一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统的制作方法与工艺

本发明涉及连铸工程技术领域，尤其涉及一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统。

背景技术：
自动开浇控制是现代连铸中的关键技术之一，对连铸工程自动化控制有着重要的意义。自动开浇的目的是根据传感器的数据配合精确的计算机计算过程，将连铸工程中的开浇过程进行自动化控制，大大的减少了人工手动控制所产生的劳动力，同时通过合理的精确的参数控制，在一定程度上能够提高连铸坯的质量，也可以防止开浇所产生的结晶器液位波动而导致漏钢事故的发生率。据了解，目前国内所使用的自动开浇系统成功率最高为90％。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统，以解决连铸工程自动开浇过程的控制，保证开浇成功率，防止开浇过程漏钢事故的发生率。本发明的目的是通过以下技术方案来实现：一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统，包括PLC控制装置，所述PLC控制装置分别连接有塞棒控制机构、结晶器液面检测装置、工控机和拉矫机，所述塞棒控制机构通过结晶器液面检测装置与拉矫机连接，所述PLC控制装置与塞棒控制结构之间连接有电机驱动器，所述PLC控制装置与结晶器液面检测装置之间连接有二次仪表。所述基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统的操作方法，包括以下步骤：1)操作员输入或由系统默认输入零时刻的拉速值以及塞棒的位置；2)系统从检测到开始开浇，便从基础自动化级PLC控制装置提取当前结晶器液面高度值，并获取当前应匹配的最佳拉速值及塞棒位置值；3)将获取的数据值，并记录本组参数，同时将本组参数作为数据样本；4)计算液面高度，并在液面高度达到下一规定时刻，根据专家数据库的数据更改拉速和塞棒位置；以及5)在规定时间内，若检测到的液面高度与理论计算得时间高度无偏差，则将该组数据返还给基础自动化级PLC控制装置进行控制，自动开浇结束，系统完成操作；若检测到的液面 高度与理论计算得时间高度有偏差，则进行补偿，所述补偿包括以下步骤：1)连续进行约20次自动开浇，获取20个样本数据，利用卡尔曼回归系数计算最优液面高度值、塞棒位置值和拉速值；2)利用最优值补偿专家数据库的数据；以及3)将该组数据返还给基础自动化级PLC控制装置进行控制，自动开浇结束，系统完成操作。本发明的有益效果为：将人工智能技术合理的结合与连铸自动开浇控制，提高了人工手动开浇时对参数控制的精度，钢厂在开浇过程中可以不再依赖于富有经验的技术人员，实现连铸工业的高效自动化，稳定精确的数据控制，还可以防止在开浇过程中引起的结晶器液面波动从而导致的漏钢事故的发生率。附图说明下面根据附图对本发明作进一步详细说明。图1是本发明实施例所述的一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统的结构框图；图2是本发明实施例所述的一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统的操作方法的流程图。图中：1、PLC控制装置；2、塞棒控制机构；3、结晶器液面检测装置；4、工控机；5、拉矫机；6、电机驱动器；7、二次仪表。具体实施方式如图1所示，本发明实施例所述的一种基于结晶器液位检测的高效自动开浇系统，包括PLC控制装置1，所述PLC控制装置1分别连接有塞棒控制机构2、结晶器液面检测装置3、工控机4和拉矫机5，所述塞棒控制机构2通过结晶器液面检测装置3与拉矫机5连接，所述PLC控制装置1与塞棒控制机构2之间连接有电机驱动器6，所述PLC控制装置1与结晶器液面检测装置3之间连接有二次仪表7。如图2所示，本系统无需人工操作，在硬件平台及软件平台搭建完成并连接好之后，系统会自动检测是否开始开浇，这样就解决了现有的自动开浇系统会由于水口堵塞而导致自动开浇失败的情况发生；所述的操作方法包括以下步骤：1)操作员输入或由系统默认输入零时刻的拉速值以及塞棒控制机构2的位置；2)系统从检测到开始开浇，便从基础自动化级PLC控制装置1提取当前结晶器液面检测装置3的液面高度值，并获取当前应匹配的最佳拉速值及塞棒控制机构2位置值；3)将获取的数据值，并记录本组参数，同时将本组参数作为数据样本；4)计算液面高度，并在液面高度达到下一规定时刻，根据专家数据库的数据更改拉速和塞棒位置；以及5)在规定时间内，若检测到的液面高度与理论计算得时间高度无偏差，则将该组数据返还给基础自动化级PLC控制装置1进行控制，自动开浇结束，系统完成操作。步骤5)中，若检测到的结晶器液面检测装置3的液面高度与理论计算得时间高度有偏差，则进行补偿，数据补偿包括以下步骤：1)连续进行约20次自动开浇，获取20个样本数据，利用卡尔曼回归系数计算最优液面高度值、塞棒控制机构2位置值和拉速值；2)利用最优值补偿专家数据库的数据；以及3)将该组数据返还给基础自动化级PLC控制装置1进行控制，自动开浇结束，系统完成操作。这样便实现了针对不同工业环境、不同连铸机系统、并且是不同浇筑钢种的不同分配策略。具体使用时，下位机PLC控制装置1通过采集连铸机结晶器液面检测装置3的液位高度的值获得自动开浇控制系统中所需要的数据；下位机PLC控制装置1通过数据通讯的方式将数据传给工控机4；工控机4的组态软件接收到值后，将值传于组态界面中的控件模块；控件接收到数据，先将这一组数据保存于数据库中，再根据值查询连铸自动开浇专家数据库，得出当前的塞棒位置及拉速最佳匹配值，并对下一时刻的情况进行预测，记录下一时刻的数据；将塞棒位置及拉速最佳匹配值返回给下位机PLC控制装置1；下位机PLC控制装置1对塞棒控制机构2和拉矫机5进行控制；工控机4控件接收到的第二组值该与预测值进行对比，相同则表明专家数据库该组值不需要再继续优化；若不同，通过自适应学习系统的策略对专家系统的组参数进行修改和补偿。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。