用途

對結晶器鋼水液面進行自動控制，是連鑄生產的關鍵技術之一，它對于保證連鑄機的安全生產，降低工人的勞動強度，提高生產效率，提高鑄還的質量與產量，減少溢鋼和樓鋼事故，提高煉鋼連鑄的管理水平都非常重要的。鋼水澆入結晶器內，為了防止鋼水溢出，鋼水液面必須保持穩(wěn)定，否則在澆鑄過程中，鋼水液面波動太大，會卷入渣子，在鑄坯表面形成皮下夾渣，影響鑄坯質量。

經驗表明：鋼水液面波動在±10mm以內，可消除皮下夾渣。同時，結晶器液面波動﹥10mm，鑄坯表面縱裂發(fā)生率30﹪，這就是說，鋼水液面的波動，直接影響到鑄坯的表面質量。

ftsefm-03系列結晶器鋼水液面控制系統(tǒng)由電渦流式鋼水液面計.控制器和調節(jié)中間包塞棒開度的數(shù)字執(zhí)行機構組成。

結晶器液面自動控制系統(tǒng)的檢測端是①電渦流傳感器，利用通電線圈與金屬導體之間的渦流互感效應進行距離檢測。渦流傳感器的有效信號經過②結晶器液面計放大。線性化處理，將結晶器鋼水液面變化0－150mm轉換為4－20ma.dc的標準信號，③控制計算機完成數(shù)據(jù)的處理及系統(tǒng)控制功能，通過④現(xiàn)場操作顯示控制盤手動.自動控制執(zhí)行器，由⑤執(zhí)行器控制（塞棒）開度，實現(xiàn)鋼水液面自動控制。

電渦流式鋼水液面計是系統(tǒng)的關鍵。電渦流式鋼水液面計運行可靠，性能優(yōu)良：能耐高溫，抗干擾能力強，動態(tài)響應快（滯后時間﹤0.10s），檢測精度高（﹤±1mm），測量范圍大（0～150mm），選取的電磁場頻率確保了液位檢測探頭只檢測結晶器液位的變化，而不會檢測保護渣或鋼渣層，系統(tǒng)具有操作簡單，無射線保護問題等優(yōu)點。系統(tǒng)對吹氬不敏感。它的傳感器可安裝在中間包車上或平臺上。

傳感器在使用過程中采用壓縮空氣冷卻。

該系統(tǒng)可以設置成自動.半自動.手動和電機離合四種控制方式。自動方式是由鋼水液面閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過數(shù)字執(zhí)行機構控制塞棒開度；半自動方式是由開口度設定器，通過數(shù)字執(zhí)行機構手動設定塞棒開度；手動方式是由開.閉按鈕直接控制塞棒開度；電機離合方式是快速的由以上任何控制方式轉為人工塞棒操作。

系統(tǒng)功能還有：鋼水液面高度.水口開度.拉速的顯示和記錄；鋼水液面高度.水口開度的設定；鋼水液面高度的限位報警等。

控制系統(tǒng)除了將檢測鋼水液面高度作為控制系統(tǒng)的主反饋信號外，還考慮了對液面控制有影響的各種干擾因素，這些干擾因素有:

(1) 塞棒熔損后流量特性發(fā)生變化對控制系統(tǒng)的影響；

(2) 中間包內鋼水質量變化對控制系統(tǒng)的影響；

(3) 連鑄機拉坯速度變化對控制系統(tǒng)的影響；

(4)結晶器寬度變化（結晶器寬度可調）對控制系統(tǒng)的影響；

(5)結晶器振動頻率和振幅變化對鋼水液面計的影響控制系統(tǒng)的功能和軟件實現(xiàn)為克服上述這些擾動，結晶器液位控制策略采用

pid控制（比例積分微分控制），并在pid控制基礎上，引入了自適應校正和前饋控制構成控制系統(tǒng)。它是以液位控制為主回路，并且有主回路控制器比例增益，根據(jù)結晶器寬度變化的自適應校正和拉坯速度前饋補償，以進一步減少和消除結晶器調寬和拉坯速度變化引起的液位波動。

為了減少塞棒的頻繁動作，系統(tǒng)采用改變控制器的積分時間，在鋼水液面高度波動小時自動選用較長的積分時間，當液面高度波動大時，自動選用較小的積分時間，從而抑制塞棒的頻繁動作的控制系統(tǒng)的動特性。

對于第五種干擾，在鋼水液面計信號處理時，加入了適當?shù)臑V波環(huán)節(jié)來克服。采用振頻同步濾波器進行濾波處理。