一、概述 　　萊鋼煉鋼廠矩形坯連鑄機原采用編碼器測長方式進行鋼坯切割，編碼器易出現故障，生產過程中，現場的高溫環境使維修工無法對出現故障的編碼器進行修復，只能由人工目測長度對鋼坯進行切割，造成誤差較大，不利于準確控制鋼坯的長度，導致鋼坯的實際重量與理論的重量誤差很大。每根鋼坯的重量不一致會導致鋼坯軋制時成材率低，造成不必要的浪費。因此決定用基于紅外定尺、稱重補償的火焰切割自控系統對原有的系統進行改造。基于紅外定尺、稱重補償的火焰切割自控系統可分為紅外定尺、稱重補償、火焰自動切割三個子系統。紅外定尺子系統采用湖南衡陽鐳目公司生產的紅外攝像系統來測量鋼坯長度；稱重補償子系統利用中型軋機爐前稱進行稱重，并編制補償程序進行補償；火焰切割子系統采用SLC500PLC自動控制火焰切割機裝置進行鑄坯切割。工藝如圖一所示： 二、硬件配置 1、紅外定尺子系統 　　根據該矩形坯連鑄機的控制規模,選用湖南衡陽鐳目公司生產的紅外定尺系統RAM9806。其中攝像控制儀作為現場控制設備,研華IPC-610工控機做為監視器,根據定尺規格選用兩個工業攝像鏡頭，選用PCL1503轉換板作為紅外攝像控制儀和美國AB公司DI模板的BCD碼轉換接口。硬件組態圖二所示： 　　說明：為提高精度，使用兩個攝象頭，將調焦線和信號線通過調焦板接到圖象處理卡，通過軟件進行處理，然后將計算到的鋼坯實際長度通過I/O卡輸出，并經PCL1503進行信號轉換和I/O板信號放大，分別接到SLC500的輸入模板，這樣就將鋼坯的實際長度信號傳送到SLC500，然后在SLC500內完成整個切割動作。 為保證測量的準確度，需對鋼坯的長度進行準確的標定，然后在監控軟件上將長度按照實際的標定好。 2、稱重補償子系統 該子系統選用美國AB公司遠程塊I/O模塊，將鋼坯的重量信號由三菱模板通過遠程塊I/O模板，傳送到公用PLC。 3、火焰自動切割子系統 　　火焰自動切割機PLC系統的硬件配置（三套，配置相同僅圖示一套）由1塊電源模板（1746-P2）、一塊CPU（SLC5/04）、5塊16點數字量輸入模板（1746-ITB16 1塊，1746-IB16 4塊）及4塊16點數字量輸入模板（1746-OW16 2塊、1746-OB16 2塊）組成。配置圖見圖三： 　　此外，該PLC系統還通過CPU上的DH+通道與基礎級自控系統主PLC（公司PLC5/40E）上的通道CH1接口A相連從而構成了傳輸速率高的DH+（data highway plus）網。火切機自控系統與基礎級自控系統之間的通訊數據就通過該網絡進行傳輸。 三、控制功能 1、紅外定尺 　　首先從畫面和操作臺上設定好定尺，畫面上的定尺設定和操作臺上的定尺設定是一致的，然后將轉換開關打到“紅外定尺測長”，并按下畫面上的“控制”按鈕，表示紅外攝像系統進入了鋼坯的測量狀態，當鋼坯頭進入了攝像鏡頭的視野范圍，此時紅外攝像系統發出鋼坯長度信號（鋼坯長度信號為16位BCD碼），鋼坯長度信號送至各流的DI模板，此長度信號再經通訊傳送到各自的切割PLC。 當鋼坯長度大于“定尺長度”減去100mm時，發出預壓信號； 當鋼坯長度大于“定尺長度”時，發出主壓信號，即切割信號 2、稱重補償 　　從主控室畫面上輸入設定定尺、設定重量，實際重量由中型爐前稱稱量后，重量信號經由四號機出坯操作室的遠程通訊模板傳送到公用PLC，此時所稱重的屬于哪一流的，由出坯室的操作工進行選擇，然后鋼坯重量經通訊傳送到相應的流PLC，完成補償功能。 3、火焰自動切割 　　火焰切割機系統接收到火焰自控系統PLC發出的預壓信號、主壓信號，即做出相應的動作，該機工作時通過氣壓裝置壓緊鑄坯來帶動切割機作運行，并由切槍作橫向平移運動來完成切割。 四、控制原理 1、紅外定尺 　　在拉鋼前,將定尺設定好,定尺信號傳至SLC500；實際鋼坯長度由攝象系統VS710測量，經PROFIBUS-DP通訊，送到I/O板，經DO輸出 ，將鋼坯長度信號（BCD碼）送到SLC500；實際長度與設定定尺進行比較：當實際長度>設定定尺(mm)-100mm時預壓；當實際長度>設定定尺(mm)時主壓，切割開始，所有的切割在SLC500內完成。 2、稱重補償 　　采用自動稱量，人工干預的方式，在非熱送方式進行抽檢時方便實用。利用中型爐前稱進行稱重，在拉鋼之前，在主控室輸入每流設定重量，對應每一流有設定重量輸入框，輸入設定重量。實際重量由三菱PLC經接線（BCD碼）接至出坯塊I/O（塊I/O是一種遠程模塊），經通訊送到公用PLC，顯示到上位機；同時這根鋼坯屬于哪一流由熱送操作室或出坯操作室人工觀測，有三個按鈕分別代表一流、二流、三流，若是一流，按下一流按鈕，此信號也顯示到上位機；然后由主控室操作工點擊確認按鈕，送到鑄流PLC； 稱重補償：（設定重量-實際重量）/實際重量=（實際定尺-設定定尺）/設定定尺，計算出實際定尺，此信號送到SLC500。 3、火焰自動切割 　　火焰自動切割工作分為：切頭、正常切割及切尾三種。 切頭：用于生產伊始的鑄坯頭部切割。 　　1、選擇“半自動”方式，切頭位置由人工目測決定。 　　2、按下“預壓”按鈕，當鑄坯運行至切頭位置時，按下“主壓”按鈕，切割機壓緊鑄坯并與之同步運行，同時切槍預熱并高速接近鑄坯。 　　3、轉換為“自動”方式，火切機將自動以切割速度進行切割。 　　4、切割完畢后，自動取消“主壓”操作，切割機自動與鑄坯脫離，切槍自動返回原位。 正常切割：用于生產過程中的正常鑄坯切割。 　　1、“自動”方式，當鑄坯運行至距定尺300mm時，自動進行“預壓”操作。 　　2、鑄坯運行至定尺位置時，自動進行“主壓”操作，切割機壓緊鑄坯并與之同步運行，同時切槍預熱并高速接近鑄坯。 　　3-4同切頭程序的3-4。 切尾：用于生產末期的尾坯切割 五、使用情況 該系統自投運以來運行穩定可靠，提高了測長準確度，穩定性，并通過稱重補償提高了成材率，并且具有控制功能強，操作方式靈活多樣的優點；同時減少了工人的勞動強度，減小了維護量，取得了巨大的經濟效益。 參考文獻 [1] <<紅外自動定尺控制系統安裝維護手冊>> 湖南省衡陽市鐳目科技開發公司 [2] PLC-5 編程軟件編程手冊/指令集 作者簡介：裴常明（1977-），男，工程師，主要從事工業控制及工業自動化的設計與開發工作。 聯系方法： 地址：山東萊鋼自動化部鋼區車間 郵編：271104 電話：0634-6823278 E-mail:pcm5@sohu.com