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摘 要：本文结合新疆八一钢铁1#板坯连铸机在实际应用中的问题进行分析分析，针对伺服电动机的在线闭环控制、自控系统网络控制优化、在线标定等进行了深层次的分析。以对PLC程序控制的完善为主，从逻辑联锁、电气保护、机械保护、过程状态监控、设备管理等方面，论述了在线调宽实际应用中的问题。
关键词：热调宽 标定 伺服电动机 闭环控制 集中控制器TDC
1前言
连铸机的特性“最大程度的实现连续生产”，而在线调宽的作用就在于提高板坯连铸机作业率，减少开停机次数，降低各类综合消耗，从而达到降本增效的目的。同时在线调宽能实现板材产品的小合同期货，丰富八钢产品销售种类，最大限度的满足用户需求。
在此形式下，充分的显示出了在线调宽的意义，而如何实现高效的在线调宽，就成为了问题的关键。
2工艺及硬件简述
结晶器是由内、外弧两个宽边及左右侧两个窄边四块铜板装配组成。宽边铜板用螺栓固定在结晶器框架上，外弧侧铜板用螺杆调整外弧侧框架到外弧的准确位置后固定不动，内弧侧铜板用4 个液压缸和碟形弹簧组成夹紧和松开装置，对铜板进行松紧调节。宽度、锥度调整时由液压缸顶开夹紧装置，旋转调宽装置蜗轮副，推动由丝杆和套筒组成的伸缩装置，带动窄边铜板前后移动，实现宽度、锥度调节。这种机械式的结晶器调宽调锥机构，采用了导向杆与丝杆通过T 形螺纹旋转产生相对位移来实现，螺套整根加工完成后分割成两个零件，然后通过调整垫、定位键消除螺套、丝杆上的间隙。
2.1 在线调宽结晶器的结构图
图1在线调宽结晶器的结构图
2.2 板坯在线调宽实施步骤
2.2.1先测量结晶器上口尺寸是否符合断面尺寸设计值（以单边铜板到宽边铜板中心线的尺寸值，两边分别测量）。
2.2.2将锥度仪平靠到窄边铜板上，锥度仪的三个点必须靠在铜板面上（锥度仪的三个支点每次测锥前必须进行清洁，铜板面也必须清洁，用水或空气进行清扫，锥度仪靠到铜板上后，用手压住连接三个测量点的测量杆，保证测量点紧靠铜板面）。
2.2.3将锥度仪的旋钮松到百分表不再动作为止。
2.2.4将东西侧的水平尺调整到水平（水泡在中间），数显同样操作，以调整到水平后的数值为准。
2.2.5将旋钮逐渐顶紧到所需的锥度（看百分表的旋转圈数，一圈为1mm，每个刻度为0.1mm，过几个刻度就是零点几毫米）。
2.2.6调节结晶器调宽上下的联轴器（正转为窄边铜板向中心运动，反转为向两端运动）。使南北侧的水平尺水泡达到中心位置（注意上下同时动作，保证上口的开口度的同时，得到所需的锥度）。
2.2.7将锥度仪旋钮松开后，再将南北侧水泡顶到中心位置，读数，看是否为所需锥度。未达到所需锥度值再次进行调整，直至调锥结束。
2.2.8一侧完成后对另一侧进行调整。停机调锥时，应先对停机锥度进行测量后再调整锥度。调锥结束进行反拉法消除空行程。操作方法为上端联轴器反向旋转，下端联轴器正向旋转到水平尺水泡微微移动，但在锥度要求范围内。然后将上下联轴器固定。调整完毕后用水或空气清扫窄边缝隙，保证无渣子及杂物后再夹紧夹紧缸。为保证测量的准确性，每次测量锥度必须三次以上，分三个不同的点进行测量。
2.3 在线调宽自动化控制系统简述
2.3.1 在线调宽的自动化网络，1#板坯连铸机选用的是美国Rockwell公司的PLC，而CISDI公司开发的热调宽技术选用的是德国西门子公司的设备及软件。
3、2012年投产后逐步暴露出的问题
3.1因为行程速度设定、夹紧压力、位移量、转矩等关键参数的调整不当造成；
3.2驱动系统中原装进口的西门子伺服电机及电缆多次意外烧损；
3.3传动机构中的万向联轴器因现场蒸汽大而腐蚀，造成腐蚀、卡滞等问题；
3.4在每次停机时在线调宽的标定不规范，操作人员对结晶器入口开度、出口开度、锥度的测量缺乏标准，每次测量时数据偏差较大。
4、针對问题的研究及逐步解决
4.1自动化网络的调整
4.1.1采用西门子工业网络及以太网将调宽HMI、现场操作站、集中控制器TDC、伺服驱动器等设备进行了连接组态。
4.1.2将两套控制系统通过OPC协议，只在原铸流PLC中增在第三方模块实现原系统与在线调宽系统之间的通讯牵手。
4.1.3将在线调宽的相关报警、关键参数、数据监控等，利用原液压振动PLC及监控机上进行了存储，优化了设备资源
4.2 根据伺服电动机在运行中的电流、转矩、编码器反馈等关键参数的历史趋势的分析，逐步摸索出在线调宽过程的各种参数设定范围及保护、报警值：
4.3 针对运行过程中发生伺服电机电缆、编码器电缆烧损的问题，将8根电缆均改为了耐高温阻燃电缆，并在现场做了多种防护，另针对蒸汽大腐蚀传动设备的问题，将结晶器四周用钢板做了密闭遮挡。
4.4制定了结晶器在线调宽的在线标定及操作规程。
5.在线调宽实施后的效果
2013年下半年二炼钢1#板坯连铸机的在线调宽初步达到了预期效果，对生产实绩的热调宽实施后的开停机次数做了对比。
6.进一步的思考
通过不断实践，又发现了一些新的问题，主要有以下几点：
6.1调宽过程中一旦发生事故，由于现场触摸屏报警条过小且无声光报警，现场操作人员并没做出及时的反应。
6.2在线调宽的电机与结晶器链接的万向联轴器易脱落，此种型号万向联轴器不适合现场使用，易引发恶性事故，需重新进行选型更换。
6.3在线调宽过程中一旦出现从宽到窄的逆向操作时，结晶器内的传动机构易产生传动间隙，目前缺乏好的间隙检测及处理方法。
以上问题提出后，八钢公司也给与了大力支持，CISDI人员在4月底已到现场进行了深入了解确认，目前正在逐步解决中。
参考文献：
（1）宝钢2号连铸机改造项目资料（结晶器部分）
（2）结晶器调宽控制系统在连铸机中的应用，科技信息，2008.01
（3）板坯连铸机结晶器的在线调宽，一重技术，2007.4
（4）交流伺服控制系统在连铸结晶器调宽中的应用，伺服控制，2007.2
（5）在线调宽装置在板坯连铸机结晶器上的应用，冶金设备，2006.1
关键词：热调宽 标定 伺服电动机 闭环控制 集中控制器TDC
1前言
连铸机的特性“最大程度的实现连续生产”，而在线调宽的作用就在于提高板坯连铸机作业率，减少开停机次数，降低各类综合消耗，从而达到降本增效的目的。同时在线调宽能实现板材产品的小合同期货，丰富八钢产品销售种类，最大限度的满足用户需求。
在此形式下，充分的显示出了在线调宽的意义，而如何实现高效的在线调宽，就成为了问题的关键。
2工艺及硬件简述
结晶器是由内、外弧两个宽边及左右侧两个窄边四块铜板装配组成。宽边铜板用螺栓固定在结晶器框架上，外弧侧铜板用螺杆调整外弧侧框架到外弧的准确位置后固定不动，内弧侧铜板用4 个液压缸和碟形弹簧组成夹紧和松开装置，对铜板进行松紧调节。宽度、锥度调整时由液压缸顶开夹紧装置，旋转调宽装置蜗轮副，推动由丝杆和套筒组成的伸缩装置，带动窄边铜板前后移动，实现宽度、锥度调节。这种机械式的结晶器调宽调锥机构，采用了导向杆与丝杆通过T 形螺纹旋转产生相对位移来实现，螺套整根加工完成后分割成两个零件，然后通过调整垫、定位键消除螺套、丝杆上的间隙。
2.1 在线调宽结晶器的结构图
图1在线调宽结晶器的结构图
2.2 板坯在线调宽实施步骤
2.2.1先测量结晶器上口尺寸是否符合断面尺寸设计值（以单边铜板到宽边铜板中心线的尺寸值，两边分别测量）。
2.2.2将锥度仪平靠到窄边铜板上，锥度仪的三个点必须靠在铜板面上（锥度仪的三个支点每次测锥前必须进行清洁，铜板面也必须清洁，用水或空气进行清扫，锥度仪靠到铜板上后，用手压住连接三个测量点的测量杆，保证测量点紧靠铜板面）。
2.2.3将锥度仪的旋钮松到百分表不再动作为止。
2.2.4将东西侧的水平尺调整到水平（水泡在中间），数显同样操作，以调整到水平后的数值为准。
2.2.5将旋钮逐渐顶紧到所需的锥度（看百分表的旋转圈数，一圈为1mm，每个刻度为0.1mm，过几个刻度就是零点几毫米）。
2.2.6调节结晶器调宽上下的联轴器（正转为窄边铜板向中心运动，反转为向两端运动）。使南北侧的水平尺水泡达到中心位置（注意上下同时动作，保证上口的开口度的同时，得到所需的锥度）。
2.2.7将锥度仪旋钮松开后，再将南北侧水泡顶到中心位置，读数，看是否为所需锥度。未达到所需锥度值再次进行调整，直至调锥结束。
2.2.8一侧完成后对另一侧进行调整。停机调锥时，应先对停机锥度进行测量后再调整锥度。调锥结束进行反拉法消除空行程。操作方法为上端联轴器反向旋转，下端联轴器正向旋转到水平尺水泡微微移动，但在锥度要求范围内。然后将上下联轴器固定。调整完毕后用水或空气清扫窄边缝隙，保证无渣子及杂物后再夹紧夹紧缸。为保证测量的准确性，每次测量锥度必须三次以上，分三个不同的点进行测量。
2.3 在线调宽自动化控制系统简述
2.3.1 在线调宽的自动化网络，1#板坯连铸机选用的是美国Rockwell公司的PLC，而CISDI公司开发的热调宽技术选用的是德国西门子公司的设备及软件。
3、2012年投产后逐步暴露出的问题
3.1因为行程速度设定、夹紧压力、位移量、转矩等关键参数的调整不当造成；
3.2驱动系统中原装进口的西门子伺服电机及电缆多次意外烧损；
3.3传动机构中的万向联轴器因现场蒸汽大而腐蚀，造成腐蚀、卡滞等问题；
3.4在每次停机时在线调宽的标定不规范，操作人员对结晶器入口开度、出口开度、锥度的测量缺乏标准，每次测量时数据偏差较大。
4、针對问题的研究及逐步解决
4.1自动化网络的调整
4.1.1采用西门子工业网络及以太网将调宽HMI、现场操作站、集中控制器TDC、伺服驱动器等设备进行了连接组态。
4.1.2将两套控制系统通过OPC协议，只在原铸流PLC中增在第三方模块实现原系统与在线调宽系统之间的通讯牵手。
4.1.3将在线调宽的相关报警、关键参数、数据监控等，利用原液压振动PLC及监控机上进行了存储，优化了设备资源
4.2 根据伺服电动机在运行中的电流、转矩、编码器反馈等关键参数的历史趋势的分析，逐步摸索出在线调宽过程的各种参数设定范围及保护、报警值：
4.3 针对运行过程中发生伺服电机电缆、编码器电缆烧损的问题，将8根电缆均改为了耐高温阻燃电缆，并在现场做了多种防护，另针对蒸汽大腐蚀传动设备的问题，将结晶器四周用钢板做了密闭遮挡。
4.4制定了结晶器在线调宽的在线标定及操作规程。
5.在线调宽实施后的效果
2013年下半年二炼钢1#板坯连铸机的在线调宽初步达到了预期效果，对生产实绩的热调宽实施后的开停机次数做了对比。
6.进一步的思考
通过不断实践，又发现了一些新的问题，主要有以下几点：
6.1调宽过程中一旦发生事故，由于现场触摸屏报警条过小且无声光报警，现场操作人员并没做出及时的反应。
6.2在线调宽的电机与结晶器链接的万向联轴器易脱落，此种型号万向联轴器不适合现场使用，易引发恶性事故，需重新进行选型更换。
6.3在线调宽过程中一旦出现从宽到窄的逆向操作时，结晶器内的传动机构易产生传动间隙，目前缺乏好的间隙检测及处理方法。
以上问题提出后，八钢公司也给与了大力支持，CISDI人员在4月底已到现场进行了深入了解确认，目前正在逐步解决中。
参考文献：
（1）宝钢2号连铸机改造项目资料（结晶器部分）
（2）结晶器调宽控制系统在连铸机中的应用，科技信息，2008.01
（3）板坯连铸机结晶器的在线调宽，一重技术，2007.4
（4）交流伺服控制系统在连铸结晶器调宽中的应用，伺服控制，2007.2
（5）在线调宽装置在板坯连铸机结晶器上的应用，冶金设备，2006.1