连铸二级模型系统的设计

摘 要连铸二级模型系统实现连铸生产过程的自动生产、跟踪，通过计算得到更为精确、科学的数据指导生产，降低了劳动成本，提高生产效率，并将一级与三级有效的进行衔接，实现完整的信息化生产流程。

【关键词】连铸二级模型系统精确 科学的生产实现完整信息化生产流程

连铸是生产卷板的中间工序，生产工艺过程是将大包钢水浇注到中包车，在由中包车分别浇铸到两个结晶器中，钢水通过结晶器冷却形成坯壳，出结晶器后经过扇形段、二次冷却水将板坯矫直冷却，火焰切割机根据的生产要求将钢坯切割，再将切割好的钢坯喷号后，输送到轧钢车间。生产需要严格的数据指导和一套自动化的生产流程，连铸二级模型系统通过严密算法精准的数据实现生产过程自动。

1 整体设计

连铸二级分为两大部分，客户机及后台跟踪程序。二级系统自三级系统读取连铸生产计划，根据生产计划对处在生产中的钢水进行跟踪，记录包括对大包浇注状态、包重、结晶器信息、拉速、水信息等，二级系统根据采集的钢包实时重量以及结合工艺参数等信息，通过二级程序设计的工艺算法计算后，为每个切割的板坯分配虚拟板坯编号，二级系统将此板坯号发送给一级PLC程序，PLC程序控制喷印设备将板坯号喷印到板坯上，二级程序通过此方式控制喷印设备自动喷印；喷印完成后通过程序处理，可自动跟踪板坯位置、板坯状态，当板坯通过横移台车送至称重辊道时程序做自动跟踪，将采集到的检斤数据匹配到相应的板坯上，同时将跟踪的检斤数据发送至三级所对应的相应板坯号上，实现下至一级上至三级的数据交互，最终实现连铸生产过程的自动控制。

2 详细设计

后台跟踪程序设计：后台跟踪程序又分为两部分，浇铸与切割跟踪程序、出坯跟踪程序。

浇铸与切割跟踪程序：此模块读取三级炉次计划、一级实际参数，实参包括包重、包臂状态、结晶器信息等，根据计划与实参相关数据通过浇铸与切割跟踪模块设计的算法，判定生成预分配给切割后需喷印的板坯编号，再由浇铸与切割跟踪将喷印计划号发送至一级，控制喷印设备自动喷印，从而实现自浇铸至切割工序的自动分坯、喷印过程。

炼钢连铸L2与L3数据接口设计采用TCP/IP通信协议，在通讯过程中通过两个双向的套接字进行，一个负责主动发送数据到二级；一个负责接收从二级主动发送过来的数据。

出坯跟踪程序：板坯喷印完成后，根据板坯的实际质量，对板坯进行热送及下线处理，通过出坯跟踪程序处理，可自动跟踪板坯位置、板坯状态，实现板坯的热送下线自动判定与动作。最终将板坯跟踪结果传至三级，实现一、三级的数据交互，实现热轧的全过程信息化。

客户机程序设计：

2.1 登陆

用户角色分级。第一级为管理员；第二级为普通用户，第二级角色又分一号机用户、二号机用户，各自可登陆相匹配的用户界面。

2.2 炉次跟踪界面

炉次跟踪界面进行炉次实时监控与跟踪炉次界面显示，一号机用户则加载显示一号机，二号机用户加载二号机列表。炉次跟踪列表，分为两个铸机的显示，岗位可自由切换。

实时跟踪显示1#机、2#机的大包开浇、浇铸结束的炉次号，显示开浇包重量、包臂信息、离开重量信息，并在画面上会有图形化的跟踪显示。

报警监控是对炉次晚到、待浇跟踪异常、开浇跟踪异常、到达离开包重异常报警。

炉次手动操作：所有的炉次手动干预工作需要在炉次调整界面中进行操作，点击炉次调整后会弹出炉次调整界面。

计划添加：可手动添加炉次计划，炉次添加信息为浇次计划、炉次计划、计划炉序，手动添加的计划会存入手动操作表中，经后台程序自动将添加计划读取到炉次跟踪列表中。

炉次计划修改：在炉次调整界面的炉次跟踪表中选择要修改的行，可其中的跟踪状态、计划陆续、包臂、到达重量、离开重量数据进行修改。

结晶器修改：当因工艺需求更换使用结晶器规格时，需要二级中存储的结晶器参数与实际结晶器参数一致，修改结晶器数据需要使用炉次跟踪，将根据本流的需求修改结晶器参数。

2.3 切割跟踪画面

在主界面中选择切割跟踪，进入切割跟踪界面。

切割跟踪的手动模式，可操作切尾坯、手动切。可对已分坯的坯料切割长度进行修改，若出现分坯跟踪长度异常，可根据实际情况修改切割长度，进行误差补偿，以便后续跟踪正常。

修改接缝信息功能包括接缝信息管理及缓存区信息修改。

（1）接缝信息管理功能：接缝信息修改包括接缝信息列表显示、接缝信息操作两部分。若因接缝信息错误导致分坯异常，可在此炉次前进行勾选，再将相应的接缝长度、以及是否已接缝状态数据进行修改，保存选中炉次接缝信息，并更新接缝信息列表。

（2）如果接缝信息没能被自动调用到接缝信息表中，可进行接缝信息添加操作，输入流号、炉次、炉序、接缝长度信息。

（3）缓存区信息修改操作完成后，程序会自缓存输入的炉次开始进行跟踪，之前未正常跟踪的炉次将被跳过，保证后续跟踪能够正常进行。

2.4 板坯跟踪

在主界面中选择板坯跟踪，此界面主要由出坯O控。界面实现切割至检斤的全过程监控。如果板坯位置跟踪错误或跟踪板坯号不存在，在此界面中可对当前板坯号进行工位调整、坯号删除操作。

2.5 历史查询

历史查询包括：操作日志、计划查询、跟踪查询三部分。操作日志查看手动操作历史记录；计划查询查看所有的炉次、浇次、切割计划历史记录，炉次、浇次计划历史查询，切割计划历史查询，跟踪日志可查看所有的炉次跟踪、切割跟踪、板坯跟踪历史记录，炉次跟踪历史查询，切割跟踪历史查询，板坯跟踪历史查询。

2.6 网络监控

网络监控界面一级网络、二级网络的通讯监控，网络异常时会在监控界面中报警。岗位人员也可根据报警情况通知维护人员进行相应的故障处理。

2.7 实时数据

实时数据包括：拉速及切割数据查询界面、喷印实际数据查询界面、RES实时数据表查询界面、平台及坯重数据查询界面

3 结束语

连铸二级模型系统将一级底层数据进行处理，指导连铸工艺生产，并将连铸的过程数据汇总投递至三级系统，实现生产的自动控制，生产数据科学、严密，替代人工经验数据生产。系统使用后无需人工干预，实现生产的科学发展。

作者单位

河钢股份有限公司承德分公司自动化中心 河北省承德市 067002