矩型坯塞棒控制机构故障最佳排除法一、概述：矩型坯是目前自动化程度最高的高效连铸机[它从结晶器液位控制、拉矫机控制、脱引锭、自动定尺切割以及出坯、钢坯打号均脱离人为参与，全部实行自动控制年产量达到60万吨能够实现全程自动控制以及连续铸坯，最关键的环节在于结晶器液位自动控制可想而知，如果结晶器液位控制不稳定，即使生产出钢坯也将严重影响到钢坯质量，如果液位波动范围大将影响到正常浇铸，直至断流二、工作原理：塞棒控制机构是结晶器液位控制过程中最重要部分之一，塞棒控制机构包括两部分设备，一是塞棒控制部分、另一部分是塞棒位置检测部分（塞棒位置传感器）（见图一）塞棒控制机构是由直流电机、离合器、丝杠、连杆、塞棒等几部份组成，塞棒位于中间包水口之上，直接控制流入结晶器中钢水的多少，它的上升与下降直接控制流入结晶器中钢水的多少离合器是塞棒动作的必备条件，在塞棒动作过程中离合器必须得电直流电机是直接接受塞棒控制柜的电信号进行动作，并通过丝杠、连杆来直接控制塞棒上升、下降动作塞棒位置传感器是对塞棒的位置进行检测同时输出脉冲信号，PLC根据脉冲信号计算出塞棒的实际位置在正常浇铸过程中结晶器中液位应控制在70％并以300分钟为周期进行5％的抖动，这就是液位设定值。
这个液位设定值是在浇铸过程中实际液位所应达到的目标值，结晶器液位实际值是由液位探测器检测的，目标液位与实际液位存在的差异就由塞棒进行调节，最终达到理想中的一致图一图1：塞棒控制机构三、自动控制原理及故障现象： 结晶器液位控制的准确程度是自动化控制的关键，这一问题在实际生产过程中得到了充分的验证PLC控制液位的表现形式只有一种，也就是输出两组控制信号（塞棒速度、塞棒扭矩）通过塞棒控制柜进行整定输出直流信号控制塞棒机构中的电机在PLC内部控制液位的调节采用双闭环PID调节，一个是塞棒目标位置与塞棒实际位置偏差的调节，另一个时结晶器实际液位与目标液位的偏差的调节（见图二）这两组PID调节是保证结晶器液位时刻接近目标位置必备的条件，它们相互作用缺一不可下面对这两组PID调节进行说明和分析图二1、 塞棒位置闭环调节系统：塞棒位置调节用来调节塞棒目标位置与塞棒实际位置的偏差，使其最大限度地缩小塞棒实际位置是塞棒机构中位置传感器实时检测到的现场塞棒位置的实际情况，塞棒目标位置是PLC根据结晶器中实际液位与目标液位的差值进行计算为减小差值得出的值作为塞棒位置设定值在PLC程序中，塞棒在不同阶段有不同的状态字进行体现（见表一）状态字含义说明1塞棒自动塞棒动作只受PLC发出信号控制2塞棒处于自动控制阶段塞棒位置调节处于自动方式，只受目标位置控制，不受结晶器液位影响4塞棒处于PID调节控制阶段塞棒位置的调节根据结晶器实际液位与目标液位的偏差情况进行调节81＃中包车抱闸1＃中包车抱闸吸合，如果用1＃中包车进行浇铸，那么1＃中包车抱闸必须有162＃中包车抱闸2＃中包车抱闸吸合，如果用2＃中包车进行浇铸，那么2＃中包车抱闸必须有32中包车校空当某一个中包车到达浇铸位后，一旦塞棒打至自动状态，PLC将发出信号对结晶器液位探测器检测到的液位（4％以下）置0表一:：塞棒在不同阶段有不同的状态字在发生故障时，操作人员可以针对不同的状态字分析出故障出现时刻塞棒处于的状态来分析故障原因。
在浇铸刚刚开始阶段启动条件全部满足后将开始自动循环，塞棒处于自动控制阶段，塞棒将按照设定好的位置进行调节动作使钢水注入结晶器中，当结晶器液位到达15％时塞棒将自动转入PID调节控制阶段根据结晶器液位目标值进行调节，当液位到达30％时拉矫机、振动启动开始正常的浇铸过程见图三）开始自动循环目标液位为设定值结束浇铸启动拉矫机及振动液位＜90％且＞30％PID调节控制液位＞30％液位＞15％塞棒根据设定5个位置进行动作并保持最后位置开始条件：同意浇铸完成液位探测器准备好塞棒驱动器准备好开始自动循环 N Y N N Y Y图三2、 结晶器液位偏差闭环调节：结晶器液位在实际浇铸过程中是以70％为基准，以300分钟为循环以5％的幅度进行抖动。
其目的在于不断的改变结晶器目标位置，使结晶器液位上下波动有利于长时间浇铸当结晶器液位目标位置发生改变后与液位就会产生偏差，PLC根据偏差的大小进行PID运算，计算出塞棒目标位置使实际液位接近设定值由此可见塞棒目标位置与塞棒实际位置偏差的调节与结晶器实际液位与目标液位的偏差的调节，在实际生产过程中相互结合，哪一个出现问题都会影响到正常的生产四、常见故障及分析：生产中的故障随时都有可能发生，但是一下判断出故障原因很难，通过历史趋势分析故障原因是我们判断故障的最基本手段下面针对在生产中出现的故障通过历史趋势图进行举例分析：例1：塞棒目标、实际位置塞棒诊断字结晶器水温差拉矫机速度结晶器液位说明：此故障为液位探测器故障，在浇钢过程中，结晶器液位趋势图中显示较为正常但是现场操作人员反映结晶器中无液位通过结晶器水温差趋势反映，温差逐渐减小，说明结晶器中实际液位已经几乎没有，所以液位反映出的液位为假信号，与实际情况不相符所以判断液位探测器故障例2：塞棒诊断字结晶器振幅塞棒目标、实际位置拉矫机速度结晶器液位说明：此故障为结晶器振动故障，在正常开浇时刻，结晶器振动始终未达到目标振幅，查阅相关报警有液压缸跟随故障，所以判断由于振动原因造成停浇。
例3：结晶器水温差塞棒诊断字塞棒目标、实际位置拉矫机速度结晶器液位说明：此故障为棒头掉造成断流故障，在正常浇钢过程中塞棒目标位置与实际位置调节正常，在停浇瞬间结晶器液位突然上升，导致最后断流通过分析为塞棒顶端在浇钢过程中突然脱落，造成液位突然上升而断流，所以判断为棒头掉例4：塞棒诊断字塞棒实际位置塞棒目标位置拉矫机速度结晶器液位说明：此故障为塞棒机构故障，在浇钢初期塞棒目标位置与实际位置调节正常，经过一段时间后塞棒目标位置由于液位下降而上升，但是塞棒实际位置不变查阅相关报警，出现塞棒位置故障，所以判断由于塞棒机构内部出现问题造成塞棒实际位置不变，液位下降而断流五、结束语： 这一套控制思路和故障排除方法是在实际工作过程中体会，并通过程序验证总结出来的在维护计控设备过程中起到了积极的作用，同时大大减少了判断设备故障的时间，提高了工作效率。