本發明涉及一種利用plc程序統計連鑄結晶器液面波動合格率的方法，屬于連鑄自動控制技術領域。
背景技術：
結晶器是連鑄機中最關鍵的部件，它的性能對連鑄機的生產能力和鑄坯質量起著十分重要的作用，被稱為連鑄機的心臟。結晶器內鋼液的流動狀態和液面波動直接影響連鑄生產和鑄坯質量。鑄坯大多數表面缺陷都源于結晶器。同時，要提高連鑄產量，就需要較高的拉坯速度，但拉坯速度提高會使結晶器內鋼水流動和液面擾動變得劇烈，給鑄坯質量帶來新的問題。因此，進行結晶器內鋼液流場和液面波動的分析研究就顯得尤為重要。結晶器液面波動不僅影響連鑄生產的穩定,還會對鑄坯質量產生很大影響。隨著結晶器液面波動的加劇，鑄坯皮下非金屬夾雜物的含量顯著增加，進而惡化了最終產品的表面質量。同時液面的波動也會帶來結晶器鋼水的卷渣，造成鑄坯內部夾雜物含量超標,嚴重時會造成鑄坯縱裂漏鋼、或夾渣。連鑄結晶器液面波動變化速度較快，為保證短周期偏差也能被發現及記錄，要求盡可能的縮短數據采集處理周期，提高系統準確率。已有技術不能快速、實時的對連鑄結晶器液面波動合格率的統計。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種利用plc程序統計連鑄結晶器液面波動合格率的方法，快速、實時的對連鑄結晶器液面波動合格率的統計，精準穩定的控制范圍，可有效減少卷渣，明顯改善鑄坯質量，同時減少漏鋼、溢鋼等生產事故，也可以減輕職工的勞動強度，解決背景技術存在的上述問題。
本發明技術方案是：
利用plc程序統計連鑄結晶器液面波動合格率的方法，包含如下步驟：
（1）鋼水液面檢測設備安裝在連鑄結晶器上檢測實際鋼水液面，plc控制器安裝在電氣室內，操作站安裝在主控室內，鋼水液面檢測設備、plc控制器、操作站相互相連；
（2）在plc控制器中設置偏差計算程序，通過新增偏差計算模塊實現偏差判別及時間記錄功能，并設定液位允許偏值；單次循環計算程序周期與plc控制器運行周期相同，在100ms以內；
（3）數據采集：鋼水液面檢測設備將數據信號送入在plc控制器的偏差計算模塊，數據信號包括：結晶器實際液位、結晶器設定液位、澆次開始以及結束信號；
（4）plc控制器的偏差計算模塊自動計算液位波動合格率：通過對采集到的結晶器實際液位、結晶器設定液位以及液位允許偏差值進行比較計算，通過計算實現液面波動是否合格的判定；通過澆次開始信號和結束信號，計算本澆次總澆注時間以及波動超出液位允許偏差值時間，算出本澆次結晶器液面波動合格率。
所述操作站內的操作畫面上設定頭坯長度、液位允許偏差值以及液面波動時間參數，同時將結晶器液面波動合格率做成趨勢圖，以便于工藝技術人員查看澆次相關數據。
為保證短周期偏差也能被發現及記錄，要求盡可能的縮短數據采集處理周期，提高系統準確率。
本發明的有益效果是：本發明通過在plc控制器中設置此偏差計算程序，快速、實時的對連鑄結晶器液面波動合格率的統計，對高效連鑄機的發展是個質的飛越，可以精準穩定控制范圍，有效減少卷渣，明顯改善鑄坯質量，同時減少漏鋼、溢鋼等生產事故，也可以減輕職工的勞動強度。
附圖說明
附圖1是本發明實施例液面波動合格率計算時序控制圖；
圖中：不合格波動時間a，合格波動時間b，液面波動由不合格到合格判定時間t1,液面波動允許波動時間t2。t1為延時通定時器t1設定時間，t1+t2為延時斷定時器t2設定時間，t2為延時通定時器t3設定時間，液位偏差允許值根據工藝要求設定為±5mm。
具體實施方式
以下結合附圖，通過實施例對本發明做進一步說明。
利用plc程序統計連鑄結晶器液面波動合格率的方法，包含如下步驟：
（1）鋼水液面檢測設備安裝在連鑄結晶器上檢測實際鋼水液面，plc控制器安裝在電氣室內，操作站安裝在主控室內，鋼水液面檢測設備、plc控制器、操作站相互相連；
（2）在plc控制器中設置偏差計算程序，通過新增偏差計算模塊實現偏差判別及時間記錄功能，并設定液位允許偏值；單次循環計算程序周期與plc控制器運行周期相同，在100ms以內；
（3）數據采集：鋼水液面檢測設備將數據信號送入在plc控制器的偏差計算模塊，數據信號包括：結晶器實際液位、結晶器設定液位、澆次開始以及結束信號；
（4）plc控制器通過對采集到的結晶器實際液位、結晶器設定液位以及液位允許偏差值進行比較計算，通過計算實現液面波動是否合格的判定；
附圖中，延時通定時器t1的輸入信號為液面波動是否超范圍，當液面超范圍時，t1定時器開始運行。延時通定時器t1、延時斷定時器t2、延時通定時器t3按照順序串聯連接；
在a至b點區域為液面波動超差區域，在a點液面超范圍后，此時延時通定時器t1斷開連接；延時斷定時器t2開始斷開連接倒計時，由于a+t1>t1+t2,當時間超過t1+t2時，延時斷定時器t2斷開連接；此時延時通定時器t3也斷開連接；此時判斷液面波動超范圍。當通過b點后，液面波動正常后，此時延時通定時器t1經過t1時間后，接通連接；延時斷定時器t2同時接通連接；此時延時通定時器t3延時t2后接通連接，判斷液面波動正常。本次液面波動時間計算t1=(t2+t1+a)-(t1+t2)=a；
在c至d區域波動時，在c點液面超范圍后，此時延時通定時器t1斷開連接；延時斷定時器t2開始斷開連接倒計時；經過b時間后，延時通定時器t1開始計算，t1時間過后，延時通定時器t1接通連接，由于b+t1<t1+t2,此時t2定時器還在倒計時階段，所以t2定時器未斷開連接，延時通定時器t3也未斷開連接，此時由于波動時間b<t2，所以判斷液面波動合格；
（5）plc控制器自動計算液位波動合格率的計算：
通過澆次開始信號和結束信號，累加計算本澆次總澆注時間，根據t3定時器的接通時間累加計算結晶器液位波動合格時間，結晶器液面波動合格率=液位波動合格時間÷總澆注時間×100%。
所述操作站內的操作畫面上設定頭坯長度、液位允許偏差值以及液面波動時間參數，同時將結晶器液面波動合格率做成趨勢圖，以便于工藝技術人員查看澆次相關數據。
本實施例在某方坯連鑄機生產運行，實現了趨線監控向數字統計的轉變，使指標量化更加直觀。強化了煉鋼過程監管能力，可提醒工程技術人員快速查找引起液面波動的原因，并采取有效措施消除波動，提高液面波動合格率，合格率由最初的96%提高到98%以上，最高達到99%。實現恒拉速率穩態澆鑄，保證了鑄坯熱裝熱送，鑄坯降級改判率和廢品大幅度下降。