新钢1580热连轧卷取机控制系统的分析及优化

葛喆彬

(江西新余钢铁股份有限责任公司热连轧厂,江西新余 338001)

新钢1580热连轧卷取机控制系统的分析及优化

葛喆彬

(江西新余钢铁股份有限责任公司热连轧厂,江西新余 338001)

本文针对新钢热轧厂卷取机在卷钢时,头部升速时易发生速度超调,尾部低速时出现速度不稳定的振荡的现象,影响带钢卷形整齐和美观,且对设备稳定运行带来潜在威胁。从卷取控制和传动进行原因分析,采用了有效措施加以优化,从而提高了卷形的质量,消除了设备运行不稳定的危险因素。

卷取机 超速 卷型 优化

卷取机(Down Coiler)是热轧生产线的及其重要的设备,其用途是把轧制后的成品热轧带钢卷成钢卷。卷取机工作性能的好坏直接影响成品带钢的质量和整个生产过程的顺利进行。要想使卷取机将精轧机组轧制的带钢以良好的卷形,紧紧地无摩擦损伤地卷成钢卷,卷起机在卷取开始和卷取过程中的速度和张力设置是至关重要的。

1 卷取区设备组成及工艺简介

随着现代热连轧生产线对产品质量和轧制节奏要求的不断提高,对带钢卷取机电气自动控制系统也提出了更高的要求。江西新余钢铁公司的1580mm热连轧机于2009年初投产,其主要机械设备及控制传动系统分别由中国第一重型机械厂、德国SIEMEN公司和日本TMEIC公司制造完成,是一条装备水平高、功能完善的现代化热轧带钢生产线。生产线配置有3台地下式卷取机(其中1台预留),完成成品卷的收集,其自动控制系统使用了先进的高性能的德国SIEMEN TDC控制器,而所有主辅电动机均采用了日本TMEIC交直交变频驱动方式。

在热轧带钢生产中,卷取区域的主要任务是把从精轧机出来的带钢卷成钢卷,然后在运送到下一工序。卷取机是否能正常工作以及卷取效果的好坏直接影响到产品的产量和质量。卷取区域的主要设备包括层流冷却辊道、层流冷却装置、卷取侧导板、上下夹送辊、压辊、机架辊、活门、气动导板、助卷辊和主卷筒等;此外,还配置有辅助的卸卷小车、运卷小车、快链、步进梁等。

一般在带钢进入卷取区域之前。控制系统需要根据精轧出口带钢的厚度、厚度、长度及温度,事先设定入口侧导板、夹送辊、助卷辊的开口度、卷筒的卷取力矩,以及卷筒、夹送辊、助卷辊的速度和张力等参数。

2 生产过程中遇到的主要问题

(1)江西新余钢铁公司的1580mm热连轧机于2009年初投产,从投产至今的这些时间来看,卷筒在卷取2.0mm以下薄带钢时,频繁出现传动柜报超频超速跳闸,超频超速故障

(2)如果正常卷取时,卷取机在卷取带钢尾部时电机会发出嗡嗡的噪音,且电机速度不稳定,波动大。

3 问题分析及处理

新钢1580热轧卷取区自动化控制使用了进的高性能的德国SIEMEN TDC控制器,主辅电动机均采用了日本TMEIC交直交变频驱动设备。

3.1 从传动方面分析及优化

卷筒电机的速度和力矩由SIEMEN TDC控制器控制,通过profibus网线通讯,把速度和力矩传给卷取机传动控制柜主板,使得卷取机能稳定地把带钢卷取。通过案例发现卷取机都是在卷取2.0mm以下带钢时,卷取机传动柜跳闸报超频超速。为了证实不是由传动柜的问题而引起跳闸,屏蔽SIEMEN TDC控制器控制与TMEIC传动柜的通讯$SCAN_RCV02_AS=DUST 速度由传动柜控制。把速度由零加到100% SP_REF2=0%到SP_REF2=100%观察速度波形,没有任何超速现象,而且速度的跟随性非常好,但是将速度由100%降到0%时速度波动还是比较大,优化速度滤波参数,通过多次观察速度给定与反馈误差率DLT_SP的变化,当速度滤波参数FLT_SP=200rad/s时速度给定与反馈误差率DLT_SP＝0.09%最小,速度波形的跟随性也非常好。由此可以排除了不是由于传动方面引起的跳闸。

3.2 从控制方面分析及优化

当带钢在没有进入卷取机前,卷取机是由速度控制,咬钢后就是靠力矩限幅来达到恒张力控制。最初程序是卷取电机弯曲补偿力矩、惯性补偿力矩、机械损失力矩和厚度补偿力矩在卷取机在咬钢前卷取电机升速时就投入了,所以会使卷取机的实际速度远远大于给定速度导致传动柜报超速超频跳闸。将卷取电机弯曲补偿力矩、惯性补偿力矩、机械损失力矩和厚度补偿力矩在卷取机咬钢时投入,再也没有出现卷取机传动柜跳闸报超频超速现象,且速度控制和力矩限幅波形非常好。

4 结语

卷取机在优化后生产至今,运行非常稳定,优化效果较好,再也没有出现超调超速、振荡现象。消除设备稳定运行的潜在威胁,减少钢卷的塔形,使钢卷卷形整齐美观,大幅度的降低了卷取设备的故障率,提高了成品的成材率,其经济效益和社会效益不可估量。

[1]张勇军,李静等.卷取机电控制系统.冶金自动化学报,2008,1.[2]张景进.热连轧带钢生产.北京:冶金工业出版社,2005,6.

葛喆彬(1978－),男,江西丰城人,工程师,从事电气技术及自动化管理工作。