王紅偉 蔡利華 馬艷菊

摘 要：隨著電力電子技術(shù)、PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC控制的變頻器調(diào)速系統(tǒng)是集自動(dòng)控制、微電子、電力電子、通信等技術(shù)于一體的高科技技術(shù)，它以很好的調(diào)速、節(jié)能性能和低故障率、高可靠性在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了玉鋼棒材生產(chǎn)線2#收集成捆前輥道電氣控制的問(wèn)題，以及用PLC和變頻器在原有的基礎(chǔ)上對(duì)2#收集成捆前輥道電氣控制部份進(jìn)行改造的情況。通過(guò)改造，不僅解決了原有問(wèn)題，還取得了較好的運(yùn)行效果。

關(guān)鍵詞：變頻器 PLC 輥道 改造

中圖分類(lèi)號(hào)：TG334 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（a）-0-02

隨著電力電子技術(shù)、PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC控制的變頻器調(diào)速系統(tǒng)是集自動(dòng)控制、微電子、電力電子、通信等技術(shù)于一體的高科技技術(shù)，它以很好的調(diào)速、節(jié)能性能和低故障率、高可靠性在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。

1 棒材線2#收集成捆前輥道的電氣控制問(wèn)題

隨著產(chǎn)能的不斷提升，玉鋼軋鋼廠棒材生產(chǎn)線原有的1#收集系統(tǒng)，不能滿足產(chǎn)量提升的要求，于是新增了2#收集系統(tǒng)。2#收集系統(tǒng)的成捆前輥道輥?zhàn)邮怯?0臺(tái)4kW減速機(jī)電動(dòng)機(jī)二合一進(jìn)行拖動(dòng)，原設(shè)計(jì)未考慮調(diào)速，輥道輸送線速度為1.2m/s，其電氣控制采用繼電器-接觸器控制方式存在以下主要問(wèn)題。

1.1 電動(dòng)機(jī)故障多

成捆前輥道為滿足軋制生產(chǎn)所需，要把輸送鏈上的所有成品——帶肋鋼筋輸送到打包區(qū)域，因其工作任務(wù)繁重，輥道電動(dòng)機(jī)匝間短路、斷相和接地故障時(shí)有發(fā)生，造成電動(dòng)機(jī)頻繁燒損。

1.2 控制系統(tǒng)的可靠性差

由于成捆前輥道動(dòng)作頻繁及導(dǎo)電性粉塵環(huán)境，繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的可靠性差、故障率高（空開(kāi)、接觸器經(jīng)常發(fā)生燒損、觸頭粘死）、處理故障困難、維護(hù)費(fèi)用高。

1.3 輥道輸送速度不能調(diào)整

電動(dòng)機(jī)不能調(diào)速，導(dǎo)致軋制品種、負(fù)載變化時(shí)，啟動(dòng)、運(yùn)行不平穩(wěn)，容易造成亂鋼或阻鋼，同時(shí)對(duì)堵頭的擋板或底座螺栓造成損壞。

1.4 影響生產(chǎn)順行

只要2#收集系統(tǒng)的成捆前輥道發(fā)生故障，就會(huì)導(dǎo)致2#收集系統(tǒng)不能使用，影響班產(chǎn)量。

2 棒材線2#收集成捆前輥道的電氣控制方式改造

基于以上原因，玉溪新興鋼鐵有限公司決定采用PLC控制代替原繼電器-接觸器控制對(duì)2#收集系統(tǒng)的成捆前輥道控制系統(tǒng)實(shí)施改造，以實(shí)現(xiàn)變頻器軟啟、軟停和調(diào)速。本著控制成本，盡量利用現(xiàn)使用的設(shè)備和備件進(jìn)行改造的原則，故本次2#收集系統(tǒng)的成捆前輥道電氣改造主要包括的成捆前輥道電動(dòng)機(jī)、輥道分配箱和控制柜到電動(dòng)機(jī)的電纜均使用原有的元件和材料，輥道電動(dòng)機(jī)PLC控制部分采用2#收集的GE 90-30系列PLC控制系統(tǒng)的空余點(diǎn)，與新增的安川變頻器相結(jié)合的控制方式替代原有控制方式，如圖1所示。

該電氣控制方式是通過(guò)主令控制器或電位器進(jìn)行輸入給定，利用變頻器來(lái)控制成捆前輥道的起動(dòng)、停止、可逆運(yùn)轉(zhuǎn)與速度調(diào)節(jié)。PLC接收主令控制器的速度控制信號(hào)。這些信號(hào)包括：主令控制器發(fā)出的正、反轉(zhuǎn)信號(hào)、電動(dòng)機(jī)準(zhǔn)備好信號(hào)及啟動(dòng)、急停、復(fù)位等信號(hào)，信號(hào)全部采用匯點(diǎn)式輸入。PLC針對(duì)這些信號(hào)完成系統(tǒng)的邏輯控制功能，并向變頻器發(fā)出起、停、正、反轉(zhuǎn)及調(diào)速等控制信號(hào)，使電動(dòng)機(jī)處于所需的工作狀態(tài)。變頻器接收PLC提供的控制信號(hào)，并按設(shè)定向電動(dòng)機(jī)輸出可變頻、變壓的電源，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟、軟停，正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。

3 輥道控制及工作過(guò)程描述

當(dāng)輥道分配箱內(nèi)電動(dòng)機(jī)斷路器開(kāi)關(guān)完全閉合，主回路空氣開(kāi)關(guān)處于合位，正反轉(zhuǎn)選擇開(kāi)關(guān)處于零位，此時(shí)才能按下合閘按鈕，繼電器HM線圈得電，繼電器HM觸點(diǎn)接通主回路接觸器KM線圈，接觸器吸合，變頻器上電。其合閘控制過(guò)程，如圖1所示。

以低速正轉(zhuǎn)為例，輥道控制及工作過(guò)程是：當(dāng)正/反轉(zhuǎn)/停止選擇開(kāi)關(guān)打到正轉(zhuǎn)位置時(shí)，PLC輸出模塊輸出DC24V到繼電器K1線圈，K1線圈得電后觸點(diǎn)閉合，變頻器順序控制公共點(diǎn)SC與S1輸入端接通，變頻器正轉(zhuǎn)運(yùn)行指令傳遞到變頻器控制板。此時(shí)速度選擇開(kāi)關(guān)檔位若在低速檔位置，則繼電器K3線圈得電，K3線圈得電后觸點(diǎn)閉合，變頻器順序控制公共點(diǎn)SC與S5輸入端接通，變頻器多段速指令1傳遞到變頻器控制板，變頻器按低速預(yù)先設(shè)定的輸出頻率25Hz輸出，電動(dòng)機(jī)得電開(kāi)始低速正轉(zhuǎn)運(yùn)行。

當(dāng)速度選擇開(kāi)關(guān)檔位打到中速或高速位時(shí)，繼電器K4或K5線圈得電，變頻器順序控制公共點(diǎn)SC與S6或S7輸入端接通，變頻器多段速指令2或3傳遞到變頻器控制板，變頻器按預(yù)先設(shè)定的輸出頻率35Hz或45Hz輸出，電動(dòng)機(jī)速度隨變頻器輸出頻率的改變而變化，達(dá)到調(diào)整速度的目的。

操作工可以根據(jù)軋制的規(guī)格品種的不同，選擇低、中、高三檔速度，反轉(zhuǎn)操作同理。

變頻器故障時(shí)，按下復(fù)位按鈕，繼電器RM線圈得電，觸點(diǎn)閉合后，變頻器順序控制公共點(diǎn)SC與S5輸入端接通，復(fù)位信號(hào)傳遞到變頻器控制板，若故障不復(fù)存在，則變頻器進(jìn)行故障復(fù)位。

當(dāng)檢修或停產(chǎn)時(shí)，正/反轉(zhuǎn)/停止選擇開(kāi)關(guān)打回停止位，變頻器輸出截止，按下分閘按鈕 ，繼電器FM線圈得電，觸點(diǎn)閉合后，主回路接觸器KM線圈失電，接觸器斷開(kāi)，變頻器失電。

4 結(jié)語(yǔ)

2#收集上料輥道采用變頻器和PLC控制改造后，具有4個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是減少硬線連接及中間環(huán)節(jié)，便于故障的排除，提高工作效率；二是利用變頻器的軟啟軟停特性，能有效的減小對(duì)設(shè)備的沖擊，可明顯改善鋼結(jié)構(gòu)的承載性能，延長(zhǎng)了擋板的使用壽命；三是減少設(shè)備故障率，并降低了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用，減少設(shè)備的維護(hù)量；四是減少了亂鋼、阻鋼現(xiàn)象，提高了成材率，使工藝流程更加順暢，提高了生產(chǎn)效率。

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