矩型坯塞棒控制機(jī)構(gòu)故障最佳排除法（工程師培訓(xùn)）

矩型坯塞棒控制機(jī)構(gòu)故障最佳排除法一、概述：矩型坯是目前自動(dòng)化程度最高的高效連鑄機(jī)。[它從結(jié)晶器液位控制、拉矯機(jī)控制、脫引錠、自動(dòng)定尺切割以及出坯、鋼坯打號(hào)均脫離人為參與，全部實(shí)行自動(dòng)控制。年產(chǎn)量達(dá)到60萬(wàn)噸。能夠?qū)崿F(xiàn)全程自動(dòng)控制以及連續(xù)鑄坯，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)在于結(jié)晶器液位自動(dòng)控制?？上攵绻Y(jié)晶器液位控制不穩(wěn)定，即使生產(chǎn)出鋼坯也將嚴(yán)重影響到鋼坯質(zhì)量，如果液位波動(dòng)范圍大將影響到正常澆鑄，直至斷流。二、工作原理：塞棒控制機(jī)構(gòu)是結(jié)晶器液位控制過(guò)程中最重要部分之一，塞棒控制機(jī)構(gòu)包括兩部分設(shè)備，一是塞棒控制部分、另一部分是塞棒位置檢測(cè)部分（塞棒位置傳感器）（見(jiàn)圖一）。塞棒控制機(jī)構(gòu)是由直流電機(jī)、離合器、絲杠、連桿、塞棒等幾部份組成，塞棒位于中間包水口之上，直接控制流入結(jié)晶器中鋼水的多少，它的上升與下降直接控制流入結(jié)晶器中鋼水的多少。離合器是塞棒動(dòng)作的必備條件，在塞棒動(dòng)作過(guò)程中離合器必須得電。直流電機(jī)是直接接受塞棒控制柜的電信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，并通過(guò)絲杠、連桿來(lái)直接控制塞棒上升、下降動(dòng)作。塞棒位置傳感器是對(duì)塞棒的位置進(jìn)行檢測(cè)同時(shí)輸出脈沖信號(hào)，PLC根據(jù)脈沖信號(hào)計(jì)算出塞棒的實(shí)際位置。在正常澆鑄過(guò)程中結(jié)晶器中液位應(yīng)控制在70％并以300分鐘為周期進(jìn)行±5％的抖動(dòng)，這就是液位設(shè)定值。這個(gè)液位設(shè)定值是在澆鑄過(guò)程中實(shí)際液位所應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)值，結(jié)晶器液位實(shí)際值是由液位探測(cè)器檢測(cè)的，目標(biāo)液位與實(shí)際液位存在的差異就由塞棒進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終達(dá)到理想中的一致。圖一圖1：塞棒控制機(jī)構(gòu)三、自動(dòng)控制原理及故障現(xiàn)象：結(jié)晶器液位控制的準(zhǔn)確程度是自動(dòng)化控制的關(guān)鍵，這一問(wèn)題在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中得到了充分的驗(yàn)證。PLC控制液位的表現(xiàn)形式只有一種，也就是輸出兩組控制信號(hào)（塞棒速度、塞棒扭矩）通過(guò)塞棒控制柜進(jìn)行整定輸出直流信號(hào)控制塞棒機(jī)構(gòu)中的電機(jī)。在PLC內(nèi)部控制液位的調(diào)節(jié)采用雙閉環(huán)PID調(diào)節(jié)，一個(gè)是塞棒目標(biāo)位置與塞棒實(shí)際位置偏差的調(diào)節(jié)，另一個(gè)時(shí)結(jié)晶器實(shí)際液位與目標(biāo)液位的偏差的調(diào)節(jié)（見(jiàn)圖二）。這兩組PID調(diào)節(jié)是保證結(jié)晶器液位時(shí)刻接近目標(biāo)位置必備的條件，它們相互作用缺一不可。下面對(duì)這兩組PID調(diào)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明和分析。圖二塞棒位置閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)：塞棒位置調(diào)節(jié)用來(lái)調(diào)節(jié)塞棒目標(biāo)位置與塞棒實(shí)際位置的偏差，使其最大限度地縮小。塞棒實(shí)際位置是塞棒機(jī)構(gòu)中位置傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)塞棒位置的實(shí)際情況，塞棒目標(biāo)位置是PLC根據(jù)結(jié)晶器中實(shí)際液位與目標(biāo)液位的差值進(jìn)行計(jì)算為減小差值得出的值作為塞棒位置設(shè)定值。在PLC程序中，塞棒在不同階段有不同的狀態(tài)字進(jìn)行體現(xiàn)（見(jiàn)表一）狀態(tài)字含義說(shuō)明1塞棒自動(dòng)塞棒動(dòng)作只受PLC發(fā)出信號(hào)控制2塞棒處于自動(dòng)控制階段塞棒位置調(diào)節(jié)處于自動(dòng)方式，只受目標(biāo)位置控制，不受結(jié)晶器液位影響4塞棒處于PID調(diào)節(jié)控制階段塞棒位置的調(diào)節(jié)根據(jù)結(jié)晶器實(shí)際液位與目標(biāo)液位的偏差情況進(jìn)行調(diào)節(jié)81＃中包車(chē)抱閘1＃中包車(chē)抱閘吸合，如果用1＃中包車(chē)進(jìn)行澆鑄，那么1＃中包車(chē)抱閘必須有162＃中包車(chē)抱閘2＃中包車(chē)抱閘吸合，如果用2＃中包車(chē)進(jìn)行澆鑄，那么2＃中包車(chē)抱閘必須有32中包車(chē)?？债?dāng)某一個(gè)中包車(chē)到達(dá)澆鑄位后，一旦塞棒打至自動(dòng)狀態(tài)，PLC將發(fā)出信號(hào)對(duì)結(jié)晶器液位探測(cè)器檢測(cè)到的液位（4％以下）置0表一:：塞棒在不同階段有不同的狀態(tài)字在發(fā)生故障時(shí)，操作人員可以針對(duì)不同的狀態(tài)字分析出故障出現(xiàn)時(shí)刻塞棒處于的狀態(tài)來(lái)分析故障原因。在澆鑄剛剛開(kāi)始階段啟動(dòng)條件全部滿足后將開(kāi)始自動(dòng)循環(huán)，塞棒處于自動(dòng)控制階段，塞棒將按照設(shè)定好的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)動(dòng)作使鋼水注入結(jié)晶器中，當(dāng)結(jié)晶器液位到達(dá)15％時(shí)塞棒將自動(dòng)轉(zhuǎn)入PID調(diào)節(jié)控制階段根據(jù)結(jié)晶器液位目標(biāo)值進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)液位到達(dá)30％時(shí)拉矯機(jī)、振動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)始正常的澆鑄過(guò)程。（見(jiàn)圖三）開(kāi)始自動(dòng)循環(huán)開(kāi)始自動(dòng)循環(huán)目標(biāo)液位為設(shè)定值目標(biāo)液位為設(shè)定值結(jié)束澆鑄啟動(dòng)拉矯機(jī)及振動(dòng)液位＜90％且＞30％PID調(diào)節(jié)控制液位＞30％液位＞15％塞棒根據(jù)設(shè)定5個(gè)位置進(jìn)行動(dòng)作并保持最后位置開(kāi)始條件：同意澆鑄完成液位探測(cè)器準(zhǔn)備好塞棒驅(qū)動(dòng)器準(zhǔn)備好開(kāi)始自動(dòng)循環(huán)NYNNYY圖三結(jié)晶器液位偏差閉環(huán)調(diào)節(jié)：結(jié)晶器液位在實(shí)際澆鑄過(guò)程中是以70％為基準(zhǔn)，以300分鐘為循環(huán)以±5％的幅度進(jìn)行抖動(dòng)。其目的在于不斷的改變結(jié)晶器目標(biāo)位置，使結(jié)晶器液位上下波動(dòng)有利于長(zhǎng)時(shí)間澆鑄。當(dāng)結(jié)晶器液位目標(biāo)位置發(fā)生改變后與液位就會(huì)產(chǎn)生偏差，PLC根據(jù)偏差的大小進(jìn)行PID運(yùn)算，計(jì)算出塞棒目標(biāo)位置使實(shí)際液位接近設(shè)定值。由此可見(jiàn)塞棒目標(biāo)位置與塞棒實(shí)際位置偏差的調(diào)節(jié)與結(jié)晶器實(shí)際液位與目標(biāo)液位的偏差的調(diào)節(jié)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中相互結(jié)合，哪一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響到正常的生產(chǎn)。四、常見(jiàn)故障及分析：生產(chǎn)中的故障隨時(shí)都有可能發(fā)生，但是一下判斷出故障原因很難，通過(guò)歷史趨勢(shì)分析故障原因是我們判斷故障的最基本手段。下面針對(duì)在生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障通過(guò)歷史趨勢(shì)圖進(jìn)行舉例分析：例1：塞棒目標(biāo)、實(shí)際位置塞棒診斷字結(jié)晶器水溫差拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位說(shuō)明：此故障為液位探測(cè)器故障，在澆鋼過(guò)程中，結(jié)晶器液位趨勢(shì)圖中顯示較為正常。但是現(xiàn)場(chǎng)操作人員反映結(jié)晶器中無(wú)液位。通過(guò)結(jié)晶器水溫差趨勢(shì)反映，溫差逐漸減小，說(shuō)明結(jié)晶器中實(shí)際液位已經(jīng)幾乎沒(méi)有，所以液位反映出的液位為假信號(hào)，與實(shí)際情況不相符所以判斷液位探測(cè)器故障。塞棒目標(biāo)、實(shí)際位置塞棒診斷字結(jié)晶器水溫差拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位例2：塞棒診斷字結(jié)晶器振幅塞棒目標(biāo)、實(shí)際位置拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位塞棒診斷字結(jié)晶器振幅塞棒目標(biāo)、實(shí)際位置拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位說(shuō)明：此故障為結(jié)晶器振動(dòng)故障，在正常開(kāi)澆時(shí)刻，結(jié)晶器振動(dòng)始終未達(dá)到目標(biāo)振幅，查閱相關(guān)報(bào)警有液壓缸跟隨故障，所以判斷由于振動(dòng)原因造成停澆。例3：結(jié)晶器水溫差塞棒診斷字塞棒目標(biāo)、實(shí)際位置拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位結(jié)晶器水溫差塞棒診斷字塞棒目標(biāo)、實(shí)際位置拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位說(shuō)明：此故障為棒頭掉造成斷流故障，在正常澆鋼過(guò)程中塞棒目標(biāo)位置與實(shí)際位置調(diào)節(jié)正常，在停澆瞬間結(jié)晶器液位突然上升，導(dǎo)致最后斷流。通過(guò)分析為塞棒頂端在澆鋼過(guò)程中突然脫落，造成液位突然上升而斷流，所以判斷為棒頭掉。例4：塞棒診斷字塞棒實(shí)際位置塞棒目標(biāo)位置拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位塞棒診斷字塞棒實(shí)際位置塞棒目標(biāo)位置拉矯機(jī)速度結(jié)晶器液位說(shuō)明：此故障為塞棒機(jī)構(gòu)故障，在澆鋼初期塞棒目標(biāo)位置與實(shí)際位置調(diào)節(jié)正常，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后塞棒目標(biāo)位置由于液位下降而上升，但是塞