铸坯自动打号及跟踪系统在南钢方坯连铸机的应用

李骏

摘 要：本文基于南钢炼钢厂三台方坯连铸机打号及跟踪系统项目，介绍了打号机及炉号跟踪系统的基本构成，给出了打号及及跟踪系统与连铸机L1级PLC的接口与控制逻辑，实现了打号机的正常使用，实现了铸坯全程自动跟踪的功能，杜绝了混钢问题的发生，为质量判定系统的正常应用打下了坚实的基础。

关键词：打号机；跟踪系统；连铸机

1 项目概况

铸坯自动打号机（以下简称打号机）作为一种新型的铸坯标识设备，它采用电控方式取代了以往手工写号作业方式，弥补了喷号机因断面小无法在方坯连铸使用的缺陷。打号机根据网络传输或工控机录入的铸坯编号，由PLC转换成相应的控制逻辑，通过输出一系列的控制信号，驱动字模置换装置将字模通过冲击装置的冲击，按照PLC给定的信号，击打到要求的铸坯断面，在铸坯断面留下凹陷字痕，从而达到标识铸坯的目的，使标识永不磨灭。打号完成后通过跟踪系统摄取已打号的铸坯断面图像，通过L2级传至轧钢，实现对铸坯的全程自动跟踪。

南钢炼钢厂配备3台多流方坯连铸机，其中1#机为5流大断面，2#、3#机为7流小断面。新增GREEN PROJECT公司自动打号及跟踪系统调试完成后，成功解决了终端辊道、升降挡板、提钢机等设备和打号机之间的安全连锁、互锁功能，保障了设备运行的安全性，实现了打号机的正常使用；解决了原来打号周期不足的问题，实现了铸坯支支标识，坯号全称跟踪的功能，杜绝了混钢问题的发生。

2 打号机及跟踪系统概述

本项目采用GREEN PROJECT（简称GP）公司打号机及跟踪系统，核心设备为安装于辊道末端垂直于出钢方向的滑轨上的2个集成了照明/摄像系统的一体化打号头，可在连铸机各流之间自由移动，见下图1。

该系统采用电控驱动方式，由PLC控制打号头横向移动到相应流打号位置后前伸到达工作位，使字模通过控制系统击打到铸坯断面，在铸坯断面留下凹陷的字痕，标印出根据网络传输或工控机录入的铸坯编号（包含炉号、流道号、序列号等），达到标识铸坯的目的。打号完成后打号头后退会到原位，照明/摄像系统前伸到工作位，对标识符号进行拍照并将钢坯照片传输至L2级服务器，与轧钢安装的相应读取系统配合，实现对钢坯的全程自动跟踪。拍照完成后全系统复位，准备进入下一打号循环。实际拍照效果见下图2。

3 与连铸接口及控制逻辑

打号/跟踪系统主PLC通过网线连接到连铸机L1级PLC控制系统，通过工业以太网实现与连铸公共PLC的数据交换，L2级系统下发的炉号以及各流PLC于打号/跟踪系统的数据交换均通过公共PLC中转。

系统控制逻辑如下：（1）连铸坯到达终端辊道末端时触发热检有钢信号，辊道停止运行，顶升装置将钢坯末端顶起，升降挡板落下，完成打号准备同时向打号/跟踪系统发出准备好信号；（2）HMI操作画面选择需要进行打号，升降挡板下落到位且提钢机不在下降位时向打号/跟踪系统发出打号请求信号。同时以字符串格式将铸坯编号下发到打号/跟踪系统；（3）打号/跟踪系统控制两个打号头根据请求顺序依次完成各流钢坯的打号及拍照，打号头复位后向连铸PLC发送该流工作完成信号；（4）收到完成信号后顶升装置及升降挡板复位，提钢机将钢坯移至冷床，工作循环结束。

铸坯编号的格式为“炉号”+“流道号”+“铸坯序列号”。

（1）每次新钢水包上连铸机时L2级系统下发新炉号，连铸公共PLC以队列型式保存3个炉号，已拉坯数（各流铸坯序列号之和）达到坯号工根据钢水重量和铸坯规格计算后录入HMI的炉铸坯总数后自动更新下一炉号。

（2）流道号为固定值，与连铸机各流一一对应。

（3）各流的铸坯序列号在炉号更新时统一清零，之后每次升降挡板落下到位时加1。

4 系统应用效果

该系统成功投入使用后，极大地改善工人劳动强度和劳动环境；避免人工标识导致的人为错误，有效防止混钢事故的发生；便于科研、质量和物料跟踪及可追溯性管理；实现了在线物流自动化，提升了炼钢方坯连铸机的综合性能和自动化水平。

参考文献：

[1]GREEN PROJECT打号机系统及跟踪系统产品功能说明书[S].

[2]GREEN PROJECT读取系统产品功能说明书[S].endprint