河鋼宣鋼檢修公司 樊 番

宣鋼一棒電氣設(shè)備的技術(shù)攻關(guān)和功能優(yōu)化

河鋼宣鋼檢修公司 樊 番

宣鋼生產(chǎn)線投入十余年以來，原有設(shè)備已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品質(zhì)量的升級和生產(chǎn)工藝需求，各種故障也逐步表征出來。為盡快達(dá)到一棒產(chǎn)品質(zhì)量提升，展開對部分區(qū)域電氣設(shè)備進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)和功能優(yōu)化，電氣設(shè)備故障率明顯降低，滿足了產(chǎn)品質(zhì)量的升級和生產(chǎn)工藝需求，提高了生產(chǎn)作業(yè)率。

宣鋼一棒；電氣設(shè)備；技術(shù)攻關(guān)；功能優(yōu)化

1 引言

宣鋼一棒生產(chǎn)線投產(chǎn)于2003年，其電氣控制部分采用安薩爾多進(jìn)口原裝設(shè)備。隨著市場對棒材產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提升，宣鋼結(jié)合自身發(fā)展實(shí)際，確立了提升產(chǎn)品質(zhì)量的戰(zhàn)略發(fā)展模式，一棒生產(chǎn)線生產(chǎn)十余年以來，原有設(shè)備已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品質(zhì)量的升級和生產(chǎn)工藝需求，各種故障也逐步表征出來，嚴(yán)重制約著一棒生產(chǎn)線提升產(chǎn)品質(zhì)量的順利進(jìn)行。

為盡快達(dá)到一棒產(chǎn)品質(zhì)量提升，經(jīng)研究論證，第一步解決主傳動(dòng)誤報(bào)警自由停車問題，提高設(shè)備運(yùn)行率，降低對各品種開發(fā)生產(chǎn)的影響。第二步將冷剪剪前電磁輥改為磁性鏈，提高剪切定尺率。第三步展開對PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)問題技術(shù)攻關(guān)，降低網(wǎng)絡(luò)故障，提高生產(chǎn)產(chǎn)能及產(chǎn)品質(zhì)量。

2 技術(shù)攻關(guān)和功能優(yōu)化

2.1 主傳動(dòng)故障技術(shù)攻關(guān)

主傳動(dòng)采用意大利安薩爾多公司的直流調(diào)速系統(tǒng)，其控制中立即停車報(bào)警和延時(shí)停車報(bào)警使用A20和A21模塊，下面簡述A20和A21模塊功能。

A20(PROMPT STOP)模塊為立即停車模塊，所包括的故障有：DRIVE FUSES-傳動(dòng)快熔故障；MOTOR OVERSPEED-電機(jī)超速故障；MOTOR WINDINGS TEMPREATURE-電機(jī)繞組超溫故障；MOTOR BEARINGS TEMPREATURE-電機(jī)軸承超溫故障。若相應(yīng)軋機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)以上故障時(shí)，A20模塊顯示面板相應(yīng)故障燈亮，聲光報(bào)警工作。傳動(dòng)立即執(zhí)行停車命令，總進(jìn)線開關(guān)自動(dòng)分閘，勵(lì)磁控制器停止，相應(yīng)軋機(jī)立即停車，若軋線有鋼，1#、2#飛剪碎斷。同時(shí)，A20模塊將報(bào)警信號傳入PLC，并通過客戶機(jī)顯示畫面顯示報(bào)警信息。

A21(DELAY STOP)模塊為延時(shí)停車模塊，所包括的故障有：DRIVE VENTILATION-傳動(dòng)風(fēng)機(jī)故障；MOTOR FAN OVERLOAD-電機(jī)風(fēng)機(jī)過載；AIR THERMOSTAT-空氣調(diào)溫器故障；AIR PRESSURE SWITCH-風(fēng)壓開關(guān)故障；WATER FLOW DETECTOR-水流檢查故障；WATER LEACK DETECTOR-漏水檢測故障。若相應(yīng)軋機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)以上故障時(shí)，A21模塊顯示面板相應(yīng)故障燈亮，聲光報(bào)警工作。故障信號經(jīng)PLC，延時(shí)控制相應(yīng)軋機(jī)。若軋機(jī)內(nèi)無鋼，所有軋機(jī)自由停車，故障軋機(jī)總進(jìn)線開關(guān)自動(dòng)分閘，勵(lì)磁控制器停止，其他軋機(jī)及輥道自動(dòng)停車；若軋機(jī)內(nèi)有鋼，軋機(jī)延時(shí)3分鐘停車，相應(yīng)故障軋機(jī)總進(jìn)線開關(guān)自動(dòng)分閘，勵(lì)磁控制器停止，同時(shí)，A21模塊將報(bào)警信號傳入PLC，并通過客戶機(jī)顯示畫面顯示報(bào)警信息。

自生產(chǎn)以來，9架、11架等架次均出現(xiàn)過在運(yùn)行狀態(tài)下出現(xiàn)堆鋼和自由停車的現(xiàn)象，特別是11架。這種現(xiàn)象剛開始偶爾發(fā)生，近兩年頻繁發(fā)生，經(jīng)過更換各種傳動(dòng)柜中各種板卡和元器件，并更改PLC中程序，故障還一直未消除。最后無意發(fā)現(xiàn)A20和A21模板工作不穩(wěn)定，有時(shí)突然出現(xiàn)瞬時(shí)故障，引起誤報(bào)警停車，隨后A20和A21模板故障瞬間消失。因此，采取措施為：將各個(gè)報(bào)警信號不通過A20和A21模塊，直接輸入PLC，由PLC來控制傳動(dòng)的報(bào)警停車，這樣根除了去中間的故障環(huán)節(jié)。A20和A21模塊不參與報(bào)警控制，只作為報(bào)警顯示。

2.2 冷剪前永磁鏈改造

一棒冷剪采用移動(dòng)定位剪切方式，原冷剪前使用電磁輥吸附鋼作為移動(dòng)固定定位，但原電磁輥吸附力不夠，與鋼又是點(diǎn)接觸，吸附切鋼過程中，鋼固定不牢，容易發(fā)生位移、跑偏、彈跳，冷剪剪切定尺不準(zhǔn)確，影響棒材成品定尺率。

為解決冷剪剪切定尺不準(zhǔn)的難題，將剪前四根電磁輥改為磁性鏈。將電磁輥改為磁性鏈有以下優(yōu)點(diǎn):

（1）磁場強(qiáng)度由原4顆電磁輥的200Gs提高到磁性鏈的800Gs（相當(dāng)于16顆電磁輥產(chǎn)生的磁力）。

（2）由點(diǎn)接觸改為面接觸，消除鋼在剪切過程中發(fā)生的位移、跑偏、彈跳情況，可達(dá)到誤差±25mm標(biāo)準(zhǔn)。

（3）磁性鏈為永磁體材質(zhì)，完全不使用電磁部分的所有裝置，消除電磁故障點(diǎn)，提高生產(chǎn)作業(yè)率。

改為磁性鏈后也給電氣方面帶來了一些新的難題。

（1）磁性鏈改造后，電磁部分取消，需去掉原電磁輥給磁部分及連鎖控制。

（2）電磁輥改為磁性鏈后，電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，原電機(jī)變頻器容量不夠，經(jīng)常啟動(dòng)時(shí)報(bào)過載故障。

（3）減速機(jī)減速比發(fā)生變化。

（4）磁性鏈振動(dòng)大，各檢測元件包括剪前光柵、磁性鏈速度編碼器及其連接器經(jīng)常出現(xiàn)損壞。

（5）磁性鏈磁性強(qiáng)，干擾嚴(yán)重，對檢測元件及其線路的正常運(yùn)行造成影響，甚至損壞各檢測元件。

因此，針對上述問題，采取以下措施：

（1）原設(shè)計(jì)為，電磁輥必須有磁，冷剪才執(zhí)行剪切命令，因此修改程序去掉原電磁輥給磁部分及連鎖控制。

（2）對逆變器增容，由SVGT028（28KW）增加到SVGT036（36KW）。

（3）減速機(jī)減速比發(fā)生變化，通過計(jì)算、修改程序確定速度。

（4）針對磁性鏈振動(dòng)大情況，對冷剪前光柵及磁性鏈速度編碼器安裝進(jìn)行改造。

（5）磁性鏈速度編碼器選用抗磁性干擾性能，且加強(qiáng)線路屏蔽，降低磁性鏈的干擾因素。

2.3 PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)功能優(yōu)化

使用PROFITRACE網(wǎng)絡(luò)測試分析儀對PLC1網(wǎng)絡(luò)總線進(jìn)行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)中各基站的運(yùn)行電壓參差不齊，如5站、8站電壓較低，17站運(yùn)行電壓波動(dòng)大，傳輸波形形狀不規(guī)則，波峰和波谷大多為圓弧狀，非常容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失情況，引起網(wǎng)絡(luò)故障。因此，針對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，采取以下措施：

（1）更改網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，降低網(wǎng)絡(luò)長度，避免干擾

（2）在滿足工藝要求的前提下，降低PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)通訊傳輸速率，傳輸速率由1.5MB/s降為187.5KB/s，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸距離，降低報(bào)文丟失故障概率。

（3）增加DP網(wǎng)絡(luò)中繼器和有源終端電阻，提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定度。DP網(wǎng)絡(luò)中繼器起到信號隔離、放大的作用，能夠有效增加信息傳輸距離，降低干擾因素；有源終端電阻較DP網(wǎng)頭電阻穩(wěn)定性強(qiáng)，提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定度，降低網(wǎng)絡(luò)故障率。

（4）更改DP網(wǎng)頭，將壓接式改為固定式，并將網(wǎng)線頭溜錫，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行穩(wěn)定度。

（5）重新做接地，并將數(shù)字地和公共地分開，避免接地系統(tǒng)存在電勢差，出現(xiàn)干擾電流，利于整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

經(jīng)對PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)改造后,使用PROFITRACE網(wǎng)絡(luò)測試分析儀再次測試，發(fā)現(xiàn)各基站的運(yùn)行電壓總體平穩(wěn)，略高于標(biāo)準(zhǔn)電壓5V，并且運(yùn)行波動(dòng)小。傳輸波形形狀基本為標(biāo)準(zhǔn)方波，網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)良好。

3 小結(jié)

通過對一棒部分區(qū)域電氣設(shè)備進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)及功能優(yōu)化，這些區(qū)域的電氣設(shè)備故障率明顯降低，滿足了產(chǎn)品質(zhì)量的升級和生產(chǎn)工藝需求，提高了生產(chǎn)作業(yè)率。