宣钢一棒电气设备的技术攻关和功能优化

河钢宣钢检修公司 樊 番

宣钢一棒电气设备的技术攻关和功能优化

河钢宣钢检修公司 樊 番

宣钢生产线投入十余年以来，原有设备已经无法满足产品质量的升级和生产工艺需求，各种故障也逐步表征出来。为尽快达到一棒产品质量提升，展开对部分区域电气设备进行技术攻关和功能优化，电气设备故障率明显降低，满足了产品质量的升级和生产工艺需求，提高了生产作业率。

宣钢一棒；电气设备；技术攻关；功能优化

1 引言

宣钢一棒生产线投产于2003年，其电气控制部分采用安萨尔多进口原装设备。随着市场对棒材产品质量要求的不断提升，宣钢结合自身发展实际，确立了提升产品质量的战略发展模式，一棒生产线生产十余年以来，原有设备已经无法满足产品质量的升级和生产工艺需求，各种故障也逐步表征出来，严重制约着一棒生产线提升产品质量的顺利进行。

为尽快达到一棒产品质量提升，经研究论证，第一步解决主传动误报警自由停车问题，提高设备运行率，降低对各品种开发生产的影响。第二步将冷剪剪前电磁辊改为磁性链，提高剪切定尺率。第三步展开对PROFIBUS网络问题技术攻关，降低网络故障，提高生产产能及产品质量。

2 技术攻关和功能优化

2.1 主传动故障技术攻关

主传动采用意大利安萨尔多公司的直流调速系统，其控制中立即停车报警和延时停车报警使用A20和A21模块，下面简述A20和A21模块功能。

A20(PROMPT STOP)模块为立即停车模块，所包括的故障有：DRIVE FUSES-传动快熔故障；MOTOR OVERSPEED-电机超速故障；MOTOR WINDINGS TEMPREATURE-电机绕组超温故障；MOTOR BEARINGS TEMPREATURE-电机轴承超温故障。若相应轧机系统出现以上故障时，A20模块显示面板相应故障灯亮，声光报警工作。传动立即执行停车命令，总进线开关自动分闸，励磁控制器停止，相应轧机立即停车，若轧线有钢，1#、2#飞剪碎断。同时，A20模块将报警信号传入PLC，并通过客户机显示画面显示报警信息。

A21(DELAY STOP)模块为延时停车模块，所包括的故障有：DRIVE VENTILATION-传动风机故障；MOTOR FAN OVERLOAD-电机风机过载；AIR THERMOSTAT-空气调温器故障；AIR PRESSURE SWITCH-风压开关故障；WATER FLOW DETECTOR-水流检查故障；WATER LEACK DETECTOR-漏水检测故障。若相应轧机系统出现以上故障时，A21模块显示面板相应故障灯亮，声光报警工作。故障信号经PLC，延时控制相应轧机。若轧机内无钢，所有轧机自由停车，故障轧机总进线开关自动分闸，励磁控制器停止，其他轧机及辊道自动停车；若轧机内有钢，轧机延时3分钟停车，相应故障轧机总进线开关自动分闸，励磁控制器停止，同时，A21模块将报警信号传入PLC，并通过客户机显示画面显示报警信息。

自生产以来，9架、11架等架次均出现过在运行状态下出现堆钢和自由停车的现象，特别是11架。这种现象刚开始偶尔发生，近两年频繁发生，经过更换各种传动柜中各种板卡和元器件，并更改PLC中程序，故障还一直未消除。最后无意发现A20和A21模板工作不稳定，有时突然出现瞬时故障，引起误报警停车，随后A20和A21模板故障瞬间消失。因此，采取措施为：将各个报警信号不通过A20和A21模块，直接输入PLC，由PLC来控制传动的报警停车，这样根除了去中间的故障环节。A20和A21模块不参与报警控制，只作为报警显示。

2.2 冷剪前永磁链改造

一棒冷剪采用移动定位剪切方式，原冷剪前使用电磁辊吸附钢作为移动固定定位，但原电磁辊吸附力不够，与钢又是点接触，吸附切钢过程中，钢固定不牢，容易发生位移、跑偏、弹跳，冷剪剪切定尺不准确，影响棒材成品定尺率。

为解决冷剪剪切定尺不准的难题，将剪前四根电磁辊改为磁性链。将电磁辊改为磁性链有以下优点:

（1）磁场强度由原4颗电磁辊的200Gs提高到磁性链的800Gs（相当于16颗电磁辊产生的磁力）。

（2）由点接触改为面接触，消除钢在剪切过程中发生的位移、跑偏、弹跳情况，可达到误差±25mm标准。

（3）磁性链为永磁体材质，完全不使用电磁部分的所有装置，消除电磁故障点，提高生产作业率。

改为磁性链后也给电气方面带来了一些新的难题。

（1）磁性链改造后，电磁部分取消，需去掉原电磁辊给磁部分及连锁控制。

（2）电磁辊改为磁性链后，电机启动转矩增大，原电机变频器容量不够，经常启动时报过载故障。

（3）减速机减速比发生变化。

（4）磁性链振动大，各检测元件包括剪前光栅、磁性链速度编码器及其连接器经常出现损坏。

（5）磁性链磁性强，干扰严重，对检测元件及其线路的正常运行造成影响，甚至损坏各检测元件。

因此，针对上述问题，采取以下措施：

（1）原设计为，电磁辊必须有磁，冷剪才执行剪切命令，因此修改程序去掉原电磁辊给磁部分及连锁控制。

（2）对逆变器增容，由SVGT028（28KW）增加到SVGT036（36KW）。

（3）减速机减速比发生变化，通过计算、修改程序确定速度。

（4）针对磁性链振动大情况，对冷剪前光栅及磁性链速度编码器安装进行改造。

（5）磁性链速度编码器选用抗磁性干扰性能，且加强线路屏蔽，降低磁性链的干扰因素。

2.3 PROFIBUS网络功能优化

使用PROFITRACE网络测试分析仪对PLC1网络总线进行监测发现该网络中各基站的运行电压参差不齐，如5站、8站电压较低，17站运行电压波动大，传输波形形状不规则，波峰和波谷大多为圆弧状，非常容易出现数据丢失情况，引起网络故障。因此，针对网络结构和网络数据，采取以下措施：

（1）更改网络拓扑结构，降低网络长度，避免干扰

（2）在满足工艺要求的前提下，降低PROFIBUS网络通讯传输速率，传输速率由1.5MB/s降为187.5KB/s，提高网络传输距离，降低报文丢失故障概率。

（3）增加DP网络中继器和有源终端电阻，提高网络稳定度。DP网络中继器起到信号隔离、放大的作用，能够有效增加信息传输距离，降低干扰因素；有源终端电阻较DP网头电阻稳定性强，提高网络稳定度，降低网络故障率。

（4）更改DP网头，将压接式改为固定式，并将网线头溜锡，提高网络运行稳定度。

（5）重新做接地，并将数字地和公共地分开，避免接地系统存在电势差，出现干扰电流，利于整个网络系统的稳定运行。

经对PROFIBUS网络改造后,使用PROFITRACE网络测试分析仪再次测试，发现各基站的运行电压总体平稳，略高于标准电压5V，并且运行波动小。传输波形形状基本为标准方波，网络工作状态良好。

3 小结

通过对一棒部分区域电气设备进行技术攻关及功能优化，这些区域的电气设备故障率明显降低，满足了产品质量的升级和生产工艺需求，提高了生产作业率。