板坯连铸机一次火焰切割机自动控制系统的技术改造商桂梅（济南钢铁集团总公司**炼钢厂，山东济南250101）新型的切割设备。在PLC系统控制下，采用切割车切割与非接触式图像定尺技术相结合，实现了板坯连铸机定尺切割的全自动，应用效果良好，具有推广价值。
概述济钢**炼钢厂现有25t转炉3座，600t混铁炉3座，连铸机5台，其中板坯连铸机4台，方坯连铸机1台。
板坯连铸机（R65/12―1200）由武汉钢铁设计院设计，衡阳有色冶金机械厂制造，于1990年2月投产，设计年生产能力25万t.自1997年**炼钢厂实现全连铸以来，要求炉机匹配，在提高冶炼节奏的同时，对铸机的要求越来越严格，铸机在提高拉速的同时，要求相应的配套设施切割的自动化程度以及切割的质量都需进一步提高，与板坯连铸机配套的火焰自动切割设备和技术成为生产线中重要的环节，所以实现3板坯连铸机一切割全自动意义重大。
现状及存在的问题板坯现用的一切割系统是1992年国产。1995年投用的设备，由于时间跨度较长，加上原设计上的原因以及当时技术程师，工学学士，主要从事自动化方面的研究。
水平的局限性，存在的问题较多。例如大车车体变形严重，无法实现双枪对割；切割大小车控制系统采用直流调速，调速不准确，出故障难处理，程序复杂难以查询，电机难维护；无定尺自动测量装置，靠人工目测，误差较大等问题。总之，现用的切割装置系统，己无法适应生产的需要，只是靠重复更换元器件以及经常性的检查维护，不仅备件费用高维护劳动量大，切割操作的工作量也大，切割速度慢，切割质量难以保证，所以开发一套工作可靠、技术先进的切割机以及自动定尺系统，是解决以上问题的关键。
3改造方案的制定3板坯一次火焰切割机的改造是在消化移植我厂4板坯切割技术的基础上与3板坯现场实际相结合上制定的，4板坯是1995年引进德国GeGa公司的切割车，投用几年来效果一直很好，不仅能适应现场较高的环境温度，故障少，而且对切割的各项技术经济指标都达到了较高的要求。所以在借鉴4板坯先进的技术的基础上，再进行研制和开发，对3板一切割车进行改造。控制系统主要包括以下几个部分：切割车大小车传动系统采用交流变频调速控制，它具有调速均匀，快慢速设置简单，系统运行可靠，故障少等优点。
利用984PLC编程实现双枪自动切割，984系统PLC不仅功能齐全，各种运算能力较强，产品性能可靠，兼容性好，而且可以节约投资费用，利用原来拉矫、振动PLC主机，只须增加一个从机架即可。
定尺设置与故障检测画面采用FIX软件操作的上位机。
自动定尺系统采用切割车大车定位检测与无接触式图像定尺测量系统相结合的技术。它克服了传统测量辊技术系统安装复杂，调整困难，并且测量辊与热坯直接接触，易损坏，故障频繁，且损坏后不易恢复等缺点。它具有数据测量准确，误差小，远离红坯，故障少，系统免维护，使用操作方便，系统可靠，备件费用少等优点。
摄像头安装示意系统功能实现及原理分析板坯连铸机一次火焰切割机改造的全自动的实现主要包括两部分：自动定尺系统和双枪自动切割系统。
41定尺测量系统根据板坯连铸机的特点，切割机与板坯前边缘相对运动的差，产生定尺，即：实际定尺切割位置=图像定尺测量值一切割车定位修正值因为切割机的始切位置每次都有可能不一样，所以系统控制较为复杂，既要检测切割机的位置，还要检测坯子的前边缘位置。
4.1.1无接触式图像定尺测量系统本系统应用图像处理摄影测量技术，通过多台CCD摄相机，摄取钢坯运动图像，经高速图像采集卡将图像数字化后输入到工业控制计算机。计算机对钢坯的数字图像进行预处理，检测板坯的边缘，当达到设定的钢坯长度时，由开关量输出卡发送信号至PLC控制系统，进行定长切割。根据现场的实际情况和设备分析，本测量系统技术参数如下：a待切割板坯测量范围2.2―10.2m；b测量误差±C现场PLC控制系统有良好的兼容性。
根据参数要求，系统硬件配置框图如所示：CCD摄像机和图像采集卡22.0二8im由于普通摄像机和图像卡分辨率有限，采用一个摄像头测量精度不能满足要求。本系统采用4个摄像机，每个摄像机测量范围为2.fm，图像卡选用进口图像卡，图像卡像素为768X1024可得出每个像素分辨率约为1024巧2.2mm摄像头安装示意如由于现场环境温度高，摄像机靠近热源，且灰尘雾气大，为保证系统长期可靠工作，系统使用特制的双层防护罩，防护罩内通有流动的冷却水，保证图像清晰且工作可靠。
板坯切割长度设置由上位机进行设定，通过系统DI数字输入板接受长度设定值和切割机大车定位检测值，然后按照计算机内部编写的数学模型进行计算，由D0数字输出板把实际长度输出到切割机PLC控制系统，然后完成切割功能，这样保证了和PLC系统的兼容性。
系统采用WINDOWW环境下用VC++语言编写，主要包括摄像机参数标定算法软件、图像边缘检测处理软件、板坯切割机PLC控制系统的数据存取与通信软件、切割板坯统计分析软（下接第61页）3锅炉掺烧稻壳的工艺改造锅炉原煤采用皮带分段输送。稻壳采用风力输送，稻壳仓采用料位限位开关自动监控。
4炉前稻壳给料设备循环流化床锅炉掺烧稻壳过程中，要想保持燃烧工况的稳定，关键在于如何控制，进入炉膛的稻壳量。通过大量的试验研宄，建三江热电厂在炉前的稻壳给料设备，采用了“双螺旋”给料的方法，给料系统示意见整个稻壳给料设备由炉前稻壳贮料仓、料位限位系统、信号指示监控（包括自动控制）系统、给料调速系统、给料系统等组成。给料系统的所有转动设备，均可通过操作室内设置的“稻壳设备控制盘‘来控制，即可进行”手动“单设备控制，又可实现整个给料系统的”自动“联锁控制，系统整体使用效果良好。
5锅炉掺烧稻壳的经济性分析在相同煤质和相同锅炉出力的条件下，锅炉通过采用纯煤燃烧和掺烧稻壳混料燃烧的经济性对比，锅炉节煤在20% ~40%之间，平均节煤在30%左右（原煤燃料平均gnu. 1892435k/kg）根据锅炉额定蒸发量35t/h的煤耗6078t/h计算，平均每小时节煤1823kg每天节煤约43. 8t（经对稻壳燃烧测试，低位发热量在12%~18%）每年按运行11个月计算，节煤14454U本地区原煤运到厂平均价格为150元/t仅此一项，每年可节约原煤款216 81万元。
在环境保护方面，建三江热电厂每年可烧掉近20万m3的稻壳，变废为宝，社会效益和环保效益甚大。
6循环流化床锅炉掺烧稻壳的辅助条件建三江热电厂有两台循环流化床锅炉，一台是中温中压、低倍率循环的35t/的蒸汽锅炉，一台是次中压、中倍率、飞灰内分离（即旋风筒布置在炉膛上部）的SHFX25―2.45/400型蒸汽锅炉和两台AZD20―2.45/400型链条锅炉，通过观察对比两台循环流化床锅炉中，分别掺烧稻壳时的燃烧工况和运行参数，中小型循环流化床锅炉在原煤中掺烧稻壳，应考虑以下混料燃烧的*佳条件：炉膛：空间要大（或高）一些，炉膛布置受热面时，过冷度比正常燃烧原煤的锅炉高10%~20%.煤质：*好是挥发份适中，灰渣熔点在1200C以上，*低发热值Qnt4.4.在稻壳掺烧份额：稻壳掺入原煤的重量比应控制在20%~ 40%之间（根据煤质确定），且原煤与稻壳要分别给料入炉。
炉床料层：适合中料层厚度（料层厚在400―500mm之间*佳）当然，不完全具备以上条件的循环流化床锅炉，经过改造，也完全可以实现“混料”燃烧稻壳。
（上接第48页）件和系统状态检测维护软件。其中，摄像机参数标定算法软件在系统投运检修之前进行，在系统运行过程中通过线进行检验，如偏差过大，则提示现场操作人员重新进行标定，以保证测量系统的准确性。图像跟踪和边缘检测是系统的关键技术，它保证切割板坯到达设定长度时，立即检测到板坯边缘，发送信号至PLC控制系统和上位机显示。
由系统本身带来的误差经过分析与实际剪切相比较，系统误差小于8mm，完全符合生产的要求。由外界干扰带来的误差，如钢坯热噪声引起的误差、环境误差、切割机及振动等因素引起的误差，可以通过计算机系统实时补偿修正。
412切割机位置检测装置它是通过绝对值位置编码器来检测切割机相对与原始位置的距离，此装置安装在大车主框架右侧，编码器的齿轮与齿条相啮合，齿条安装在轨道上并且与轨道平行。通过对编码器的控制器设定参数，编码器以脉冲的形式输入到编码器的控制器，然后以二进制码的形式输入到PLC的输入模块中，把数据实时采集到PLC的寄存器中，从而参与运算。
42双枪自动切割系统板坯一次切割车双枪自动，依赖于984PLC的程序功能，控制外部元器件动作来实现。当PLC系统接到距定尺350mm发来的信号时，开始预压紧，同步装置气缸的两个气口均进气，靠压差使压块作用在铸坯上，此时的作用力不足以拖动切割机。当接到定尺信号时，开始主压紧，压块及气缸推力全部作用到铸坯上，使切割机与铸坯同步运动。接到主压紧信号的同时，两切割小车开始运动，当边缘探测器碰到铸坯时，切割小车暂停，打开预热氧、燃气，割嘴对铸坯预热。约5s后，打开切割氧，切割小车以切割速度进行正常切割，两小车相遇，割枪相距约100mm后，一小车先返回，另一小车将未切完部分切完，然后关闭切割氧、燃气预热氧，此小车返回的同时，压紧装置抬起，同时，切割机以高速返回，然后停止，等待下次切割，这就是一个切割周期，切割功能控制程序流程图如图通过对984PLC编程软件MODSOFT进行编程，实现了双枪自动切割功能，保证了系统可靠、稳定运行。
5结束语3板坯一次火焰切割机改造，经过前后近一年的充分的准备工作，在2002年5月中甸，利用3板中修时间进行实施，现场进行调试，并一次试车成功投入运行。改造后，解决原系统存在的各种制约生产的因素，实现了定尺自动和双枪自动切割，系统运行稳定可靠，故障率大幅度降低，不仅节约了成本，还提高了铸坯的合格率，达到了预期的目地，该项目技术应用板坯连铸机的切割系统，具有推广价值。
