韶鋼板材廠寬板工序新增二切設(shè)備改造電氣控制系統(tǒng)

彭志玲

摘 要：本文著重介紹韶鋼第板材廠寬板工序新增二切設(shè)備改造電氣部分，并對其PLC系統(tǒng)作了簡要闡述。

關(guān)鍵詞：寬板工序；二切；電氣；控制系統(tǒng)

1 引言

寬板工序目前所使用的坯料主要由煉鋼廠1#和4#板坯連鑄機(jī)提供，1#板坯連鑄機(jī)主要生產(chǎn)4m以上的長定尺板坯、4#板坯連鑄機(jī)主要生產(chǎn)5m以上的長定尺板坯，短定尺鑄坯依靠離線人工二次切割實(shí)現(xiàn)。受現(xiàn)有設(shè)備條件限制，寬板工序目前的生產(chǎn)組織過程中，凡是需要二次切割的坯料，都需要下線冷卻，檢驗(yàn)合格后根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃需求，人工對坯料切割，冷裝入爐生產(chǎn)。存在著鑄坯熱損失大、切割毛刺無法去除進(jìn)而影響軋材表面質(zhì)量、人員操作條件差、勞動(dòng)強(qiáng)度高、生產(chǎn)率低等弊端。

2 二切改造必要性

綜合生產(chǎn)組織、物流及能耗成本、勞動(dòng)安全等眾因素，寬板工序新增二切設(shè)備是非常有必要的。

3 二切電氣控制系統(tǒng)

3.1電氣傳動(dòng)系統(tǒng)

a.切前輥道

切前輥道用來運(yùn)輸和支撐抽出裝置和火焰切割機(jī)間入口段的材料。輥道有4個(gè)可變速AC齒輪馬達(dá)，變頻傳動(dòng)，電機(jī)15KW。

b.切割輥道

切割輥道由6個(gè)輥驅(qū)動(dòng)并且由6個(gè)變速AC齒輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，每個(gè)馬達(dá)由其矢量傳動(dòng)控制。電機(jī)功率15KW。可移動(dòng)框架水平動(dòng)作靠比例閥驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)液壓缸控制。液壓動(dòng)作必須通過單磁閥起動(dòng)。提供2個(gè)極限開關(guān)用來檢測框架行程末端。

c.輸送輥道

輸送輥道分為兩部分。第一部分用來將板坯從切割輥道傳送到輸出區(qū)。在引錠桿穿入過程中，此輥道用來將一首歌運(yùn)輸?shù)綂A送輥。在引錠桿復(fù)位過程中并且當(dāng)引錠桿切斷后，此輥道用來將引錠桿運(yùn)輸?shù)酵７艆^(qū)。運(yùn)輸輥道靠23個(gè)變速AC齒輪電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)功率15KW。將提供2個(gè)升降擋板：一個(gè)用于引錠桿，另一個(gè)用在去毛刺機(jī)后輥道末端。此輥道末端的擋板用作安全擋板。氣動(dòng)電磁閥用來控制安全擋板的提升/下降。安全擋板的高位將由極限開關(guān)探測。安全擋板低位（離線）將由極限開關(guān)探測。板坯在升降擋板前的出現(xiàn)將由光電管檢測。

d.出坯輥道

變頻控制，電機(jī)功率15KW。輥道分為兩部分。

第一部分用來將板坯從上游輥道運(yùn)輸?shù)街虚g升降擋板。

第二部分將板坯從中間擋板運(yùn)輸?shù)阶罱K擋板。將提供兩個(gè)升降擋板：一個(gè)在輥道中間（中間擋板），另一個(gè)在輥道末端（最終擋板）。氣動(dòng)電磁閥用來控制擋板升降動(dòng)作，擋板的高位靠兩個(gè)極限開關(guān)檢測。擋板的低位（離線）靠兩個(gè)極限開關(guān)檢測。板坯出現(xiàn)在升降擋板前（下降/停止）由兩個(gè)光電管檢測。

e.去毛刺系統(tǒng)

去毛刺系統(tǒng)包括1個(gè)提升缸（上/下動(dòng)作）、2個(gè)限位開關(guān)（上/下動(dòng)作檢測）、1個(gè)傾斜缸（向前/向后動(dòng)作）、3個(gè)板坯位置探測器（光電管LB1，LB2，L3）等設(shè)備。

f.火焰切割機(jī)

火焰切割機(jī)為GEGA成套裝置，自帶一套PLC系統(tǒng)，與其他PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。

g.噴號機(jī)

噴號機(jī)為鐳目成套裝置，自帶一套PLC系統(tǒng)，與其他PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。

h.夾送輥

每組夾送輥配備兩個(gè)AC電機(jī)，上下各一個(gè)；每個(gè)電機(jī)由一個(gè)單驅(qū)動(dòng)裝置供電。該系統(tǒng)包括2、3、4、5、6、7、8號扇形段等7對電機(jī)傳動(dòng)的上下夾送輥。

該傳動(dòng)裝置為矢量控制型；電機(jī)的速度由脈沖發(fā)生器進(jìn)行檢測并作為傳動(dòng)系統(tǒng)的反饋數(shù)據(jù)。各電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)從PLC接收速度參數(shù)；PLC接收實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)速、、實(shí)際扭矩和電機(jī)軸的位置作為反饋。每個(gè)電機(jī)分別由變頻驅(qū)動(dòng)裝置控制；電機(jī)裝有冷卻風(fēng)機(jī)和一個(gè)用于速度反饋的脈沖發(fā)生器；2～4號扇形段裝有固定的制動(dòng)裝置，以在電機(jī)斷電時(shí)控制板坯和引錠桿。

i.對中裝置

對中裝置段裝有輥定位用液壓執(zhí)行裝置、控制壓下扇形段的比例閥、檢測液壓缸位置的線性位置傳感器、檢測液壓缸差壓的壓力傳感器、在動(dòng)力故障時(shí)控制位置的鎖定閥等裝置。

3.2基礎(chǔ)自動(dòng)化級

3.2.1PLC網(wǎng)絡(luò)

基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)以西門子PLC控制裝置為核心，采用S7—400系列的產(chǎn)品。PLC與子站、變頻器之間的通信通過Pr of i bus-DP網(wǎng)實(shí)現(xiàn)。Pr of i bus—DP用于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場層的高速數(shù)據(jù)傳送，主站周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息，總線循環(huán)時(shí)間必須要比上站（PLC）程序循環(huán)時(shí)間短，除周期性用戶數(shù)據(jù)傳輸外，Prof i bus —DP還提供智能化設(shè)備所需的非周期性通信以進(jìn)行組態(tài)、診斷和報(bào)警處理。

3.2.2系統(tǒng)人機(jī)接口HMC

PLC控制系統(tǒng)STEP7 V5.4 CN編程，上位機(jī)HMI監(jiān)控操作系統(tǒng)采用WINCCV6.0編程。該系統(tǒng)通過WINCCV6.0組態(tài)編程實(shí)現(xiàn)過程控制所必要的監(jiān)控和操作功能，包括存切割過程中各種設(shè)備狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)的動(dòng)態(tài)顯示、電氣設(shè)備的操作控制的顯示，以及故障報(bào)警、操作記錄，實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢曲線等。從而滿足工藝模型自動(dòng)控制、工況監(jiān)測、安全生產(chǎn)、介質(zhì)能耗計(jì)量等要求。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化系統(tǒng)的人機(jī)接口功能。

3.2.3電氣傳動(dòng)控制

電氣傳動(dòng)部分采用兩門子6SE70系列變頻器以及 MI CROMASTER440系列的全數(shù)字變頻調(diào)速裝置。MI CROMASTER 440系列主要用于火切機(jī)大車和割槍電機(jī)控制，火切機(jī)下輥道由6SE70系列變頻器控制。

MICROMASTER440通用型變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極晶體管（IGBT）作為功率輸出器件。因此，其具有很高的運(yùn)行可靠件和功能的多樣性，全面完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。

4 結(jié)論

在寬板工序現(xiàn)裝料輥道處，依次布置板坯輥道、對中裝置、火焰切割機(jī)、去毛刺機(jī)、噴號機(jī)等后，并通過PLC系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、控制，實(shí)現(xiàn)熱裝入爐對4#連鑄機(jī)下線后通過熱送輥道輸送的熱坯進(jìn)行二次切割、毛刺清理、在線噴號等，最終實(shí)現(xiàn)熱裝入爐，為寬板工序生產(chǎn)穩(wěn)定、順行創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)

[1]張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器.2版 [M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2003.

[2]李浩.現(xiàn)代切割技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用.2005

（作者單位：廣東韶鋼工程技術(shù)有限公司）