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一种连铸机中间包车的升降控制方法及装置

发明公布  在审
申请(专利)号:CN201811516826.8国省代码:山东 37
申请(专利权)人:山东钢铁股份有限公司
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摘要:
本申请公开了一种连铸机中间包车的升降控制方法及装置,PLC控制器与变频器通讯连接,变频器连接于升降电机,升降电机通过升降组件连接于中间包车,升降组件包括减速机,包括:升降电机根据PLC控制器的指令,控制中间包车升/降;PLC控制器获取升降电机的转动参数和减速机直径;PLC控制器根据转动参数和减速机直径,计算中间包车的瞬时移动速度;PLC控制器根据瞬时移动速度,计算每一采集时间段内中间包车的实时移动距离;累加实时移动距离,得到移动总距离。本申请PLC控制器与变频器通讯连接,远离现场高温环境,且能够得到更精准的中间包车实时定位,对中间包车实现更精准的升降位置控制,提高板坯生产质量及整体的生产效率。

主权项:
1.一种连铸机中间包车的升降控制方法,其特征在于,PLC控制器与变频器通讯连接,变频器连接于升降电机,升降电机通过升降组件连接于中间包车,所述升降组件包括减速机,所述方法包括:所述升降电机根据所述PLC控制器的指令,控制所述中间包车升/降;所述PLC控制器获取所述升降电机的转动参数和所述减速机直径,所述转动参数包括:电机转速和电机减速比;所述PLC控制器根据所述转动参数和所述减速机直径,计算所述中间包车的瞬时移动速度;所述PLC控制器根据所述瞬时移动速度,计算每一采集时间段内所述中间包车的实时移动距离;所述PLC控制器累加所述实时移动距离,得到所述中间包车的移动总距离。


说明书

一种连铸机中间包车的升降控制方法及装置

技术领域

本申请涉及冶金行业控制技术领域,尤其涉及一种连铸机中间包车的升降控制方
法及装置。

背景技术

在炼钢冶金的工艺中,中间包通过浸入式水口连接于结晶器,以保证钢水不会裸
浇,结晶器液面稳定。浸入式水口在结晶器内位置高度的变化,以及在结晶器内局部侵蚀的
时间要严格控制,因此需按时间段对浸入式水口位置进行调节。通过调整中间包车的高度,
改变浸入式水口浸入中间包的位置,称为变渣线操作。

在传统的变渣线操作过程中,中间包车的高度通常是采用安装位移传感器检测元
件来检测中包车的实际高度。具体的,可以采用磁致伸缩绝对值型直线位移传感器或角位
移传感器,根据中包车结构不同,安装2个或4个位置传感器。位移传感器连接于中包车上的
液压缸,通过控制液压缸实现中包车的升降。

由于工作现场为高温环境,长时间的烘烤会导致位移传感器使用寿命缩短,一旦
有一个位移传感器损坏或者信号异常,就会导致采集到的信号不准确而且稳定性欠佳。从
而导致中间包车无法准确定位,易使浸入式水口穿孔吸渣,保护渣进入到板坯内部,形成夹
渣,影响板坯生产质量,甚至直接影响到生产效率。

发明内容

本申请提供了一种连铸机中间包车的升降控制方法及装置,以解决现有技术中中
间包车无法准确定位,从而影响板坯生产质量及生产效率的技术问题。

为了解决上述技术问题,本申请实施例公开了如下技术方案:

第一方面,本申请实施例公开了一种连铸机中间包车的升降控制方法,PLC控制器
与变频器通讯连接,变频器连接于升降电机,升降电机通过升降组件连接于中间包车,所述
升降组件包括减速机,所述方法包括:

所述升降电机根据所述PLC控制器的指令,控制所述中间包车升/降;

所述PLC控制器获取所述升降电机的转动参数和所述减速机直径,所述转动参数
包括:电机转速和电机减速比;

所述PLC控制器根据所述转动参数和所述减速机直径,计算所述中间包车的瞬时
移动速度;

所述PLC控制器根据所述瞬时移动速度,计算每一采集时间段内所述中间包车的
实时移动距离;

所述PLC控制器累加所述实时移动距离,得到所述中间包车的移动总距离。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制方法中,所述升降电机根据所述PLC控
制器的指令,控制所述中间包车升/降,包括:所述PLC控制器控制所述中间包车的升/降状
态、目标升降距离以及升降速度,所述升降速度包括:启动速度、运行速度及慢行速度,所述
启动速度、运行速度及慢行速度依次构成梯形速度;

当所述中间包车移动总距离靠近所述目标升降距离时,所述中间包车的升降速度
为所述慢行速度,所述慢行速度逐渐减小至零。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制方法中,根据所述中间包车的升降结
构,所述PLC控制器通讯连接有2个或4个所述变频器,且每个所述变频器均连接有所述升降
电机,所述方法还包括:

所述PLC控制器获取2个或4个所述升降电机控制的升/降高度;

所述PLC控制器通过所述升/降高度,计算升降高度差;

若所述升降高度差大于预设高度差阈值,则重新调整差值大的所述升降电机控制
的所述升/降高度,直至所述升降高度差小于或等于所述预设高度差阈值。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制方法中,在所述升降电机根据所述PLC
控制器的指令,控制所述中间包车升/降之前,所述方法还包括:所述PLC控制器获取变频器
状态信息,根据所述状态信息判断所述变频器是否出现故障;

若所述变频器出现故障,则进行故障复位;

若所述变频器运行正常,则根据所述PLC控制器的指令,所述升降电机控制所述中
间包车升/降。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制方法中,所述瞬时移动速度的计算方
式如下:

V=N×S×π×d

式中:N为电机每分钟转数,S为电机变速比,d为变频器直径。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制方法中,所述PLC控制器连接于上位
机,所述方法还包括:

所述PLC控制器获取中间包车升降信息,所述升降信息包括:升/降状态、实时升降
距离以及升降速度;

所述PLC控制器将所述升降信息传输至所述上位机;

所述上位机的主画面实时显示所述升降信息。

第二方面,本申请实施例公开了一种连铸机中间包车的升降控制装置,所述装置
包括:PLC控制器、变频器、升降电机以及升降组件,其中:

所述PLC控制器通讯连接于所述变频器,所述变频器与所述升降电机电连接,所述
升降电机固定于中间包车底座,所述PLC控制器用于控制所述升降组件的升/降状态、升降
距离以及升降速度;

所述升降组件包括浮动轴及减速机,所述浮动轴一端连接于所述升降电机的输出
端,另一端连接所述减速机,所述减速机固定于所述中间包底座。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制装置中,所述装置还包括:上位机,所
述上位机与所述PLC控制器连接。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制装置中,所述装置还包括:接线箱,所
述变频器通过所述接线箱连接于所述升降电机。

可选地,在上述连铸机中间包车的升降控制装置中,所述升降电机通过第一固定
支架固定于所述中间包车底座,所述减速机通过第二固定支架固定于所述中间包底座。

与现有技术相比,本申请的有益效果为:

本申请提供了一种连铸机中间包车的升降控制方法及装置,PLC控制器与变频器
通讯连接,变频器连接于升降电机,升降电机通过升降组件连接于中间包车,所述升降组件
包括减速机。PLC控制器下发指令,通过变频器控制升降电机的工作,在升降电机的带动下,
中间包车开始升降。在此过程中,PLC控制器实时获取升降电机转速、电机减速比及减速机
直径,PLC控制器根据上述参数计算中间包车的瞬时移动速度,进一步,通过所述瞬时移动
速度计算每一采集时间段内的实时移动距离,将全部实时移动距离相加,进而得到中间包
车移动总距离。本发明实施例提供的连铸机中间包车的升降控制方法,PLC控制器与变频器
通讯连接,远离现场高温环境,且PLC控制器实时计算得到的移动总距离即为中间包车的实
时位置,所以,本申请能够得到更精准的中间包车实时定位,移动总距离即为中间包车要达
到的预期距离,因此实现了对中间包车更精准的升降位置控制,提高了板坯生产质量,及整
体的生产效率。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不
能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简
单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还
可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种连铸机中间包车的升降控制方法的流程示意图;

图2为本发明实施例提供的一种连铸机中间包车的升降控制装置的基本结构示意
图;

附图标记说明:1、PLC控制器;2、变频器;3、升降电机;4、升降组件;41、浮动轴;42、
减速机;5、中间包车底座;6、中间包底座;7、上位机;8、接线箱;9、第一固定支架;010、第二
固定支架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实
施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施
例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技
术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的
范围。

本发明实施例提供的一种连铸机中间包车的升降控制方法用于控制中间包车的
精准升降,其中,PLC控制器1与变频器2通讯连接,两者之间可以采用PROFINET通讯。变频器
2连接于升降电机3,升降电机3通过升降组件4连接于中间包车,所述升降组件4包括减速机
42。参见图1,为本发明实施例提供的一种连铸机中间包车的升降控制方法的流程示意图。
结合图1可知,本申请中的连铸机中间包车的升降控制方法包括以下步骤:

步骤S101:所述升降电机根据所述PLC控制器的指令,控制所述中间包车升/降;

所述PLC控制器1控制所述中间包车的升/降状态、目标升降距离以及升降速度。所
述PLC控制器1控制通过变频器2控制升降电机3的转速、正/反转状态,进而升降电机3控制
升降组件4的升/降,及升降的速度,升降组件4带动中间包车升/降,直至达到预设目标升降
距离。

其中,所述升降速度包括:启动速度、运行速度及慢行速度,所述启动速度、运行速
度及慢行速度依次构成梯形速度。启动速度为中间包车刚开始移动的时候的速度,在移动
过程中,中间包车以运行速度升降,当中间包车移动总距离靠近所述目标升降距离时,所述
中间包车的升降速度由所述运行速度转换为所述慢行速度,且以所述慢行速度逐渐减小至
零。所述中间包车以慢行速度慢慢接近预设的目标升降距离。

为了进一步优化上述技术方案,在步骤S101之前,本申请还包括:所述PLC控制器1
获取变频器2状态信息,根据所述状态信息判断所述变频器2是否出现故障。若所述变频器2
出现故障,则进行故障复位;若所述变频器2运行正常,则根据所述PLC控制器1的指令,所述
升降电机3控制所述中间包车升/降。

步骤S102:所述PLC控制器获取所述升降电机的转动参数和所述减速机直径,所述
转动参数包括:电机转速和电机减速比;

步骤S103:所述PLC控制器根据所述转动参数和所述减速机直径,计算所述中间包
车的瞬时移动速度;

所述瞬时移动速度的计算公式为:V=N×S×π×d,式中:N为电机每分钟转数,S为
电机变速比,d为变频器直径。

步骤S104:所述PLC控制器根据所述瞬时移动速度,计算每一采集时间段内所述中
间包车的实时移动距离;

步骤105:所述PLC控制器累加所述实时移动距离,得到所述中间包车的移动总距
离。

所述PLC控制器1根据所述瞬时移动速度,经过单位换算处理,进一步进行计算。由
于得到的是所述中间包车的瞬时移动速度,所述就可以计算一段采集时间内所述中间包车
的实时移动距离。具体地,以100ms为基本单位,在每个100ms开始时根据瞬时移动速度,计
算出实时移动距离S,再由全部的实时移动距离S相加,得到移动总距离L,计算过程如下:

S1=100/60000*V1

S2=100/60000*V2

S3=100/60000*V3

……

Sn=100/60000*Vn

L=S1+S2+S3+……+Sn

S1为第一个100ms内实时移动距离,S2为第二个100ms内实时移动距离,依次类推。
V1为第一个100ms内瞬时移动速度,V2为第二个100ms内瞬时移动速度,依次类推。L为移动总
距离。

本发明实施例提供的连铸机中间包车的升降控制方法中,根据所述中间包车的升
降结构,所述PLC控制器1通讯连接有2个或4个所述变频器2,且每个所述变频器2均连接有
所述升降电机3,所述方法还包括:所述PLC控制器1获取2个或4个所述升降电机3控制的升/
降高度,通过所述升/降高度,计算升降高度差。若所述升降高度差大于预设高度差阈值,则
重新调整差值大的所述升降电机3控制的所述升/降高度,直至所述升降高度差小于或等于
所述预设高度差阈值。

根据所述中间包车的升降结构的不同,有的中间包车需要2个升降组件,有的则需
要4个升降组件,进而,需要2个或4个升降电机控制,相应的需要设有2个或4个变频器,如图
2所示,即为2个升降组件的情况。设有2个或4个变频器控制中间包车的升降时,难免出现误
差,本申请中所述PLC控制器1内预设高度差阈值,所述PLC控制器1获取2个或4个所述升降
电机3控制的升/降高度,通过所述升降高度,计算升降高度差,如果实际计算出的升降高度
差超过所述预设高度差阈值,则重新调整差值大的所述升降电机控制的所述升/降高度,直
至2个或4个升降组件之间的升/降高度差小于或等于所述预设高度差阈值。

进一步,本申请中所述PLC控制器1连接于上位机7,所述方法还包括:所述PLC控制
器1获取中间包车升降信息,所述升降信息包括:升/降状态、实时升降距离以及升降速度;
所述PLC控制器1将所述升降信息传输至所述上位机7;所述上位机7的主画面实时显示所述
升降信息。

本申请中,当所述PLC控制器1监测到所述变频器2出现故障时,还可以通过上位机
7对变频器2状态进行预警,预警信号也是通过上位机7的主画面上会弹出报警的画面。另
外,由所述PLC控制器1控制的所述中间包车的升/降状态、目标升降距离以及升降速度,均
可通过上位机7的主画面进行设置。当所述中间包车的升/降状态、目标升降距离或者升降
速度需要修改时,则可以直接打开上位机7的参数修改面板,选择相应的数值进行修改。

若是由于特殊情况,中间包车停止后,最终的移动总距离与预设的目标升降距离
误差较大时,上位机7的主画面上也会弹出报警画面,提醒操作人员出现异常,操作人员再
根据实际情况做出相应的调整。这样可以及时的采取补救措施,实现了中间包车准确升降。

本发明实施例还提供了一种连铸机中间包车的升降控制装置,参见图2,为本发明
实施例提供的一种连铸机中间包车的升降控制装置的基本结构示意图。结合图2,该装置包
括:PLC控制器1、变频器2、升降电机3以及升降组件4。具体地,所述PLC控制器1通讯连接于
所述变频器2,所述变频器2与所述升降电机3电连接,所述升降电机3固定于中间包车底座
5,所述PLC控制器1用于控制所述升降组件4的升/降状态、升降距离以及升降速度;所述升
降组件4包括浮动轴41及减速机42,所述浮动轴41一端连接于所述升降电机3的输出端,另
一端连接所述减速机42,所述减速机42固定于所述中间包底座6。

进一步,该装置还包括:上位机7,所述上位机7与所述PLC控制器1连接。由所述PLC
控制器1控制的所述中间包车的升/降状态、目标升降距离以及升降速度,均可通过上位机7
的主画面进行设置。

为了便于变频器2和升降电机3的连接,本申请还包括:接线箱8,所述变频器2通过
所述接线箱8连接于所述升降电机3,变频器2和升降电机3通过接线箱8实现线路过渡连接、
线路跳接、跨接等。

另外,所述升降电机3通过第一固定支架9固定于所述中间包车底座5,所述减速机
42通过第二固定支架010固定于所述中间包底座6。第一固定支架9和第二固定支架010均可
分别焊接于中间包车底座5及中间包底座6。

综上,本申请中PLC控制器1与变频器2通讯连接,变频器2连接于升降电机3,升降
电机3通过升降组件4连接于中间包车,所述升降组件4包括减速机42。PLC控制器1下发指
令,通过变频器2控制升降电机3的工作,在升降电机3的带动下,中间包车开始升降。在此过
程中,PLC控制器1实时获取升降电机3转速、电机减速比及减速机直径,PLC控制器1根据上
述参数计算中间包车的瞬时移动速度,进一步,通过所述瞬时移动速度计算每一采集时间
段内的实时移动距离,将全部实时移动距离相加,进而得到中间包车移动总距离。本发明实
施例提供的连铸机中间包车的升降控制方法,PLC控制器1与变频器2通讯连接,远离现场高
温环境,且PLC控制器1实时计算得到的移动总距离即为中间包车的实时位置,所以,本申请
能够得到更精准的中间包车实时定位。另外,在理想状态下,中间包车的最终移动总距离与
中间包车要达到的预期距离相等,本申请实现了对中间包车更精准的升降位置控制,提高
了板坯生产质量,有效的减少了连铸机的停浇事故,提高了连铸系统正常运行的可靠性,加
快了连铸生产节奏,能够最大限度地满足连铸生产的需要。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明,不同实施例之间均具
有相同的部分,本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细
阐述。

需要说明的是,在本说明书中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来
将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或暗示这些实体或操作
之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在
涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些
要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下,有语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在
包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后,将容易想到本申请的其
他实施方案。本申请...

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图1
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