為適應現代銅加工行業(yè)的激烈競爭，銅產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量非常重要，而引進(jìn)大錠半連鑄生產(chǎn)線(xiàn)，并配合步進(jìn)爐、熱軋機生產(chǎn)，就體現了生產(chǎn)效率和產(chǎn)量的提高。而產(chǎn)品性能除通過(guò)半連鑄的熔化工藝上控制外，還在引錠系統的控制先進(jìn)性和適用性上得到體現。我公司通過(guò)消化國內外先進(jìn)的大錠半連鑄設備控制思想，并多方與各專(zhuān)家討論，自行設計與制作了黃銅錠、紫銅錠半連鑄生產(chǎn)線(xiàn)，引錠采用的是下引法。
　　
　　1.引錠系統的主要外部設備及其工作原理：

　　此引錠系統包括鑄錠頭、結晶器、引錠平臺、引錠油缸、鑄錠小車(chē)、振動(dòng)器等，其中：

　?。?）鑄錠頭和結晶器安裝在鑄錠小車(chē)上，分別接受從保溫爐里倒出的銅水并通過(guò)強制水冷使其冷卻結晶，結晶器的窗口大小就是銅錠的斷面形狀；

　?。?）平臺在鑄錠小車(chē)下方，由引錠油缸牽引其向下移動(dòng)，使結晶后的銅錠隨著(zhù)引錠平臺（靠銅自身重力作用）下引，而油缸是由比例伺服閥通過(guò)PID調節控制其下引速度的，平臺上聯(lián)結有一鏈條，鏈條的另一端固定一重物，被拉緊的鏈條中間聯(lián)結一個(gè)鏈輪，在這個(gè)鏈輪軸上裝有一個(gè)絕對位置旋轉編碼器，平臺的上下移動(dòng)就轉化成鏈輪的轉動(dòng)，也就是轉化成了編碼器的脈沖數了，它就可轉化為引錠的長(cháng)度；

　?。?）振動(dòng)器安裝在鑄錠小車(chē)上，是使銅在結晶前性能均勻化之用，它由一臺直流電機帶動(dòng)凸輪機構產(chǎn)生振動(dòng)，調整此電機的速度即是調整其振動(dòng)頻率。

圖1

　　2． 控制系統的硬件構成：

　　我們采用西門(mén)子S7-200PLC及其擴展I/O,AS-I接口模塊，模擬量模塊，配以TD200文本顯示器等進(jìn)行控制。

圖2

　　絕對位置旋轉編碼器，用P+F公司的AS-I形式的編碼器，通過(guò)AS-I接口模塊獲取計數數據；模擬量模塊EM235為4入/1出，其中一塊輸出接伺服閥放大器去控制伺服閥，另一塊輸出接直流驅動(dòng)器（歐陸590）速度給定信號，從而控制振動(dòng)器的振動(dòng)頻率。
　　
　　3． 系統控制思想：

　?。?） TD200中文顯示及操作界面，可進(jìn)行工藝參數的設定：引錠速度（mm/min）、鑄錠長(cháng)度（mm）、振動(dòng)頻率（HZ），顯示當前工作數據：實(shí)際引錠速度、平臺位置、鑄錠當前長(cháng)度、重量，顯示當前工作狀態(tài)，全中文報警顯示等。

　?。?） 通過(guò)AS-I接口模塊取得絕對位置旋轉編碼器的數據，后轉換為實(shí)際平臺位置和鑄錠長(cháng)度，對其進(jìn)行定時(shí)中斷處理可算出實(shí)際的引錠速度，根據設定的引錠速度進(jìn)行PID調節，計算出從模擬量輸出到比例閥上的信號，從而對引錠過(guò)程形成了一個(gè)速度閉環(huán)控制。

　?。?） 平臺位置或鑄錠長(cháng)度的計算方法是：在平臺處于最高位置時(shí)，把編碼器計數值作為參考值，油缸帶動(dòng)平臺上下移動(dòng)，也帶動(dòng)鏈輪上的旋轉編碼器旋轉，此計數值相對參考值就得到了鑄錠的長(cháng)度值。
　　
　　4． 系統的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）為適應操作方便，在操作面板上安裝了手動(dòng)/自動(dòng)、快速/慢速轉換開(kāi)關(guān)，可視實(shí)際情況進(jìn)行相應的操作，使操作具有靈活性；

　?。?）用鏈條帶動(dòng)鏈輪，使直線(xiàn)行程轉換為旋轉的脈沖計數，而不必安裝長(cháng)行程的線(xiàn)性位移傳感器，實(shí)現了其可行性又節約了成本；

　?。?）用TD200中文顯示界面，使操作變得透明、友好，全中文報警自動(dòng)前臺顯示，使故障點(diǎn)清晰可見(jiàn)、易于快速排除。

　　主要參考文獻：

　　1． 西門(mén)子S7-200系統手冊

　　2． 西門(mén)子TD200中文顯示器說(shuō)明書(shū)