号和ニ冷压缩空气压力信号，并将采集到的ニ冷压缩空气温度信号和ニ冷压缩空气压カ信号传入可编程逻辑控制单元5中，上位机単元6给可编程逻辑控制単元5发出压力设定值的命令，并将接收到的故障报警信息和状态參数显示出来。可编程逻辑控制単元5根据采集到的温度信号和压カ信号结合上位机単元6发出的压カ设定值计算出调节值并将该调节值发送到调节单元9，调节单元9根据调节值控制气动调节阀14进行动作。结合控制原理3介绍该控制方法首先在上位机単元中设定压缩空气基准温度值，温度调节系数值和压缩空气基准温度值时的基准压カ设定值。可编程逻辑控制単元根据采集的ニ冷压缩空气的温度值和上位机单元发出的压缩空气基准温度值，温度调节系数值和压缩空气基准温度值时的基准压カ设定值来动态调整ニ冷压缩空气的设定工作压カ值，该部分方法可总结为如下数学表达式Psi= ATX k+PsbA T=Ts-Tp其中i=l，2，3，4*.1表示ニ冷第几区，Psi为ニ冷某冷却段调整后的压缩空气设定工作压カ值，Ts为压缩空气基准温度值，Tp为压缩空气当前温度值，A T为压缩空气温度差值；k为温度调节系数，Psb为压缩空气基准温度值时的基准压カ设定值，可编程逻辑控制单元计算出动态调整后的设定工作压カ值后，系统根据采集的ニ冷压缩空气的实际压カ值同动态调整后的设定工作压カ值进行比较，当二者的偏差值超过一定范围时，可编程逻辑控制单元发出调节值到调节单元9中控制气动调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连铸机的二次冷却控制系统，包括温度检测单元、压力检测单元、调节单元、可编程逻辑控制单元、上位机单元，其特征是压力检测单元，温度检测单元和调节单元分别与可编程逻辑控制单元通过电缆相连接，上位机单元与可编程逻辑控制单元通过网络相连接。

【技术特征摘要】
1.一种连铸机的二次冷却控制系统，包括温度检测单元、压力检测单元、调节单元、可编程逻辑控制单元、上位机单元，其特征是压力检测单元，温度检测单元和调节单元分别与可编程逻辑控制单元通过电缆相连接，上位机单元与可编程逻辑控制单元通过网络相连接。2.一种连铸机的二次冷却控制系统的控制方法如下 首先在上位机单元中设定压缩空气基准温度值，温度调节系数值和压缩空气基准温度值时的基准压力设定值； 可编程逻辑控制单元根据采集的二冷压缩空气的温度值和上位机单元发出的压缩空气基准温度值，温度调...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩基伟，李台龙，杨文玉，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：