刘金煌
江阴市兴澄特种钢铁有限公司 江苏 江阴 214400
摘要：钢水液位自动控制系统中的核心就是结晶器，它可对钢水液位进行测量，为钢水液位高度控制提供重要技术参考依据，所以它也是连铸工业生产中的关键技术。本文中就分析了钢水液位自动控制系统，并对其技术应用要点进行了逐一分析。
关键词：钢水液位自动控制系统；结晶器；执行系统；故障处理；液位扰动
结晶器在钢水液位自动控制系统中作用重大，它在连铸生产过程中了解非线性、多干扰复杂系统问题，基于整个系统对板坯连铸机进行调整，利用结晶器对液位控制过程进行分析，保证结晶器液位控制精度控制在±3mm范围内。如此一来，就能实现对钢坯连铸生产质量的有效优化。
一、钢水液位自动控制系统的基本概述
如上文所述，钢水液位自动控制系统中包含了结晶器、液位探测器与二次仪表三大部分。
首先是结晶器，它在系统中占据重要地位，是系统设备最主要的液位控制装置。结晶器可对铸坯质量进行调整，确保结晶钢水液位自动控制到位。一般来说，结晶器的震动强烈，且灰尘量较大，蒸汽较多，可在温度较高的环境中工作，所以它的安装难度也相对偏大。在实际生产工作中，需要围绕同位素仪表对结晶器液位进行检测[1]。
其次是液位探测器，对钢水液位上升情况进行控制，设置钢水阻挡射线，配合传感接收器频率与接收放射量建立正相关关系。就实际液位探测器过程展开分析，要确保标定仪表控制到位，并将其检测范围控制在160mm，将钢水最高液位设置为距离晶体铜管上口大约50mm距离，如此可确定钢水液位位置，满足检测要求[2]。
第三是二次仪表，二次仪表中采用到了专用PLC系统，它主要用于检测与结晶器控制，如此可实现对钢水液位的有效控制。在分析二次仪表内容过程中，需要对模拟量输入模块进行分析，确保模块组成到位，建立不同组成部分都能发挥不同功能。在二次仪表设计过程中要设置485接口并与PLC系统建立连接，结合编辑面板显示内容分析I/O状态，优化参数设定内容，如此就能形成检测系统。在检测系统中就包含了绝缘体、探测器、接线盒、PLC处理器以及PLC现场操作箱[3]。
二、钢水液位自动控制系统的技术应用要点
在钢水液位自动控制系统中包含了多种技术内容，其分支系统也非常之丰富。例如执行系统、故障处理系统、液位扰动处理系统等等，下文将展开具体分析。
（一）钢水液位自动控制系统的自动控制执行系统
在对钢水液位进行自动控制过程中，需要确保刚回直接与塞棒接触，保证钢水冲刷塞棒头，以达到节流目标，粘结钢水液位自动控制系统，如此也能影响传动系统机构的正常运行过程。在对钢水量进行调节控制过程中，需要对其控制特性变化进行分析，结合系统阀特性内容分析钢水液位变化，对钢水流入水口量过程进行分析。在钢水液位自动控制系统中，需要利用PLC控制系统展开偏差计算过程，主要是用于分析控制信号，对信号传递电控液压，并对塞棒上下移动过程进行分析，了解钢水液位控制过程与控制目标[4]。
在执行系统中，需要利用液位控制系统进行调校。
首先第一步要确认微处理器中的输出电压值，在通电预热至少2小时以上然后输出补正通讯板，调整电位器电压值，确保输出电压值从大到小递减变化；其次第二步，需要确定微处理器输出液位信号，保证电流显示值控制在4mA左右，然后分析传感器紧贴金属板位置，将其电流值控制在20mA左右；最后第三步，要将液位控制数据输出到PLC上，对液位信号内容进行分析并展开线性化处理。在液面探头位置对平稳物体进行分析，利用高度仪测量0~200mm高度范围，并均匀选取15个点（一般每10mm设置一个点），在中控室内再读取15个点值，确保点值接近传感器、放大器，确保点值满足输出要求。在这一过程中，应该将表头输出电压按照测量距离进行定量分析，其中就包括了0mm、30mm、60mm、90mm、120mm和150mm等多个测量距离，其表头输出电压则控制在4500mA~6000mA范围内[5]。
（二）钢水液位自动控制系统的故障处理系统
在对钢水液位自动控制系统中的故障系统进行分析过程中，需要结合其实际应用了解各种故障情况，对钢水的操作过程进行分析，了解操作箱的实际液位变化，例如了解液位的变化迟缓情况，优化检查系统仪表内容，对模拟输入输出板的闪烁灯进行调整。总体来讲，就是结合探测器的系统装置内容进行分析，有效配置装置并排除故障，提高现场操作水平。在低液位显示灯均亮过程中，需要参考RELAY模块设置应用change开关状态，检查装置输出状况，避免无异常状况出现。在控制系统的仪表故障分析过程中，需要及时检查CPU地址，确保CPU地址之间不存在任何冲突，同时对仪表箱的连接部分进行调整，并计算电源输入与输出值[6]。
在控制系统脉冲过程中，需要对其异常状况进行分析，了解钢水液位显示异常情况，确保重新标定高液位与低液位，结合标定按钮对系统中结晶器的钢块进行分析，建立电缆接口与探测器连接机制，保证及时纠正连接松动问题。简言之，要对控制系统的液位值进行调整，重新标定标高内容，控制液位变化，建立编程器。在查看放射源过程中，需要对异常情况进行检查，了解液位变化脉冲值。如果脉冲值表示为0，则需要检查电缆损坏问题和短路问题，然后检测探测器模块闪烁灯的运行状况进行分析，了解系统中电压的正常运行状况。
（三）钢水液位自动控制系统的液位扰动克服系统
最后分析钢水液位自动控制系统中的液位扰动克服系统，主要需要对液位偏差的多个环节进行分析，设置PID控制器比例，并对其微分时间与积分时间进行分析，最大限度降低干扰发生几率。在建立液位扰动克服机制过程中，需要削弱控制作用，确保液面始终稳定，强化系统控制作用，追求达到对钢水在结晶器内部波动情况的有效控制。如果偏差超出量程为±10%范围，也需要对其最强控制参数进行分析，有效提高控制强度，进而达到快速控制液面的目的[7]。
总结：
在当前的工业冶金生产过程中，必须合理提高钢水质量，确保工业生产始终稳定。为此，本文研究了钢水液位自动控制系统，希望基于该系统中的诸多技术环节来有效控制钢水液位，并及时发现并排除故障问题，有效提高结晶器在钢水液位控制系统中的应用效果，确保连铸工业生产整个过程安全高效。在未来，要进一步思考改善铸坯质量的良好方法，不断提高铸机生产效率，改善工业技术操作条件，确保连铸机钢水液面自动控制系统在生产中发挥其应有价值作用，为工业生产经济效益与社会效益提升创造无限可能性。
参考文献：
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[3] 公斌, 王忠刚, 张丽,等. 板坯连铸机包晶钢液面稳定控制技术研究与应用[J]. 冶金信息导刊, 2019(1):32-35.
[4] 孔超, 田鹏, 林大帅,等. 板坯连铸结晶器液面异常波动原因分析[J]. 连铸, 2019,44.225(05):37-40.
[5] 吕晓茜. 钢水液位自动控制与应用[J]. 自动化应用, 2016, 000(005):62-63.
[6] 费纪顺, 耿庆红, 雷阳伟. 液位自动控制故障分析及处理[J]. 连铸, 2019, 044(002):58-61.
[7] 闫彪. 涡流传感器在钢水液位检测中的现场应用[J]. 冶金管理, 2020,387(01):63+174.