[发明专利]一种连铸机结晶器液位控制系统和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸工程技术领域，具体涉及一种连铸机结晶器液位控制系统和控制方法。

背景技术

在现代连铸生产中，随着工厂自动化水平的提高，对可靠性和铸坯质量的要求也越来越严格，对结晶器液位控制精度的要求也越来越高。结晶器液位是冶金连铸系统中非常重要的环节之一，液位的波动会造成结晶器保护渣和杂质大量卷入钢水，严重影响铸坯的质量，甚至可能导致浇铸过程中的溢钢和漏钢事故的放生，因此必须将结晶器液位控制在一个合适的范围内。

目前，结晶器液位自动控制已经成功应用在铸坯截面为150mm×150mm以上的板坯连铸机上，而在小方坯连铸机(铸坯截面为130mm×130mm)上的应用效果不佳。虽然首钢是国内领先的连铸大企业，但小方坯铸机还都是手动开浇，人工控制结晶器液面高度，自动控制技术远远落后于发达国家，钢坯质量很难得到改善。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种连铸机结晶器液位控制系统，并将该系统应用于小方坯连铸机中，使小方坯连铸机结晶器的液位保持在合理范围内，以提高钢坯的质量。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种连铸机结晶器液位控制系统，所述控制系统包括：上位机、液位采集模块、热锯PLC及控制执行模块；其中，所述液位采集模块内设置有至少一个图像采集单元，所述液位采集模块、上位机及热锯PLC通过以太网依次相连，共享数据；所述热锯PLC与控制执行模块通过DP导线相互连接。

优选的，所述图像采集单元为利用结晶器钢水液面图像像素之间的亮度变化梯度来实现对结晶器钢水液面的实时高度的检测。

优选的，所述热锯PLC包括配电柜及CPU模块，所述配电柜数量为多个，每个配电柜内都设置有PLC和电源模块。

优选的，所述控制执行模块与所述多个PLC通过DP总线传输的级联方式。

优选的，所述控制执行模块包括塞棒控制单元、拉矫控制单元及流量控制单元。

一种采用上述控制系统对小方坯连铸机结晶器液位进行智能控制的方法，包括以下步骤：

1)液面采集模块将采集数据发送至上位机，上位机记录采集数据并发送信号至热锯PLC处处理；

2)热锯PLC根据预存的标准模型对采集数据进行处理运算，并将所得结果传输至控制执行模块执行控制操作，从而达到智能控制结晶器液位的目的。

优选的，所述步骤2)中具体步骤如下：热锯PLC根据预存的标准模型对采集数据进行处理运算，并将所得结果同时传输至塞棒控制单元、拉矫控制单元及流量控制单元进行控制操作，从而达到智能控制的目的；其中，所述塞棒控制单元即为控制连铸机的塞棒速度，所述拉矫控制单元即为控制连铸机的拉坯速度，所述流量控制单元即为控制进入结晶器的钢水的流速。

精确的结晶器液位控制被认为是提高连铸坯质量的关键。连铸生产过程中，对于结晶器液位控制的一个基本要求是稳定生产操作，避免拉漏和溢钢。其次要尽可能的保持液位稳定，提高铸坯的质量，而能否满足这个要求是目前衡量连铸控制水平的一种重要标志。本申请提供一种连铸机结晶器液位控制系统，并将该控制系统应用小方坯连铸机中，以提高钢坯的质量。其中，所述控制系统包括：上位机、液位采集模块、热锯PLC及控制执行模块；其中，所述液位采集模块内设置有至少一个图像采集单元，所述液位采集模块、上位机及热锯PLC通过以太网依次相连，共享数据；所述热锯PLC与控制执行模块通过DP导线相互连接。液位采集模块用于采集结晶器内液位高度的信息，并将所采集信息通过以太网发送至上位机进行整合。其中，液位采集模块内设置有图像采集单元，其是利用结晶器钢水液面图像像素之间的亮度变化梯度来实现对结晶器钢水液面的实时高度的检测。上位机收到来自液位采集模块的信息后，其对所得数据进行整合，并通过以太网传输信号至热锯PLC。