時玉玲山東萊蕪鋼鐵股份有限公司板帶廠，山東萊蕪 271126

0 引言

隨著市場競爭越來越激烈，各地寬帶項(xiàng)目產(chǎn)能的進(jìn)一步釋放，窄帶所面臨的競爭越來越大，為了適應(yīng)市場的要求，必須提高產(chǎn)品質(zhì)量和加大產(chǎn)品開發(fā)力度，增大活套容量，加強(qiáng)對帶鋼板型的控制，減少堆鋼、減少軋輥壓力，有利于厚度控制，同時可以拓寬產(chǎn)品規(guī)格，軋制薄規(guī)格產(chǎn)品。為增加效益，開發(fā)完善各項(xiàng)技術(shù)功能，減少廢品，提高產(chǎn)量、成材率以及減少故障停機(jī)時間，故必須對活套控制系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1 技術(shù)方案的確定與研究

1.1 總體技術(shù)思路

活套電機(jī)型號為ZZJH-806，電機(jī)功率22.4kW，轉(zhuǎn)速650/1950rpm，額定電壓220V，額定電流118A。電機(jī)要求長時間儲運(yùn)堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)只有一周半，根據(jù)工藝要求部分薄規(guī)格產(chǎn)品軋制電機(jī)堵轉(zhuǎn)電流要維持在120A，在開發(fā)新品種軋制薄規(guī)格時要求增大堵轉(zhuǎn)電流到200A，而原控制系統(tǒng)為Mentor IIM105R，系統(tǒng)額定電流為105A，再軋制極限規(guī)格時裝置只能超負(fù)荷運(yùn)行，因此原控制系統(tǒng)不能適應(yīng)產(chǎn)品規(guī)格擴(kuò)展的要求，且今后還要擴(kuò)展產(chǎn)品規(guī)格，軋制薄規(guī)格的產(chǎn)品的比例不斷增大，控制系統(tǒng)將會迅速老化、損壞。為此要求更換活套控制系統(tǒng)，且考慮今后擴(kuò)展的要求，選定用西門子6RA7078-6DV62直流調(diào)速裝置，其額定電流為280A，滿足擴(kuò)展要求。選用西門子系列的調(diào)速裝置有兩大好處：

一是采用的是西門子S7-400型PLC、6RA70系列調(diào)速裝置與具有強(qiáng)大通訊功能的PLC，可以實(shí)現(xiàn)故障信息的再現(xiàn)檢測，并可以把活套電機(jī)的電樞電壓、電樞電流等信號通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)施采集到PLC中，用于檢控電機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時同主機(jī)電流放在一個畫面里比較，就可判斷活套起、落套是否準(zhǔn)確，為判斷活套是否早套或者不落套提供技術(shù)依據(jù)。如下圖1所示，紅色和綠色波形為F1、F2主機(jī)電流，黃色為H1活套電流，可以明顯看出在F2主機(jī)負(fù)荷建立后瞬間H1活套起套動作，然后再F1主機(jī)電流消失后，F(xiàn)2主機(jī)電流消失前H1自動落套，證明整個系統(tǒng)監(jiān)控正常，且設(shè)備運(yùn)行正常。

二是西門子系列直流調(diào)速裝置動態(tài)響應(yīng)迅速，且分辨率高，其分辨率為0.00～650.00s，活套起落套控制，采用根據(jù)主機(jī)咬鋼負(fù)荷信號自動進(jìn)行控制的形式。實(shí)際生產(chǎn)過程中，軋制速度有時常變化，控制活套起落套的時間點(diǎn)難恰到好處，若連軋過程中套量過大，容易產(chǎn)生迭軋堆尾或甩尾拍擊軋輥等的情況。在實(shí)際應(yīng)用以后活套起、落套時間控制明顯較前控制系統(tǒng)準(zhǔn)確，動態(tài)遲滯時間在620m/s以內(nèi)，較原系統(tǒng)有較大改善。

1.2 技術(shù)方案

1）電機(jī)主回路及控制回路原理

活套張力控制主要依靠電機(jī)電流，必須保證電機(jī)輸出電流穩(wěn)定，才能保證活套張力維持在恒定的水平，活套控制系統(tǒng)必須使用電流環(huán)控制，所以控制需要增加一個輸入信號控制活套張力的投入，給定信號必須要有起套、落套、張力投入三個。改用西門子6RA70調(diào)速裝置后通過系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)整，可以通過直接把給定加在電流環(huán)直接作用于輸出，就可減少張力投入這一輸入信號，為PLC節(jié)約一個輸出點(diǎn)，同時簡化PLC的內(nèi)部程序。

圖1 主機(jī)電流顯示

2）安全連鎖控制

由于活套控制系統(tǒng)安裝于主電室三樓，而電牌的停送的登記工作在主電室一樓進(jìn)行。為了保證安全不允許電話預(yù)約停送電，所以停送電工作必須在一樓登記后，然后值班人員跑到三樓進(jìn)行停送電作業(yè)，這樣操作非常浪費(fèi)時間和增加工人作業(yè)強(qiáng)度，特別是在緊急搶修中，有時一共用5min就能完成的操作，光停送電就需要10min，大大降低了工作效率。為解決這一問題，設(shè)置了活套交流接觸器控制兩地操作，在主電室一樓原主機(jī)的直流操作屏上，利用備用按鈕和指示燈設(shè)置交流分、合閘按鈕，分閘按鈕與三樓的分閘按鈕串聯(lián)，合閘按鈕與三樓的合閘按鈕并聯(lián)，并利用接觸器的輔助開關(guān)在一樓和三樓分別帶分合閘指示燈。為了提高系統(tǒng)的安全性，保證停送電牌位置控制的優(yōu)先性，在控制電源側(cè)加裝轉(zhuǎn)換開關(guān)HK放置在一樓，只要在一樓拿取電牌后分?jǐn)噢D(zhuǎn)換開關(guān)HK，三樓就不能進(jìn)行送電操作，確保的停送電的安全高效。（原理如圖2所示）

2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

采用西門子系列直流調(diào)速裝置，動態(tài)響應(yīng)迅速、且分辨率高，克服了原直流調(diào)速裝置使用至今已十余年、備件老化嚴(yán)重、動態(tài)響應(yīng)能力不足的缺點(diǎn)，優(yōu)化了系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，節(jié)約了備件費(fèi)用，拓展了系統(tǒng)擴(kuò)展空間；S7-400型PLC，6RA70系列調(diào)速裝置與PLC的通訊功能強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)故障信息的再現(xiàn)檢測。設(shè)置了活套交流接觸器控制兩地操作，在主電室一樓直流操作屏上，設(shè)置交流分、合閘按鈕，分閘按鈕與三樓的分閘按鈕串聯(lián)，合閘按鈕與三樓的合閘按鈕并聯(lián)，并利用接觸器的輔助開關(guān)在一樓和三樓分別帶分合閘指示燈。這樣分、合閘在一樓和三樓都可操作，且有明確指示。

為提高系統(tǒng)的安全性，保證停送電牌位置控制的優(yōu)先性，在控制電源側(cè)加裝轉(zhuǎn)換開關(guān)HK放置在一樓，這樣只要在一樓拿取電牌后分?jǐn)噢D(zhuǎn)換開關(guān)HK，三樓就不能進(jìn)行送電操作，確保停送電的安全高效。

3 結(jié)論

圖2兩地操作原理圖

620 mm帶鋼活套張力動態(tài)響應(yīng)調(diào)節(jié)與優(yōu)化項(xiàng)目在增加投資很小的前提下，采用兩地操作控制確保的停送電的安全高效，實(shí)現(xiàn)了提高安全系數(shù)和增加工作效率的雙贏。

通過系統(tǒng)改造，提高了活套控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度，優(yōu)化了系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，節(jié)約了備件費(fèi)用，拓展了系統(tǒng)擴(kuò)展空間。通過對系統(tǒng)的實(shí)際測試顯示，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作簡單方便，控制精度高，主副傳動響應(yīng)速度快，故障率低，維護(hù)方便快捷，改善了活套控制功能，對提高帶鋼材產(chǎn)量質(zhì)量起到了積極作用及取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]6RA70系列全數(shù)字直流調(diào)速裝置使用說明書[S].

[2]崔維群,孫啟法.S7-300/400可編程控制器原理與應(yīng)用[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008.