连轧管机组电气控制系统研究与应用

发布于:2021-11-30 23:01:16

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 连轧管机组电气控制系统研究与应用 作者:王宝功 来源:《中国新技术新产品》2013 年第 02 期 摘 要:本文主要介绍了太原钢铁(集团)有限公司不锈钢无缝管厂连轧管机组的结构和 组成。论述了轧机在生产中的应用情况以及电气控制系统的特点。 关键词:轧机;电气 ;控制 中图分类号:TG333 文献标识码:A 概述 随着国民经济的发展,无缝钢管的用途越来越广泛,用户对产品质量的要求也越来越高 [1]。特别是 API 标准的石油套管和油气管,精度要求较高辊道管,机械设备专用管,不但在 钢级和焊缝质量上有严格的要求,对钢管的直线度也有很高的要求[2]。根据设备和工艺特征 的不同,目前国内已建和在建的无缝钢管热连轧生产线可分为 MPM、PQF 和 FQM 3 种类型 [3]。 太原钢铁(集团)有限公司 5 万吨不锈钢无缝管厂主要生产不锈钢钢管。其矫直机为辊式 钢管矫直机。本文主要论述连轧管机组电气控制系统以及其装备特点。 1 机械设备组成 包括上料装置,主传动系统和转向箱,曲轴传动装置,机架装配,主机座装配,出口入口 卡盘,回转送进装置,中间床身,传动轴,过渡齿轮箱、芯棒润滑装置,芯棒装置,芯棒定心 装置,成品管快速拉出装置,出料台架。 2 电气控制技术介绍 轧管机电气控制系统组成包括轧管机主机速度控制,送进电机跟踪控制,机组自动化控 制、HMI 等。本设备系统配置水*如下: 轧管机主传动、送进传动均采用全数字交流变频传动系统。传动装置选用西门子产品,与 PLC 通讯采用 PROFIBUS-DP。其中主传动整流装置带有能量回馈功能。 PLC 控制系统选用西门子公司生产的 S7-300-2DP 系列,用远程 I/O 控制方案。控制系统 中将远程 I/O 模块分散配置于系统各控制柜、操作台内。在轧管机操作台安装 HMI 人机界 面,通过 PROFIBUS 网与 PLC 通讯,PLC 与传动装置、HMI 人机界面构成一体化自动化网 络。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 计算机系统具有独特的调整参数预显示功能、轧制状态监控及故障综合报警功能。轧制过 程中速度、电流等主要参数都显示在屏幕上。操作人员亦可随时调用查阅机、电、液设备的操 作说明、维护要点、注意事项等相关内容。低压电气元件选用施奈德产品。主要检测元件如: 编码器、接*开关等选用进口产品。 2.1 传动控制系统 轧制主传动采用一台交流电机传动,送进采用另一台交流电机,两台电机轧制速度由编码 器控制实现同步,电机传动装置选用西门子变频器 6SE70 系列,编码器反馈,调速精度可达到 0.1%,完全能满足轧制要求。系统主要特点如下: 通过配置通讯板实现与 PLC 可编程序控制器的通讯,大量的数据信息如:装置工作状 态、故障时的故障诊断信息等数据均可通过网络与 PLC 交换并显示在 HMI 人机界面上。 丰富的故障诊断功能,在系统中设置多达数十种的故障诊断与报警,任何常见故障都可准 确判断,如:失测速、电源缺相等,使系统维护工作量大大减少。 2.2 PLC 控制系统 轧管机的自动化系统用一套 PLC 装置,PLC 控制系统采用远程 I/O 控制方案。PLC 选用西 门子公司的 S7-300-2DP 系列。PLC 与传动装置、HMI 人机界面间信号传送采用网络通讯方式 进行(PROFIBUS-DP 网)。整个控制系统构成一体化自动化网络。系统具有如下优点: (1) 用通讯的方式代替了点对点的多线连接传送方式,从根本上解决了由于连线原因造 成的故障,提高了系统的可靠性,减少了维护工作量。 (2) 避免导致大范围的布线,不但可以降低电缆成本,并且可使现场进行系统调整或功 能扩展时具有较高的灵活性。 (3)采用分散配置远程 I/O 的控制方式使每个远程 I/O 控制单元都有明确的控制范围。使 现场的调试与维护更加简单。 2.3 PLC 主要功能: 机组顺序及工艺联锁控制:负责整个机组的工艺自动化操作,包括各系统的启、停控制, 相互间的连锁,工作制的选择等。设备检测,电磁阀的控制,采用远程 I/O 模块控制。事故时 PLC 作出相应的处理。主令控制及状态显示: (1) 通过配置在操作台内的远程 I/O 模块接收处理来自操作台上的操作控制指令并传送 至 PLC,PLC 根据操作指令及相应联锁条件对控制系统进行主令控制。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn (2) 接受来自数据网络的轧管机工作参数,在 HMI 人机界面屏幕上以画面的形式集中 显示,取代操作台上的模拟仪表。 故障检测及分类报警:PLC 通过网络实时采集传动系统等的工作状态数据,判断系统各部 分是否处于正常工作状态。当检测到系统故障时,PLC 将根据检测到的故障及轧管机目前的工 作状态进行相应的保护和报警提示。基础自动化网络通讯:通过配置相应的通讯模块完成与远 程 I/O、传动系统、HMI 人机操作界面的通讯。 3 轧机特点 在轧机的设计中,充分吸取了已经设计投产的两辊冷轧管机的调试经验,对轧机使用中发 现的不完善之处作改进设计、优化了设备性能参数设计而成,使轧机更符合不锈钢的轧制特 点。 (1) 主传动系统用高强度尼龙片基传动*皮带传动,受力均匀,运转可靠、*稳,轧机 系统具过载保护功能。而大皮带轮可起到飞轮作用,便于工作机架启动;同时又可减轻负扭矩 对主电动机冲击。 (2) 主电机和丝杠传动电机用交流变频电机,控制系统采用西门子全数字调速系统,电 机维护成本低,系统可靠稳定。 (3) 采用气囊离合器和液压钳盘式制动器与大皮带轮相连接,装料或处理事故时不必要 停开主电机就能够使轧机快速制动、准确停车,快速启动轧制,主电机运转*稳,工作状态 好。同时对轧机系统具有过载保护功能。 (4) 采用 PLC 程序控制上料,出料,穿管等工序,自动化程度高。 结语 本文主要论述了太原钢铁(集团)有限公司 5 万吨不锈钢

相关推荐

最新更新

猜你喜欢