1引言
隨著中國入世步伐的不斷加快，冶金行業(yè)只有不斷進行技術改造，提高產(chǎn)品檔次，降低生產(chǎn)成本，才能在市場中爭得一席之地。由于高效連鑄機具有金屬收得率高，能耗低，單流產(chǎn)量高，鑄坯質(zhì)量好，機械化、自動化程度高等優(yōu)點，使發(fā)展高效連鑄機成為鋼鐵企業(yè)技術進步一個重要標志。江蘇沙鋼集團在研究了國際國內(nèi)市場后，果斷引進一套生產(chǎn)優(yōu)鋼的高效連鑄機，年生產(chǎn)能力達100萬噸。本文中介紹了基礎自動化的系統(tǒng)結構和主要功能、過程質(zhì)量管理系統(tǒng)的主要功能，并給出了自動化系統(tǒng)的控制效果。
連鑄機是鋼鐵廠承上啟下的設備，其主要作用是將高溫鋼水轉化為鑄坯，然后送到軋機軋成市場上所需的鋼材。連鑄機主要由大包、中間包、結晶器、二次冷卻、拉坯矯直、切割等部分構成。鋼水由大包進入中間包，在結晶器和二次冷卻區(qū)凝固，然后定長切割(如圖1所示)。

2自動化的系統(tǒng)結構和主要功能
2.1系統(tǒng)結構
自動化系統(tǒng)由基礎自動化和過程自動化系統(tǒng)組成。過程自動化系統(tǒng)由實現(xiàn)生產(chǎn)和質(zhì)量管理功能的L2服務器和L2工作站構成，通過以太網(wǎng)與基礎自動化系統(tǒng)連接;基礎自動化系統(tǒng)由實現(xiàn)控制功能的PLC和實現(xiàn)人機交互功能的PC工作站構成，通過工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和信息共享。控制用PLC共有8套，一套用于公用部份，五套用于每流部分，二套用于塞棒控制。公用PLC選用S7-400，每流PLC選用S7-300。每套PLC配有遠傳輸入/輸出模塊，通過Profibus總線通訊，這樣便于安裝、調(diào)試和維修。人機接口系統(tǒng)共有三個PC工作站:二個放在主控制室，一個放在出坯控制室。每個屏幕可分成兩部分:一是操作和顯示區(qū)域，二是報警區(qū)域。自動化系統(tǒng)圖如圖2所示。
2.2主要功能
(1)公用PLC控制
—排蒸風機、大包回轉臺、鋼包蓋機械手、中間包車、稱重系統(tǒng)、移鋼小車、翻轉冷床、集中潤滑站、液壓系統(tǒng)、鋼水測溫、結晶器自動液面控制、打號機。
(2)每流PLC控制
—結晶器振動、拉矯機、輔助拉矯裝置、引錠桿存放架、剪切裝置、定尺裝置、輸出輥道、終端檔板、結晶器冷卻系統(tǒng)、噴淋冷卻系統(tǒng)、設備冷卻系統(tǒng)、電磁攪拌。
(3)塞棒PLC控制
—塞棒控制
(4)工作站人機界面
a)開始和菜單顯示;
b)“開澆具備”條件，這個顯示給出設備“開澆具備”條件的狀況;
c)設備控制;
d)公用和每流的顯示，這些顯示給出設備和控制的設定點和工作狀況;
e)結晶器冷卻水，顯示給出結晶器冷卻水實際值的基本狀況;
f)二冷水，顯示給出自動噴淋冷卻水的實際值和設定點;
g)報警，這個屏幕顯示相關的報警狀況包括聲音信號;
h)趨勢顯示，趨勢顯示允許在屏幕上顯示不同的澆鑄變化曲線。

3二級質(zhì)量管理系統(tǒng)
二級系統(tǒng)作為工藝管理計算機主要用于生產(chǎn)管理和質(zhì)量管理，以便能使生產(chǎn)經(jīng)理有效地對連鑄的生產(chǎn)質(zhì)量進行管理。
煉鋼是一個多工藝、復雜化的生產(chǎn)流程，連鑄坯的質(zhì)量受到鋼水純凈度以及澆鑄過程狀態(tài)的直接影響，即使采用了先進的工藝、設備和技術，但由煉鋼和連鑄生產(chǎn)工藝特點所決定，爐次交接、設備故障及操作不穩(wěn)定等都會不可避免地使生產(chǎn)過程出現(xiàn)波動、產(chǎn)生異常，從而使鑄坯質(zhì)量受到不同程度的損害。存在缺陷的鑄坯對后道軋鋼工序和最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響是不容忽視的，可能影響鋼板的表面質(zhì)量和加工使用性能、形成次品或廢品，也可能引發(fā)軋制斷帶、停機等生產(chǎn)事故，給企業(yè)造成經(jīng)濟和產(chǎn)品信譽的損失。
3.1質(zhì)量管理功能
控制和建議參數(shù):鋼水溫度、鋼水過熱度、優(yōu)化拉速、優(yōu)化冷卻曲線、設定二冷水控制、電磁攪拌控制參數(shù)、結晶器冷卻水量、結晶器振動程度、每爐界面跟蹤所有數(shù)據(jù)的基本參數(shù)。
3.2質(zhì)量保證
由計算機對連鑄生產(chǎn)過程的異常事件進行自動判別，對品質(zhì)正常與異常的鑄坯進行區(qū)別管理，結合不同鋼種的品質(zhì)要求，根據(jù)產(chǎn)生異常的不同程度對鑄坯進行相應處置，從而消除缺陷、提高輸出鑄坯的實物質(zhì)量。連鑄生產(chǎn)過程“異常”主要包括結晶器液位波動大、拉速變動大、鋼水二次氧化、耐材及保護渣卷入等情況，它們都會在一定程度上對連鑄坯的表面和內(nèi)部質(zhì)量造成危害。
在生產(chǎn)過程中出的事故可能直接影響最終產(chǎn)品質(zhì)量，而這個問題需同下列因素做成標記:拉坯速度偏差;中間包重量低;結晶器攪拌值的偏差;一冷段和二冷段水量、水壓偏差;塞棒清掃周期;拉矯輥壓力;操作人員輸入—鋼包保護套故障、澆鑄套管故障、結晶器有渣故障。
3.3質(zhì)量事故處置
品質(zhì)異常判斷對生產(chǎn)過程超出正常范圍的現(xiàn)象進行判別，確定各種異常對鑄坯質(zhì)量的影響程度和相應的處置辦法。工藝技術人員根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量標準和用戶要求，將品質(zhì)異常判定和管理標準分別輸入過程計算機進行管理和維護。在