一种精确控制连铸机换水口影响铸坯的装置的制作方法

本实用新型属于连铸生产过程控制技术领域，特别涉及一种精确控制连铸机换水口影响铸坯的装置。

背景技术：

现阶段国内钢铁企业目前采用人工目测的方式决定换水口时机，根据生产经验去除非稳态浇注的铸坯，受人员经验影响随机性很大，很难精确控制换水口的时机以及精确去除非稳态浇注的铸坯。导致大量短尺铸坯的出现，把非稳态铸坯当做合格铸坯发给轧制工序，把稳态浇注铸坯当做不合格铸坯去除的现象发生。因此精确控制连铸生产过程中更换中包下水口的时机减少短尺的铸坯支数的产生以及准确把换水口时产生的非稳态铸坯有效去除，对降低消耗、确保产品内部质量具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种精确控制连铸机换水口影响铸坯的装置，解决了目前采用人工目测、凭经验换水口方式产生不足的问题。精确控制换水口时机以及去除非稳态铸坯。

本实用新型包括：铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2、换水口结束按钮3、换水口执行顺序电源4、控制铸坯切割装置中间继电器5、换水口执行顺序模块6、工业控制计算机7。换水口执行顺序模块6与工业控制计算机7通过数据线连接；铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2、换水口结束按钮3、换水口执行顺序电源4和控制铸坯切割装置中间继电器5分别通过电线与换水口执行顺序模块6连接。

所述换水口执行顺序模块6为PLC，所述换水口执行顺序电源4一端与所述换水口执行顺序模块6连接，所述换水口执行顺序电源4另一端与所述铸坯抱夹装置控制2位五通电磁1、换水口开始按钮2和换水口结束按钮3的一端并联，所述铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2和换水口结束按钮3的另一端分别与所述换水口执行顺序模块6的第一触点、第二触点和第三触点连接，所述控制铸坯切割装置中间继电器5一端与所述换水口执行顺序模块6的M触点连接，所述控制铸坯切割装置中间继电器5另一端与所述换水口执行顺序模块6的Q4.5触点连接。

点击换水口预约按钮(在工业控制计算机操作画面中)，采集铸坯抱夹紧装置控制2位五通电磁阀1信号，通过电线连接输出给换水口执行顺序模块6，经工业控制计算机7执行顺序处理倒计时回零后，按换水口开始按钮2通过电线连接输出给换水口执行顺序模块6，换水口完毕后按换水口结束按钮3给换水口执行顺序模块6，经工业控制计算机7处理后发出信号给控制铸坯切割装置中间继电器5，从而控制铸坯切割。

本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是：

通过计算机建立换水口执行顺序，利用人机界面语言WINCC建立换水口窗口并将其整合到连铸主控室电脑画面，预设计算机执行顺序能根据换水口时的工况自动计算出需去除铸坯尺寸长度并将信号传递到火焰切割系统进行自动切割去除非稳态浇注铸坯。该实用新型能精确去除换水口时非稳态浇注的铸坯同时杜绝了短尺铸坯的存在，有力的确保了铸坯质量以及降低了铸坯割废。

本实用新型中换水口过程计算机执行顺序的建立原理：

当中包水口使用时间达到要求准备更换时输入铸坯定尺长度d(m)，然后点击“换水口预约按钮”，等到铸坯抱夹装置发出抱夹信号后计算机自动结合当前流拉速V(m/min)、连铸机铸坯火焰切割点至结晶器液面铸坯长度L(m)、计划得到完整定尺铸坯支数N(支)，进行计算后得出可进行换水口操作的时间T(s)，开始倒计时提醒，倒计时回零后通知操作工换水口并点击换水口开始按钮，操作工换完水口后，主控工点击换水口结束按钮，计算机自动结合换水口时所使用的时间t(s)、换水口时的拉速v(m/min)计算出非稳态浇注铸坯尺寸长度s(m)，结合钢种质量要求增加的额外铸坯去除长度l(m)，计算出需去除铸坯尺寸长度S(m)并将信号传递到火焰切割系统进行自动切割去除非稳态浇注铸坯，将此工作顺序通过计算机整合。

本实用新型的优点在于：可精确控制连铸生产过程中更换中包下水口的时机，减少短尺的铸坯支数的产生，准确把换水口时产生的非稳态铸坯有效去除，对降低消耗、确保产品内部质量具有重要意义。

附图说明

图1为部件连接关系示意图。其中，铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2、换水口结束按钮3、换水口执行顺序电源4、控制铸坯切割装置中间继电器5、换水口执行顺序模块6、工业控制计算机7。

图2为工业控制计算机控制顺序流程图。

图3为PLC接线图。其中，铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2、换水口结束按钮3、换水口执行顺序电源4、控制铸坯切割装置中间继电器5、换水口执行顺序模块6。

具体实施方式

一种精确控制连铸机换水口影响铸坯的装置，包括：铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2、换水口结束按钮3、换水口执行顺序电源4、控制铸坯切割装置中间继电器5、换水口执行顺序模块6、工业控制计算机7。换水口执行顺序模块6与工业控制计算机7通过数据线连接；铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2、换水口结束按钮3、换水口执行顺序电源4和控制铸坯切割装置中间继电器5分别通过电线与换水口执行顺序模块6连接。

图3中，所述第一触点为I0.0，所述第二触点为I0.1，所述第二触点为I0.3，所述第四触点为Q4.5，所述中间继电器触点为M。

换水口执行顺序模块6具体连接情况为：换水口执行顺序电源4一端与换水口执行顺序模块6连接，换水口执行顺序电源4另一端与铸坯抱夹装置控制2位五通电磁1、换水口开始按钮2和换水口结束按钮3的一端并联，铸坯抱夹装置控制2位五通电磁阀1、换水口开始按钮2和换水口结束按钮3的另一端分别与换水口执行顺序模块6的第一触点、第二触点和第三触点连接，控制铸坯切割装置中间继电器5一端与换水口执行顺序模块6的M触点连接，控制铸坯切割装置中间继电器5另一端与换水口执行顺序模块6的Q4.5触点连接。

本实用新型中，换水口执行顺序模块6采用现有的西门子电气厂家生产的CPU315模块，型号：6ES7315-2AG10-0AB0和数字量输入模块，型号：6ES7321-1BH02-0AA0/数字量输出模块，型号：6ES7322-1BH01-0AA0采用背板总线连接。

换水口执行顺序模块6与工业控制计算机7通过采用profibus-DP通讯连接。而其他装置如按钮、继电器、顺序电源和工业控制计算机均采用本领域常规设备即可，都能到达本申请的技术效果。

具体步骤为：

1、根据铸机图纸和实际测量，精确掌握铸坯火焰切割点至结晶器液面铸坯长度L(28.56m)。

2、连铸机定尺d：11.5m，N＝L/d＝28.56m/11.5m＝2.48支，为保证最小割废量应凑整N＝3支定尺后换水口。

3、连铸机每流当前拉速V＝1.8m/min，从火焰切割枪抱夹抱住铸坯开始，凑整N＝3支定尺铸坯还需要时间T(s)＝(d×N-L)÷V＝(11.5m×3支-28.56m)÷1.8m/min＝3.3min＝198s。若此时开始换水口，假设t(s)＝40s换完，则此期间产生的非稳态铸坯长度s(m)＝V×t/60＝1.8m/min×40s/60＝1.2m。为确保换水口过程中受影响铸坯严格剔除，稳定铸坯质量，增加额外铸坯去除长度l(m)＝0.3m。则需要切除铸坯长度为S(m)＝s(m)+l(m)＝1.2m+0.3m＝1.5m。

4、将以上控制顺序通过工业控制计算机7进行整合并利用人机界面语言WINCC建立换水口预约窗口并将其整合到连铸主控室电脑画面。每次当火焰切割枪抱住铸坯的信号给出后，画面窗口开始根据定尺凑整所差的长度，结合当前拉速，得出还需要的时间，显示换水口操作倒计时。倒计时到后主控工通过扩音器给出换水口指令，操作工开始换水口。

5、换水口结束，操作工给出换水口结束信号，程序根据换水口期间拉速结合换水口时间，得出期间产生的非稳态铸坯长度，并适时发出切割控制信号把非稳态铸坯切除。