宣钢三棒生产线供风系统节能改造

唐致远

摘要：河钢宣钢公司三棒生产线按照高程度自动化设计，主轧线区域的自动化检测元件较多，并都采用压缩空气进行除尘、降温等。由于此生产线工艺的制约以及频繁的钢种更换，供风系统在较短的非停机状态下依然供给压缩空气，不仅提高了吨钢的成本，而且造成了压缩空气的浪费。本文就这一问题，综合分析了节能改造方案的优势，及实际应用的方法。

关键词：供风系统;压缩空气;节能改造;棒材自动化

0  引言

河钢集团宣钢公司三棒生产线自动化程度较高，主轧线检测元件较多，为了保证精确测量，采用压缩空气供风实现防雾、防热辐射，风源截门分布在轧线上十余个点，主要集中在轧线活套扫描器、飞剪热金属检测器等精密设备，用风点较多、用风量较大，虽然现已对各检测元件用风实现了自动集中管理，即在正常生产过程中轧线的供风系统处于自动状态，主轧机启车时，热检、活套扫描器风源打开;主轧机停车时，热检、活套扫描器风源自动关闭。但由于该棒材线轧制品种较多，更换钢种频繁，导致日常过钢节奏不快，待温及待料情况时常发生，遇到以上较短的非停机时段，检测元件的供风截门依旧处于供风状态，导致风能的无谓浪费，增加了产品成本。因此，需对其控制系统进行深入细致的优化，使该系统能够在较短的非停机状态下及时关闭各检测元件的气源，达到按需投入，杜绝浪费的目标。

现供风系统气路一部分为粗轧和一、二中轧，另一部分为精轧（供风管道如图1所示）。两部分分别安装单向电磁阀，通过PLC控制继电器得电与失电（如图2所示），对全线气路实施远程控制，将1#电磁阀得失电与粗中轧（包括一、二中轧）起停车命令并到一起，将2#电磁阀得失电与精轧起停车命令并到一起，做到主轧机机起车风源开始供应，主轧机停车风源自动切断，实现轧线检测元件自动供风控制。

由于该棒材线轧制品种较多，更换钢种频繁，加之日常过钢节奏不快，待温及待料情况时常发生，如果遇到较短的非停机时段，操作人员不会对主轧线轧机进行停机操作，此时两条支路上的供风电动阀门依旧处于打开状态，未实现对所需气源的精确控制，导致了风能的无故浪费。

将原有的PLC程序进行优化，将之前供风系统的联锁条件修改为轧机的咬钢信号，并利用西门子S7-400系列PLC的CPU通讯功能将冷床要钢信号作为前馈发送至主轧线PLC，串入该联锁条件，再增加可调节的延时模块，实现在主轧线轧机非停机且无钢状态下，自动关闭该供风系统，达到对气源的精确自动控制。

1  详细技术内容

1.1 技术原理

将主轧线轧机的咬钢信号及冷床要钢信号作为输入，形成输入环节;电动阀门的开闭状态为反馈，形成反馈环节，通过PLC对被控对象（电动阀门）实现自动控制。

1.2 技术方案

①重新梳理轧线的10个热检信号、6个活套扫描器及1台高温检测仪用风管路，对检测元件用风进行集中管理，全线实施气路改造，把供风总管分支出粗中轧和精轧两个部分，并分别安装单向电磁阀，对全线气路實施远程控制，将粗中轧起停车命令与1#电磁阀得失电进行合并，将精轧起停车命令与2#电磁阀得失电进行合并，做到主机起车风源开始供应，主机停车风源自动切断，并在轧线北侧的地面站上安装1#、2#电磁阀手动操作开关，便于维修测试管路及手动状态下试验供风量使用，杜绝压缩空气浪费。正常生产过程中轧线的供风系统处于自动状态，即主机转车热检、活套扫描器风源打开，轧线不过钢时热检、活套扫描器不需要压缩空气，可以自动关闭气路总管上的电磁阀从而减少了压缩空气的浪费，降低生产成本。具体施工方案是分别由供风总管上分出两根2寸的支管，在支管上安装总截门方便维修，然后安装单向电磁阀，在电磁阀的两端再安装两个手动截门，为了在防止电磁阀出现问题时能够实现在线的操作更换，采用旁通回路设计控制，单向阀（24V）的得电控制与轧机启车命令联锁。从轧线远程控制柜PLC输出点到24V继电器，利用继电器的开点接通24V电源为电磁阀供电。远程柜和电磁阀之间连接两芯屏蔽电缆。

②在冷床区程序与主轧线程序中调用来自 SIMATIC_NET_CP 库的通讯功能块FC50 “AG_LSEND”和 FC60 “AG_LRECV”。 FC50 “AG_LSEND”用于发送数据到 S7 或 S5 站，PC 或者第三方系统。FC60 “AG_LRECV”用于接收来自 S7或 S5 站，PC站或第三方系统的数据。指定冷床区程序中的FC50 “AG_LSEND”的输入参数“ID”和“LADDR”分别为“1”和“W#16#3FF7”，然后指定将要发送数据的数据区地址为P#DB806.DBX0.0，长度为BYTE 5。以相同方法在主轧线程序调用FC60 “AG_LRECV”，指定输入参数。

③将供风系统原有的联锁条件，即主轧线轧机停车时，热检、活套扫描器风源自动关闭，修改为当所有在线主轧机的咬钢信号消失、冷床要钢信号到来，并且延时30S后（当出炉热检检测到钢坯时，定时器复位），供风系统将关闭两个支路的供风电动阀门，切断气源;当主轧线轧机启车时，且轧机转速大于等于400rpm时，供风系统将打开两个支路的供风电动阀门，对各检测元件进行供气。

2  运行情况

效果比较：投入运行后，改造项目运行情况稳定，取得非常好的节能效果。（表1、表2）

3  结论

此项节能成果项目实施后，不仅提高了该棒材作业生产线吨钢的生产成本，更进一步节约了能源，实现了按需投入、节能减排的目标，创造了一定的社会效益，在同类棒材作业生产线具有一定推广价值。

参考文献：

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