6ES7322-1BF01-0AA0接线图形

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.概述 

连铸是一个多变量、非线性、大滞后、具有较强耦合作用的复杂生产过程。在连铸过程中，铸坯的冷却凝固受控于与拉速有关的热传递变化，铸坯冷却过程由一冷控制和二冷控制两部分构成；一冷就是结晶器冷却，其中二冷分成多个冷却区，每个冷却区包括多个冷却回路。各回路的喷水控制，要根据拉坯速度、钢水过热度、钢种以及冷却水温度等工艺参数来决定各冷却回路的喷水量。本文着重本文介绍河北邢钢1#方坯连铸机冷却水控制系统的设计与实践。 

2.控制系统的硬件设计 

河北邢钢1#方坯连铸机是3机3流连铸机。冷却水控制系统配置3套SIEMENSS7-400 PLC系统，对没流的冷却水进行单控制。PLC系统，包括CPU模块、电源模块以及相应的输入、输出模块，CPU采用西门子S7-400系列CPU。每流的冷却水PLC系统包括主站、3个从站、现场总线和高速工业以太网。现场总线网络上共挂有3个从站，为：4.5米平台1#远程I/O从站、4.5米平台2#远程I/O从站，10米平台3#远程I/O从站；主站的高速工业以太网接入HMI人机界面系统的高速工业以太网，实现数据通讯。各从站控制柜安装在冷却水配水间附近，以节约电缆，实现自动化。 

3.软件配置及控制软件算法 

3.1系统软件配置 

计算机操作系统采用bbbbbbsXP中文操作系统。PLC控制系统开发软件采用西门子Step7V5.4编程软件。基础自动化的HMI监控系统开发采用西门子Wincc6.2开发版、运行版软件，Wincc6.2服务器及冗余选件。 

3.2冷却水控制软件典型算法 

提出程序模块化设计，将不同功能模块设计成小耦合度功能块FB，由相应的程序多次调用，使程序执行出错率降低，提高程序性；同时提高程序的可维修性，延长了程序生命周期。 

3.2.1插值算法 

在二冷水表处理方式上采用插值算法：定区间[a，b］上的实值函数f（x）在该区间上n＋1个互不相同点x0，x1……xn处的值是f[x0］，……f（xn），估算f（x）在[a，b］中某点的值。利用一功能块完成多张水表检索。 

3.2.2平滑PID算法 

PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法，按偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制的PID控制器控制参数相互立，参数的选定简单有效等优点；在连铸冷却水多种控制方式切换上采用PID设定值自动跟踪测量值的平滑过渡，从而系统达到无扰切换，控制平稳过渡。 

4.控制功能 

冷却水PLC系统的功能是完成连铸机每流过程参数的设定和调节、参数和设备状态的监视、报警显示等。每流冷却水系统包括：结晶器冷却水、二冷水、设备闭路冷却水、设备开路水和切割粒化水。 

4.1结晶器冷却水控制 

结晶器冷却水量主要是考虑防止漏钢和减少铸坯表面缺陷。水量过大，铸坯会产生裂纹；水量过小，冷却能力不够，会使坯壳太薄造成拉漏。结晶器内水流速保把铜壁的热量带走，避免热积累而使铜壁温度升高。如果铜壁温度过100℃，就会有水的沸腾，铜板表面覆盖水气泡，并有水垢沉积，恶化结晶器传热。 

从结晶器下部进水管进入的水，以高速流过结晶器周围，把热量带走，从上部水管流出。进出水温度差一般为4～8℃，每个结晶器有宽面回水流量调节阀和窄面回水流量调节阀。每个回路的流量调节由冷却PLC控制。结晶器冷却水包括出入结晶器的温度（温差）、压力、流量测量以及阀位检测。 

回路控制方式如下： 

1）结晶器冷却水控制方式分手动和自动两种方式，在HMI画面上选择。 

2）手动方式下，PLC根据HMI上的调节阀设定开度值直接控制。 

3）自动方式下，PLC根据控制系统的设定流量值进行调节回路控制。 

4）手动关闭。铸机在维护模式下，在HMI画面上操作，可手动打开或关闭进水切断阀和回水切断阀。 

5）小流量设定控制。不论手动或自动方式，调节阀的设都不能小设定值。 

4.2二冷水控制 

二冷水的控制对铸坯均匀冷却，提高铸坯表面质量，减少温降,实现热送起着至关重要的作用。二冷水调试质量将直接影响系统控制精度,进而影响铸坯的质量。 

1#方坯连铸机二冷水分为5区，每区有宽面和窄面两个流量调节阀，共10个二冷水流量调节阀。每个回路的流量调节由冷却PLC控制。二冷水包括二冷水温度、压力、流量测量、二冷气压力测量以及阀位检测。二冷水控制方式包括L2、L1、操作员等自动方式。 

二冷回路控制方式为： 

1）二冷水控制方式分手动和自动两种方式，在HMI画面上选择。 

2）手动开度控制。在HMI画面上，选中HMI画面方式后，在HMI画面上可设定调节阀开度，PLC按设定值直接控制调节阀的开度，实现开环控制。 

3）自动控制。在HMI画面上，选中自动方式后，完成流量闭环调节控制功能。闭环回路通过调节调节阀的开度，使实际流量值与流量设定值保持一致。自动控制有三种模式：2级二冷动态模型（L2），1级水表（L1）和操作员设定（OP）。 

- 在L2模式下，各区调节阀的流量设定值由2级计算机提供。 

- 在L1模式下，各区调节阀的流量设定值由1级PLC根据1级水表和实际拉速计算得出，在HMI画面上可设定10个水表。 

- 在OP模式下，各区调节阀的流量设定值由操作员在HMI画面上手动输入。 

4.3气雾冷却的空气调节控制 

二冷气水混合冷却具有水流密度大、水滴雾化程度好、冷却面积大、铸坯表面温度波动范围小、冷却水用量少等优势，所以气雾混合水压动能控制十分必要。 

气雾冷却空气作用于二冷系统的2-5区，每区有宽面和窄面两个压力调节阀，共8个气雾冷却空气压力调节阀。各空气回路，配置空气压力检测。二冷空气控制方式包括L1级气表、操作员和手动方式。 

二冷空气控制方式如下： 

1）二冷气控制方式分手动和自动两种方式，在HMI画面上选择。 

2）手动开度控制。在HMI画面上，选中HMI画面方式后，在HMI画面上可设定调节阀开度，PLC按设定值直接控制调节阀的开度，实现开环控制。 

3）自动压力控制。在HMI画面上，选中自动方式后，实现压力闭环调节控制功能。闭环控制回路通过调节调节阀的开度，使实际压力与压力设定值保持一致。自动压力控制有两种模式：1级PLC（L1）设定和操作员设定（OP）。 

- 在L1设定模式下，压力设定值根据气表和相应冷却水实际水量计算得出。 

- 在OP模式下，压力设定值由操作人员在HMI画面输入。 

4.4设备闭路冷却水控制 

设备闭路水冷却设备包括:扇形段的辊道和框架冷却，拉矫单元的辊道和框架冷却，切割机冷却水。各回路冷却水回水流量由流量开关的监测，并由手阀进行调节。对各回路冷却水回水水温检测进行监测，并在HMI上显示流量低报警和温度高报警。 

4.5设备开路冷却水控制 

设备开路冷却水即设备外部冷却水，出坯区辊道外部冷却水的流量采用手阀调节。其水量采用流量开关进行流量监测。 

5.结束语 

邢钢1#方坯连铸机冷却水控制系统于2011年5月投入生产,至今系统运行良好,自动投运率达**。铸坯的各项性能指标达到生产标准,满足用户要求

：高质量的焊缝要求和焊接电源本身的性与稳定性，对于每一个焊接电源使用者来说是基本的要求。实际没有多少厂家可以真正意义上做到两者兼容。德国CLOOS公司推出的全数字化脉冲MIG/MAG焊接设备，成功的解决了用户两头难以兼顾的问题，提高了生产企业焊接电源的使用效率。
关键词：MIG/MAG 数字化 焊接电源 性 控制
前言：弧焊技术作为现代焊接技术的重要组成部分，它的应用范围几乎覆盖了焊接生产的所有领域。MIG/MAG焊接技术同样是弧焊技术的重要组成部分。随着工业的飞速发展，市场竞争愈来愈激烈。各生产厂家为了提高市场竞争力，加迫切需要可以焊接出高质量焊缝又能够经久的焊接电源，可以适用多种不同材质和不同厚度的金属，易于使用者操作。并且能适用焊接，实现人机对话，对整个焊接过程进行检测，判断，控制等。CLOOS公司MIG/MAG焊接电源对以上的问题有自己特的见解，很好的解决了这些问题，并且在一定的程度上有了大的突破。
1 焊接数字化控制技术
数字化焊接是用计算机技术控制焊接设备运行时的状态，使其满足和达到焊接工艺所提出来的要求，以得到高质量的焊缝。
德国CLOOS焊机是世界上早采用数字化控制的多功能MIG/MAG焊机，在焊接电源的历史上始终处于地位。现在CLOOS焊机在同类产品中拥有较大的用户群，用户对其功能多样性、丰富实用的程序、长期性、经久性给予了很高评价。
CLOOS MC4 、 MC3 、 QUI系列多功能焊机都是一种智能化的焊机。只要使用者设定被焊材料的相关参数，焊机的“大脑”会自动调节焊机输出无飞溅的合适的焊接规范。QUI焊机里可以多储存20000条焊接程序，和100多条化焊接曲线供操作者调用。而其他的焊机都可以储存100条焊接程序，和100多条化焊接曲线供操作者调用。
焊接参数化曲线
CLOOS MC4 MC3 QUI系列多功能焊机微处理器控制的数字化焊接电源可以实现MIG/MAG，TIG和手工电弧焊，MIG钎焊的工艺。当多人使时个人访问钥匙能够使操作者进行个人操作和信息管理。可以移动的控制面板，既可以固定使用也可以取下遥控使用，相当的人性化。
焊机操作面板
2 的工作——完善的焊接特性
低飞溅起弧——SPAZ功能是CLOOS公司保证稳定的低（SPAZ）飞溅起弧的技术，限制起弧电流可以提高导电咀的寿命，减少飞溅危害，提高送丝稳定性。
焊丝削尖——在焊接结束时具有稳定的回烧，保证再起弧时稳定和低飞溅。
双脉冲——焊机中内置的CLOOS双脉冲系统可以增加熔深和改善成型。双脉冲不仅仅用于焊铝，还用于焊接其它材料如结构钢，CrNi钢。
U/I和I/I调制：
U/I脉冲调制：可保证在中大规范时稳定和良好的熔透，和材料无关。
I/I脉冲调制：是小规范下的工艺控制方法，如焊薄板焊接参数：起弧，主规范，收弧规范，脉冲规范可分别调定
推拉丝：在手焊时可加长电缆，扩大工作半径 （选配）
气体流量传感器：监控和显示气体流量 （选配）

 设计并研制了一个微细电火花加工系统。该系统主要由横轴布局V 型陶瓷结构旋转主轴系统、带有压电陶瓷的宏、微伺服进给系统、制作微细工具的反拷系统和读数显微镜及电气控制等部分组成,应用该系统已成功地加工出了直径仅为<4. 5μm 的微细轴和直径仅为<8μm 的微小孔。
关键词: 微细加工;电火花加工;压电陶瓷;微细轴;微小孔
1 　微细电火花加工的特点
微细电火花加工的原理与普通电火花加工并无本质区别。其加工的表面质量主要取决于电蚀凹坑的大小和深度,即单个放电脉冲的能量;而其加工精度则与放电间隙、工艺系统稳定性、电损耗等因素密切相关。
微细电火花加工也是利用脉冲电源,将高频放电能量输向放电间隙,靠产生的高温热效应等综合效应实现对材料的去除,从而达到对工件加工的目的。但由于被加工的孔径细微,一般在<5～100μm之间,因此要达到加工的尺寸精度和表面质量要求,还有一些特殊的要求。微细电火花加工具有以下一些特点:
(1) 放电面积很小
微细电火花加工的电一般在<5～100μm 之间,对于一个<5 μm 的电来说,放电面积不到20μm2 ,在这样小的面积上放电,放电点的分布范围十分有限,易造成放电位置和时间上的集中,增大了放电过程的不稳定,使微细电火花加工变得困难。
(2) 单个脉冲放电能量很小
为适应放电面积小的电火花放电状况要求,保证加工的尺寸精度和表面质量,每个脉冲的去除量应控制在0. 10～0. 01μm 的范围内,因此将每个放电脉冲的能量控制在10 - 6～10 - 7 J 之间,甚至小。
(3) 放电间隙很小
由于电火花加工是非接触加工,工具与工件之间有一定的加工间隙。该放电间隙的大小随加工条件的变化而变化,数值从数微米到数百微米不等。放电间隙的控制与变化规律直接影响加工质量、加工稳定性和加工效率。特别是微细电火花加工中,微孔的加工占大部分,放电间隙的大小与稳定程度是微孔加工得以成功的关键。
(4) 工具电制备困难
要加工出尺寸很小的微小孔和微细型腔,先获得比其小的微细工具电。在以往的微细电火花加工中,微细工具电一般采用专门加工后,二次安装到机床主轴头上的方法,此时明显存在着微细电的安装误差及变形误差等,难以保证工具电与工作台面的垂直度以及电与回转主轴的同轴度等。线电电火花磨削(WEDG) 出现以前,微细电的制造与安装一直是制约微细电火花加工技术发展的瓶颈问题。由于微细电安装过程中存在的问题,采用离线方式进行电的检测显然是不可取的。从目前的应用情况来看,采用WEDG技术能很好地解决微细工具电的制备问题。为了获得细的工具电,要求具有的WEDG系统,同时还要求电火花加工系统的主轴回转精度达到高的水准,一般应控制在1μm 以内。
(5) 排屑困难,不易获得稳定火花放电状态
由于微孔加工时放电面积、放电间隙很小,易造成短路,因此欲获得稳定的火花放电状态,其进给伺服控制系统有足够的灵敏度,在非正常放电时能快速地回退,间隙的异常状态,提高脉冲利用率,保护电不受损坏。
2 　微细电火花加工系统的总体方案设计
根据以上微细电火花加工的特点分析,在参阅大量国内外有关微细电火花加工及相关的技术研究成果基础上,设计并研制了一台微细电火花加工系统原理样机。该系统分为机械和电气两大部分,机械部分主要由4 个部分组成:横轴布局旋转主轴、步进电机及压电陶瓷伺服进给装置、制作微细电的反拷系统和读数显微镜,其构成框图如图1 所示。