1、水平连铸机拉坯辊速度控制系统计算机信号给定唐 伟 李 铁 谭延亮( 南华大学电气工程学院 湖南衡阳 421001)摘要:介绍了水平连铸机拉坯辊速度控制系统，着重阐述系统给定信号的计算机实现方法，讨论了软件设计，给出了程序流程。 关键词:水平连铸 ；速度控制 ； 计算机 ；给定信号中图分类号：TP273.5 文献标识码：ASignal Setting by Computer in Steelblank Drawing Roller Speed Control System of Horizontal Continuous Casting MachineTangWei LiTie TanYanLi
2、ang(Institute of Electrical Engineering of NanHua University,Hengyang,Hunan,421001)Abstract:This paper introduced steelblank drawing roller speed control system of horizontal continuous casting machine.It also described in details the computer realization of the system set signal.The systems softwar
3、e design and its procedure were given.Keywords:horizontal continuous casting machine;speed control;computer;set signal0 前言随着现代化工业生产对钢材的需求量日益增加，连铸生产能力已经成为衡量一个国家工业发展水平的重要指标之一。在连续铸钢工艺中，模铸和弧形连铸由于技术较为成熟，已被广泛使用。近年来，水平连铸因具有投资少、铸坯直等多方面的优点而日益受到人们的重视。但水平连铸技术难度较大，目前，国际上德国和俄罗斯水平连铸技术水平较高，日本也有一些钢铁企业采用了水平连铸技术。衡阳钢管
4、有限公司是我国掌握水平连铸技术较好的厂家，该厂采用全水平连铸技术，铸坯一次合格率达到了 98%以上。在水平连铸工艺中，水平连铸机拉坯辊速度控制是水平连铸机的三大关键技术之一，控制系统稳定性和可靠性直接关系到铸坯生产产量和质量，而信号设定装置为控制系统提供拉坯辊速度设定信号，在控制系统中占有十分重要的地位。1 水平连铸机拉坯辊速度控制系统简介拉坯辊速度控制系统有电液伺服阀调速系统和变频调速系统两种方式。电液伺服阀调速系统结构如图 1 所示。该系统具有较好的稳定性，抗负载干扰能力也PID 调节 器电液伺服阀液压马 达减速箱拉坯辊测速发 电机给定信号Ui-图 1 电液伺服阀调速系统较强，但是，由于生
5、产现场条件恶劣，电液伺服阀和直流测速发电机使用寿命有限，需要经常更换，这样即增加了生产成本，又增加了系统维修时间，影响连铸坯产量，难以适应生产规模扩大的需要。因此，衡阳钢管有限公司将水平连铸机拉坯辊速度由电液伺服控制改为变频调速控制，系统结构如图 2 所示，变频器按照给定装置输出的指令信号，改变输出频率，调节拉坯辊电机转速，控制拉坯辊速度。与电液伺服阀调速方式相比，变频调速系统跟随性能好、可靠性高，有利于加快生产节奏，提高连铸机产量。 图 2 变频调速系统2 信号给定装置21 给定信号工艺要求连铸过程中，要求拉坯辊速度严格按照工艺要求变化，因此，按照工艺要求产生精确的速度设定信号是控制好拉坯辊
6、速度的前提条件。工艺上要求拉坯辊每次拉坯动作曲线如图 3 所示：图 3 每次拉坯动作曲线图中 T1=T2=T3=T4=T5=T6,拉程范围：0-60mm/次，推程范围：0-10mm/次，拉坯频率范围：50-200 次/分，工艺要求三个参数可任意修改（拉坯生产前设定和生产过程中在线修改） 。最大瞬时速度20 米/分，最大平均拉速5 米/分。另外，拉坯辊周长为 1 米，机械减速箱减速比为 29：1。22 给定信号的计算机实现方法为了提高可靠性，采用三套装置给系统提供给定信号，这三套装置分别由 PC微机系统、单片机系统和手动操作装置实现，三套装置可相互切换，一套装置运行时另外两套备用。这里着重介绍用
7、 PC 微机系统来实现信号给定的方法。在具有 ISA 总线的 PC 系列微机内插入 PC-6317D 数模转换接口卡，通过软件编程控制数模转换接口卡输出拉坯辊速度给定信号。221 数模转换接口卡PC-6317D 数模转换接口卡具有很好的兼容性，操作系统可选用Windows、Unix 及专业数据采集分析系统 LabVIEW 等软件环境。模拟输出信号由卡前端的 25 芯 D 型插头直接输出。PC-6317D 数模转换接口卡主要由控制逻辑电路和数模转换电路等组成。接口控制逻辑电路用来产生与各种操作有关的控制信号。数模转换电路由给定信号变频器 电动机 减速箱 拉坯辊拉停推停T6T5T4T3T2T1VT
8、UfDAC1232DAC0832 数模转换器件和基准源、运算放大器、跨接选择器及上电清零电路组成。卡上的 8 路 DA 转换电路可以同时或分别输出相同或不同的模拟量值，且一直保持到下次转换之前。依靠改变跨接套的连接方式，可分别选择电压或电流输出方式。也可由卡上的 8 路 DA 中任意组合 12 位或 8 位精度的信号输出。通过驱动程序可以方便地在 Windows 环境下检测硬件的工作状态以及在 C/C+, Visual Basic, Delphi, Borland C+ Builder, Borland Pascal for windows 等开发环境中使用 PC-6317D 数模转换接口卡进
9、行数模转换和过程控制等工作.驱动程序是一个标准动态链接库 (DLL)文件。它的输出函数可以被其它应用程序在运行时直接调用。应用程序可以用任何一种可以使用 DLL 链接库的编程工具来编写。 222 程序设计先根据上述的工艺要求列出各参数之间的相互约束关系，再由给定的条件和速度曲线列出方程组： 分 的 限 制米受 到 平 均 速 度 小 于给 定 后当 推 程 范 围拉 程 范 围分米瞬 时 速 度 小 于 分米瞬 时 速 度 小 于 推 程拉 程周 期/4,.15604. /20.2.10.4.862.532SdpTSpdaTSpd由上述方程组可以得到： （1）65432182TTpa根据式（1
10、） ，可将速度曲线表示为如下的分段函数： 65.043)65(2.3. 2)( 1.60TttTatt tTaty根据上述分段函数，实际采用结构化 C 语言编写程序控制数模转换接口卡的转换过程，画出速度曲线，速度曲线中横坐标每 600 个象素对应 T/6，而纵坐标每 400 个象素对应 5 米/分钟，由此画出映射坐标，绘制速度曲线，相应的程序流程如图 4 所示。3 结束语 采用 PC 微机系统的水平连铸机拉坯辊速度控制系统信号给定装置从 1998 年投入运行至今，系统运行稳定，操作方便，可靠性高，对加快生产节奏、提高铸坯产量和铸坯质量发挥了重要作用。图 4 程序流程图参考文献 美Katsuhi
11、ko Ogata 卢伯英 于海勋 等译.现代控制工程.3 版 .北京：电子工业出版社， 2000,5 王士元.C 高级实用程序设计M.北京：清华大学出版社,1996,6 鲁沐浴.C 语言最新编程技巧 200 例M.北京：电子工业出版社,1997,1 徐金梧 杨德斌 徐科.TURBO C 实用大全M.北京：机械工业出版社，1996.5 胡寿松.自动控制系统M.北京：国防工业出版社，1994，5作者简介：唐伟，男，1967 年生，汉族，本科，生产过程自动化专业，工程师。主要从事电子技术、自动控制方面工程应用及教学科研工作。Authors brief introduction:TangWei was
12、 born in 1967,male,Han nationality,major in producing process automation,Engineer.Mainly concentrate on application and teaching of electronics technology,automatic control.通信地址：湖南省衡阳市南华大学电气工程学院 邮编：421001 联系人：唐 伟TEL：07348282529(O), 13607349316 Email: 附：贵刊在 2003 年 11 月 25 日已收到我的审稿费和版面费共 550 元整，但盘稿在邮寄过程中丢失，现特补寄盘稿及打印稿给贵刊。请收到后寄发票及正式录用通知单给我为谢！开始 登陆确 定 生 产 方 式按型号 自定义约 束 条 件 ， 最 大 速 度 20M/S， 平 均 速 度 4M/S重输 输 入 周 期重输重输 输 入 拉 程输 入 推 程NY启动 暂停退出在 线 修 改NNYY选择钢种NY终止唐 伟 2004 年 2 月 27 日
