炉卷高压水系统电气改造

王东亮

摘 要：高压水系统是炉卷生产线上的重要设备，通过对其工艺的了解和电气控制系统的分析，对高压水系统电气控制进行完善和改造，解决了高压水系统不稳定的现象，保证了炉卷轧线生产的稳定运行。

关键词：高压水系统；电气控制；蓄势器；升降速

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.137

安钢炉卷轧线使用高压水对热轧板坯进行除鳞，除去板坯在加热炉中产生的氧化铁皮。高压水系统的稳定严重影响了除鳞效果，直接影响后续的轧制过程。然而高压水系统的电气控制在使用过程中，由于原有系统设计的缺陷，暴露了很大的问题，严重影响了高压水系统的正常使用。针对生产中的问题，重新制定方案，从软件和硬件上完善控制系统，最终实现了高压水系统的稳定运行。

1 概述

安钢炉卷线高压水系统包括有3套泵组、2个蓄势器、3个液压站，泵组由电机、耦合器和水泵组成，采用1用1备1检修，供粗除鳞和轧机精除鳞共同使用，除鳞压力在17-19MPa左右。高压水系统升降速由耦合器控制，耦合器上有升降速阀、调速勺管和档位检测开关；蓄势器采用1用1备，其压力由4-20MA压力变送器检测，蓄势器上各有一个磁翻板液位计和6个液位开关。液压站包括润滑站、1#液压站、2#液压站，其分别供电机耦合器、粗除鳞、精除鳞使用。

2 控制系统

高压水控制系统采用S7-300 PLC控制，共有9个站，PLC1#站与PLC2#站采用MPI通信连接，其余站与站之间均通过DP通信连接，如图1所示；画面监控采用WINCC软件。

2.1 高壓水系统升速控制

手动升速控制：耦合器手动升速信号、耦合器三档限位未到、耦合器降速阀未工作、被选蓄势器最高液位开关未到，升速阀得电，开始升速。

自动升速控制：被选蓄势器压力值小于等于17MPA、被选蓄势器最高液位开关未到、耦合器三档限位未到、耦合器降速阀未工作，升速阀得电，开始升速。

2.2 高压水系统降速控制

手动降速控制：耦合器手动降速信号、耦合器零档限位未到、耦合器升速阀未工作，降速阀得电，开始降速。

自动降速控制：（1）被选蓄势器压力值大于等于19MPA、耦合器零档限位未到、耦合器升速阀未工作，降速阀得电，开始降速。（2）蓄势器液位保护降速：被选蓄势器最高液位开关到、零档限位未到、耦合器升速阀未工作时，降速阀得电，开始降速。

3 运行中出现的问题

3.1 2#泵组PLC 5#站损坏导致整个高压水系统瘫痪

由于蓄势器压力变送器信号送到2#泵组对应的PLC5#站上；一旦PLC5#站出故障，2#泵组停机，同时蓄势器压力变送器信号异常，导致无法正常升降速，1#、3#泵组也无法正常使用。而1#泵组对应的PLC 4#站故障，或者3#泵组对应的PLC 6#站故障，则不会影响蓄势器压力，也不会影响其它备机的使用。

3.2 蓄势器液位控制异常

炉卷高压水蓄势器液位检测使用磁翻板液位计和液位开关，但经过多年使用后，发现磁翻板和液位开关的稳定性极差，磁翻板中浮球容易卡阻，液位开关也很容易出现无信号或误信号。当液位开关出现无信号时，蓄势器容易出现空罐或者满罐的现象；当最高水位出现误信号时，容易造成升降速异常。严重影响高压水的安全稳定运行；同时磁翻板又在现场，就地查看不便，无法做到实时监控。

4 采取的措施和效果

4.1 优化PLC系统，解决三台泵互为备用

在1#、2#、3#泵所共用的PLC1#站中选取备用站点，通过使用分配器将蓄势器罐压力变送器信号增加到备用站点中；然后编辑程序，在相应的1#、2#、3#泵控制程序中，并联增加蓄势器压力控制程序，参与到升降速控制中；同时在高压水WINCC画面上增加备用蓄势器压力点的切换按钮和压力数值显示。

再有发生2#泵站所对应的PLC5#站故障时，只需在HMI上点击切换按钮，更改蓄势器压力取向，就不会影响蓄势器压力值，即可实现1#、3#备用泵的投用不受影响，最终实现所有3台泵可以互为备用泵。

4.2 改进蓄势器液位控制

经研究在蓄势器上增加液位计，选择远传液位计，型号为JC-56L-3316mm，安装到磁翻板液位计外；在PLC站中选取备用站点，将4-20MA信号引至PLC模板上，编辑PLC程序，将信号转换为液位数值0-3316mm，将液位数值大于2250mm的信号与蓄势器最高液位开关到信号并联，增加到耦合器的保护降速程序中。另外编辑WINCC画面，在高压水蓄势器画面上增加液位数值显示。

优化了蓄势器液位控制，保证了高压水升降速的稳定运行；提高了液位判断的准确性，减少了液位开关信号丢失后的高风险性，保证了蓄势器的安全使用。

5 结论

高压水系统的电气控制改造，解决了炉卷高压水出现的一系列控制问题，提高了高压水系统的可靠性和安全性，保证了除鳞效果；同时也方便了故障判断和解决，减少了轧线停车时间，保证了炉卷轧线的稳定运行。

参考文献：

[1]许尚文，陈霞，武超.电气控制技术与PLC[M].机械工业出版社，

2011（08）.

[2]康向东.热轧厂除鳞机的优化设计[J].冶金设备，2005.