專利名稱：一種連鑄鋼坯切割控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種定尺切割控制技術，具體為連鑄澆注鋼坯定尺切割控制技術。
碰球電壓測量信號采用電壓繼電器測量。利用繼電器組成間隔觸發，防止連切，即設計邏輯電路將電壓信號測量器與計時器設計成一體，并加以控制。
該連鑄鋼坯切割控制器的結構構成，由接口電路和控制電路組成。所述的接口電路包括降壓變壓器、濾波電容、和整形變換電路；所述的控制電路包括傳輸到計算機芯片CPU中的信號整形計數電路、碰球信號接地值比較電路、功能操作按紐輸入電路；和由計算機芯片CPU輸出后連接的顯示電路、控制輸出電路以及連接計算機芯片CPU 485接口的通訊電路；最后將接口電路輸出端連接到控制電路中的信號整形計數電路的輸入端。
上述的切割控制器，其中控制電路中的切割控制輸出電路，包括切割預夾緊控制、切割過程控制、切割結束控制三種狀態輸出。
上所述的切割控制器，其中控制電路中的顯示電路，包括拉坯速度、坯長、碰球信號接地值、切割次數四個參數顯示。
上所述的切割控制器，其中控制電路中的功能操作按紐輸入電路，包括設置、速度、減少、增加四個操作按紐鍵。
該連鑄鋼坯定尺切割控制器，經過萬次切割試用效果良好，達到設計要求。收得率可比人工控制切割方式提高0.2％，并減輕了工人勞動強度減化了操作復雜性。
另外此控制器功能及造價優于使用PLC進行同樣功能控制，它節省了高速記數器模塊的使用及連接。減少PLC用于速度顯示坯長顯示的輸出口。減少了撥碼開關定長設定輸入口的占用及此開關由于接觸不良帶來故障發生。減少PLC編程的復雜性。按年產鋼單機30萬噸計算，使用此控制器比原手工操作提高鋼坯收得率2‰，計600噸鋼，按成品價值與切頭廢品價差500元/噸計算已創效益30萬元。


附圖1是本實用新型設計的電路結構原理圖。附圖2輸出電壓波形圖。附圖3是本實用新型設計的電路后面板接線示意圖。在附圖1中(1)變頻器電壓信號輸入端、(2)碰球信號輸入端、(3)切割預夾緊輸出端、(4)切割過程控制輸出端、(5)切割結束控制輸出端、(6)設置功能輸入按鈕、(7)速度功能輸入按鈕、(8)增加功能輸入按鈕、(9)減少功能輸入按鈕、(10)拉坯速度顯示、(11)連鑄坯長顯示、(12)碰球信號值顯示、(13)切割次數顯示。
如圖所示，本實用新型由接口電路和控制電路兩大部分組成。由變頻器電壓信號經降壓、濾波、整形變換得到仿正弦波，輸入到控制電路的信號整形計數電路中；信號整形計數電路、碰球信號接地值電路及功能按紐輸入電路的信號分別輸入到計算機的相應入口，經過計算機運算，輸出切割預夾緊控制、切割過程控制、切割結束控制；輸出并顯示拉坯速度、連鑄坯長、碰球信號值、切割次數等。
“碰球式”與“脈沖記數式”同時進行切割控制增加了系統可靠性。因脈沖控制不可避免打滑現象發生，碰球控制一般又無法顯示鋼坯走行長度。過程雙控方式將兩者優缺點綜合提高了系統的精度和可靠性，當碰球開關失靈時由脈沖控制在超過定尺一定范圍后發出切割命令，反之碰球開關也可以在脈沖控制時限制超長觸發切割命令。模擬顯示長度方式在沒有脈沖輸入信號時也可以得到估計的長度顯示，此時控制器自動使用前兩次切割動作時間間隔估算目前的平均速度，并進行長度近似值顯示對操做者加以提示。
線路控制因采用單片機做為控制器數據處理器，其內部時鐘調整設定方使控制方式選擇靈活，本機既可配合其它控制電路完成對飛剪切割控制和火焰切割機控制，又可獨立完成控制切割功能。可在切割前發出信號，及切割后發出信號。以時間或長度為各項內部系數進行各項控制設定。
碰球接地信號實為一低電壓接地信號，控制電路多采用電壓繼電器外接24-36V電壓。本機設計采用內部24V電源，利用脈沖采集多次信號判斷分析后發出控制指令最大限度避免了誤動作。并在控制器內部采用對接地電壓進行數值顯示，碰球懸空時電壓顯示7K參考值，接地時顯示2K參考值，如果懸空碰球未接觸鋼坯時發現電壓值小于6K就應檢查線路接地情況，為維修工檢查線路故障提供很好的參考數據。此接地值并具有可調節功能，能滿足不同環境線路要求。
防連剪間隔控制，在一般定尺切割控制回路采用限制切割時間間隔控制防連剪，這為定切長短相差較大鋼坯增加了難度，當切割長坯短定時控制或未切開及輥道打滑鋼坯未離開碰球就會產生二次切割脈沖。定時調長又可能使定時長于鋼坯定長。在本控制器設計定長采用了離開時間檢測方式，即碰球切割切后鋼坯運動離開碰球接觸不會長于一秒鐘，這與鋼坯長短無關，只要監視鋼坯有了五秒鐘以上于碰球脫離接觸就允許發出下次接地信號。這樣在設計中就不用對鋼坯切割間隔加以設置，從控制邏輯上解決了這一問題。
取變頻器輸出電壓作為記數信號，一般定尺切割記數脈沖取自接進開關或脈沖信號，本設計應用的拉矯機基本沒有打滑現象，故將測長信號采自拉矯機變頻器輸出端。利用變頻器輸出高頻仿正弦波作輸入源需要濾掉高次諧波成分，再經過衰減才能取得有用值輸入控制器。為此設計了濾波電路。
本實用新型在使用時為了應付生產中的異常情況設置了“控制暫停”。在控制暫停狀態，控制器將停止所用的切割控制動作(顯示功能不變)。在正常控制狀態同時按下[置鍵]+[減少]鍵，這時下排數碼管開始閃爍表示已經進入“控制暫停”狀態。再次按下[置鍵]+[減少]鍵則退出“控制暫停”。
當控制方式設置為碰球控制時，退出“控制暫停”后控制器就已經越過兩次切割之間的控制延時，可以很快接受碰球信號。
當控制方式設置為脈沖控制時，退出“控制暫停”的操作將啟動一次完整的切割控制過程。同時設置切割點為計算長度的零點。
在切割動作期間上排數碼管會連續閃爍，直到發出切割歸位命令。
當控制器向通訊線發送數據時通訊燈將會點亮。
連續按下減少鍵超過5秒將清除本班切割計數器＝0。
如果控制方式設置為脈沖控制(PLUS)，控制器在首次上電時自動進入等待狀態，等候操作者給出零點的位置當鋼坯行進到應該切割的位置，操作者按下[設置]+[減少]鍵確認這一位置為計長的另位。同時控制器產生一次完整的切割控制動作。
權利要求1.一種連鑄鋼坯切割控制器，由接口電路和控制電路組成，其特征在于(1)接口電路包括降壓變壓器、濾波電容、和整形變換電路；(2)控制電路包括傳輸到計算機芯片CPU中的信號整形計數電路、碰球信號接地值比較電路、功能操作按鈕輸入電路；和由計算機芯片CPU輸出后連接的顯示電路、控制輸出電路以及連接計算機芯片CPU 485接口的通訊電路；(3)接口電路輸出端連接到控制電路中的信號整形計數電路的輸入端。
2.如權利要求1所述的切割控制器，其特征在于控制電路中的切割控制輸出電路，包括切割預夾緊控制、切割過程控制、切割結束控制三種狀態輸出。
3.如權利要求1所述的切割控制器，其特征在于控制電路中的顯示電路，包括拉坯速度、坯長、碰球信號接地值、切割次數四個參數顯示。
4.如權利要求1所述的切割控制器，其特征在于控制電路中的功能操作按鈕輸入電路，包括設置、速度、減少、增加四個操作按紐鍵。
專利摘要一種連鑄鋼坯切割控制器屬切割控制技術。鋼坯切割控制有多種方式，有的雖簡單可靠性差，有的精度雖高但成本太高。為此設計了一種連鑄鋼坯定尺切割控制器，由接口電路和控制電路組成。接口電路包括變壓器、濾波電容、和整形變換電路；控制電路包括傳輸到計算機芯片中的信號整形計數電路、碰球信號接地值比較電路、功能操作按鈕輸入電路；和由計算機芯片輸出后連接的顯示電路、控制輸出電路以及連接計算機芯片485接口的通訊電路；最后將接口電路輸出端連接到控制電路中的信號整形計數電路的輸入端。該控制器，經過萬次切割試用效果良好。收得率可比人工控制切割提高0.2％，減輕了工人勞動強度，減化了操作復雜性。
文檔編號B22D11/12GK2528562SQ0127938
公開日2003年1月1日 申請日期2001年12月29日 優先權日2001年12月29日
發明者張一民, 侯葵, 潘廣和 申請人:天津天鋼集團有限公司