现场安装调试的步骤与方法.docx

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现场安装调试的步骤与方法

现场安装调试的步骤与方法

轧钢自动化控制系统不仅系统复杂、技术难度较高、工艺复杂，而且受控轧线各设备联调时还可能发生设备事故，因此，必须有严格的组织和行之有效的安全措施。

现场安装调试可以分为无负荷试车和负荷试车两个阶段，这两个阶段又可以分为若干个分阶段（步骤），每个分阶段给出如下五个方面的要求和说明：

·进入条件－说明本调试分阶段开始前准备工作和进入条件的要求；

·步骤和方法－本调试分阶段的调试步骤和调试方法的说明；

·检查项目－本调试分阶段调试项目和调试结果检查列表；

·不正常情况的处理－调试中可能出现的异常情况的处理方法；

·阶段完成的确认－本分阶段调试完成的确认条件，也是下一步调试分阶段的进入条件的确认。

一、无负荷试车阶段

无负荷试车阶段按下述的分阶段进行。

1．自动化系统设备的安装和软、硬件检查

按照自动化设备制造商提供的安装说明书或在制造商技术人员的指导下，安装自动化设备，并进行各装置的软、硬件检查，这些检查仅限于装置本身，包括网络通讯装置。

2．接口信号测试

在自动化设备安装完毕，与现场设备连接的电缆敷设完成，现场设备如控制台、传感器、仪表、传动装置的控制部分可以送电使用时，可以进行接口信号测试，主要测试基础自动化系统与现场的I/O信号。

静态测试用以测试信号的状态和模拟量I/O信号的标定；动态测试用以测试信号的波形和频率，如脉冲计数输入信号。

此外，网络交换信息和图形显示、功能键操作也要进行测试，以检验其正确性。

在进行接口信号测试时，一般需要编制一些简单的测试程序，以检查测试结果或强制某些信号的状态，产生需要的测试条件和测试基础数据。

接口信号的测试是现场安装调试工作的基础，必须认真细致低做好。

过程自动化接口信号测试主要是网络交换信号的测试。

3．单体试车

指单台轧线工艺设备的试车。

一台轧线工艺设备可能由一台或几台自动化装置控制，一台自动化控制装置也可能参与几台轧线工艺设备的控制，按下述步骤进行：

辅助调试阶段：

本阶段以传动装置、液压装置、润滑、气动、冷却装置调试为主，自动化系统调试人员作为辅助人员参与这些装置的调试。

调试的目的是使基础自动化装置中控制程序能正确地启、停、运转这些设备，并检查可能的保护动作和报警信号的有效性。

手动方式下被控轧线设备的基本动作和性能检查：

在该阶段选择手动方式，启、停、运转被控轧线设备，检查设备运转是否正常、传感器和检测仪表的实测值是否正确、速度或位置值的检测和精度校验等，以及用作保护的极限开关、报警信号。

调试中某些信号需要由软件强制。

这个阶段调试完成的是手动功能。

控制装置的自动控制功能联机调试：

在手动方式下，轧线工艺设备基本动作和性能检查通过后，进行自动控制功能联机调试。

在一台轧线工艺设备由几台控制装置共同控制时，在本阶段仅调试主控装置，其它辅助控制信号可以软件强制，按照各个控制功能的启动条件，形成操作和动作序列，逐个联机调试每个自动控制功能，检查轧线设备动作的正确性，检验控制精度。

在HMI显示屏上检查各种状态信号，设定和实测数据值，如果不正确，检查程序和工艺设备，重新测试。

在正常动作序列检查通过后，还应检查极限运行状态和报警状态。

单台轧线设备控制功能的联合（综合或集成）联调：

本阶段调试内容和方法同上一阶段一样，差别仅在于这个阶段参与某台轧线设备检测控制的所用控制装置都同时联调，所有现场I/O信号、控制装置间的直接I/O信号和网络交换信号都是系统产生的，而不再需要用软件强制。

这个阶段调试通过之后，对单台轧线设备基础自动化的功能测试全部结束后，单体试车的任务至此完成。

4．无负荷联动试车

无负荷联动试车可意分为三阶段：

区域联动、基础自动化和过程自动化联调、全线无负荷试车。

区域联动：

按照工艺和生产流程的要求，将轧线设备及其控制装置分成若干区域，检查其动作的协调和控制功能的正确性。

每个区域的联调也可以从一台中心设备开始，逐步增加联动设备，扩展到整个区域的全部装置，以及前后区域的交换信息、动作连锁的检查。

基础自动化级和过程自动化级联调：

在这个阶段以前的调试中，过程计算机是单独调试的，可以在L2级模拟下，对过程计算机系统进行严格的测试，并通过变形抗力试验等手段，获取用户工厂来料的一些机械和理化特征。

区域联调完成后，基础自动化无负荷调试己经基本完成，L1与L2级之间的联调，主要是网络信号检查、过程计算机功能插入等。

全线无负荷试车：

本系统全线无负荷试车在L0（检测驱动级）模拟下进行，在过程计算机中准备轧制文件，提供轧制的原始数据，编制模拟文本，产生正常轧制时的一些模拟信号，如HMD的状态和轧机咬钢等信号。

启动L0级模拟，过程计算机计算出的轧制规程数据通过网络传输到基础自动化级，基础自动化级执行机构按照过程计算机的设定值运转。

这时的设备实测值在HMI上显示，并且通过网络传送到过程计算机的相应数据区，整个系统在两级自动化装置控制下正常运转，标志无负荷试车结束。

二、负荷试车阶段

负荷试车是安装调试的最后阶段，许多控制环节诸如AGC、过程计算机的自学习功能，只有在负荷试车阶段才能进行性能测试。

通过负荷试车，调整各种参数，有时需要修改软件，才能达到所要求的精度指标。

1．通板阶段

该阶段主要检查设备存在的问题，过程计算机在线主要收集数据，AGC在这个阶段一般不投入。

对中板轧机一般此阶段为三周。

对可逆冷轧机而言，首先可以在轧机空过的情况下，检验机前、机后设备存在的问题，随后再投入轧机。

2．单一品种规格轧件试轧

通板结束后，进行单一品种规格的带材试轧，连续轧制2～3周左右。

在这个阶段，过程自动化系统和基础自动化系统中，在线数字控制（现在一般称之为工艺控制）部分如AGC、APC等作为调试重点。

将对控制软件的逻辑功能、控制功能和控制算法在轧制状态下进行再检查，并初步确定一些基本参数，如模型参数和控制增益等。

连续试轧过程中，不断调整这些参数和控制周期，逐步提高轧制成品的质量，获得合格的带卷。

这个阶段所选择的钢种和规格应当在本轧线最易轧制和卷取的那些钢种和规格中选择，除了初步确定一些工艺和控制参数外，将进一步解决机械、液压、电气传动等工艺设备和自动化装置中存在的其它问题。

3．主要品种规格的试轧阶段

在负荷试车的最后3～4个月，将本轧线所轧制的主要品种和规格的带材进行连续轧制。

此时，整个系统已经能够在线正常运转，本阶段对控制软件的逻辑功能、控制功能和算法进行精调，根据不同的工况，对控制软件的某些部分进行调整或修改。

对各种钢种、规格的带材都应提供足够数量，以使自动化系统在线和离线的自学习、自适应功能，逐步确定各种工艺参数、模型参数和控制算法参数，并对各种执行机构、重要传感器和轧线仪表特性参数进行确认。

自动化系统和轧线仪表的可靠性试验也在这个阶段进行。

这个阶段的最后一个月，进行验收测试，对自动化系统的控制功能、性能和技术指标进行全面的考核。

Topic1：

电子设备电磁兼容性试验（electromagneticcompatiblityEMC）

电磁兼容性是指设备或系统在共同的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。

电磁干扰波一般有两种传播途径：

传导噪声和辐射噪声。

传导干扰测试仪器和辐射干扰测试仪器

传导噪声：

一般在30MHZ以下，波长的频率在附属于电子设备的电源线的长度范围内<1个波长，其辐射到空间的量很少。

辐射噪声：

当频率达到30MHZ以上，波长也会随之变短。

仅对发生于电源线的噪声源电压进行评价，与实际干扰不符。

测定辐射噪声的方法有按电场强度对传播空间的干扰波进行直接测定的方法和测定泄露到电源线上的功率的方法。

电磁兼容性试验包括：

①磁场敏感度：

（抗扰性）设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下的不希望有的响应程度。

敏感度电平越小，敏感性越高，抗扰性越差。

②静电放电敏感度：

具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。

300PF电容充电到-15000V，通过500欧电阻放电。

可超差，但放完后要正常。

数据传递、储存，不能丢

③电源瞬态敏感度：

包括尖峰信号敏感度（0.5us10us2倍）、电压瞬态敏感度（10%-30%，30S恢复）、频率瞬态敏感度（5%-10%，30S恢复）。

④辐射敏感度：

对造成设备降级的辐射干扰场的度量。

（14K-1GHZ，电场强度为1V/M）

⑤传导敏感度：

当引起设备不希望有的响应或造成其性能降级时，对在电源、控制或信号线上的干扰信号或电压的度量。

（30HZ-50KHZ3V，50K-400M1V）

⑥非工作状态磁场干扰：

包装箱4.6m磁通密度小于0.525uT,0.9m0.525Ut。

⑦工作状态磁场干扰：

上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。

⑧传导干扰：

沿着导体传播的干扰。

10KHz-30MHz60（48）dBuV。

⑨辐射干扰：

通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰。

10KHz-1000MHz30屏蔽室60（54）uV/m。

冶金电气设备安装、调试和验收时，遇有下列情况之一者，应进行试验：

a．对电气设备兼容性能有怀疑时；

b．由于电磁干扰及电源影响引起设备工作不正常时；

c．关键设备和系统。

电磁兼容性试验项目：

1．电磁敏感度试验（即抗干扰试验）：

a．静电放电敏感度试验——以标准静电放电发生器的静电电压施加于受试射比试验点上，进行放电试验，放电过程中应通过仪器观测考核；

b．串模抗干扰试验——施加串模干扰电压于受试设备的输入线上，通过仪器观测其对受试设备工作性能的影响；

c．共模抗干扰试验——施加交流共模干扰电压于受试设备输入/输出端子与地之间，通过仪器观测其对受试设备工作性能的影响；

d．电源尖脉冲敏感度试验——施加尖脉冲干扰电源于受试设备电源进线上，通过仪器观测其对受试设备工作性能的影响；

e．交流、直流磁场敏感度试验——分别施加交流干扰磁场和直流干扰磁场于受试设备外部任何点上，受试设备不应出现运转异常现象。

2．环境电磁场干扰测试：

a．无线电电磁场干扰测试；

b．环境电磁场干扰测试。

Topic2：

电气设备试验与调试的一般规定

进行通电调试前应完成下列工作：

a．按设计图纸资料核对元件与设备的型号、规格和插件板位置，应正确无误。

b．检查导线截面和校核线路连接，二者均应符合设计要求，检查各连接处的接触情况，保证接触良好。

c．各种接地系统及其接地电阻值应符合设计要求。

d．试车前应检查通风、冷却、液压与润滑等系统，保证其运行可靠，其风量、冷却温度、压力与流量等均应达到要求，相应的电气连锁应动作正确可靠。

e．试车前所有系统保护装置应按设计值整定完毕，其保护、操作与控制系统以及事故、报警、显示等信号系统，应经模拟试验确认正确可靠。

电气设备的系统无负荷试车（包括PC的局部联动空载试车及计算机总体联动空载试车），一般由施工单位负责和操作，合格后移交生产单位；负荷试车（试生产）由生产单位负责和操作，施工单位配合。

无负荷试车及负荷试车的程序和时间可按试车规程进行，带机械单体试车的时间，应满足机械设备考核的需要。

Topic3：

可逆热轧机系统的调试

1．主传动系统调试

1.1轧机的调试应能满足快速、频繁正、反转，连续调速以及按设计输出的负载能力。

1.2系统的动态指标的调试：

各调节器闭环响应特性的超调量、振荡次数、动态相应时间等应符合设计要求，如无设计要求时，动态响应时间对电流环一般不大于20ms，速度环一般不大于200ms，其超调量和振荡次数可参照表28-2的要求。

表28-2轧机系统动态特性技术指标

检测项目

系统名称

动态指标

可逆热轧机

热连轧机

热轧线材轧机

可逆冷轧机

冷连轧机

一般直流传动系统

阶跃给定时

超调量

电流闭环（%）

<5

<5

<5

<5

<5

<6

速度闭环（%）

<5~6

<8

<8

≈0

<5

<5

电压（势）闭环（%）

<5~6

<8

<8

<5

<5

<5

振荡次数

电流闭环（次）

<1

≤1

≤1

≤1

≤1

≤1

速度闭环（次）

<2

<1

<1

<0.5

≤1

≤1

电压（势）闭环（次）

<1

≤1

≤1

≤1

≤1

≤1

负荷扰动时

恢复时间（s）

<0.5~0.9

<0.4~0.5

<0.3

动态速降（%）

≤3

<2~3

<3

静态速降（%）

<0.2

≤0.2

≤0.1

调速（动态）精度（%）

<1.5~2.4

<0.8~1.5

<0.9

1.3对晶闸管反并联、无环流的系统，其正、反组切换时间应符合设计要求，如无设计要求时可在8ms~12ms内。

1.4带有速度及负荷平衡的单辊传动系统，其速度平衡及负荷平衡的设定值应符合设计要求，如无设计要求时，可按下辊速度高于上辊速度的（4%~5%）n0（额定）和上下辊负荷之差在（8%~10%）Ie（额定）范围内设定。

2．副传动的系统调试

轧机的辅助机械如压下、推床、辊道等应满足下列要求：

a．控制系统的各调节闭环的动态指标，应按设计规定调试，如无设计要求时，其动态响应时间对电流环一般不大于20ms，速度闭环时间一般不大于200ms，其超调量和振荡次数可参照表28-2的要求。

b．晶闸管反并联、无环流切换系统，其切换时间同1.3。

c．电流限幅值应按设计要求整定，如无设计值时，可参考电机的最大过载能力，即在额定电流值的180%~230%范围内整定。

d．压下、推床的自动位置控制（APC）系统，其动作精度及死区范围应满足设计要求。

3．与PLC及计算机系统联动调试

应能完成PLC及计算机对轧机系统的信息传递及各种控制功能，如道次自动更新，辊道与主轧机共同运转范围的自动切换，钢材流动位置的显示及跟踪等。

Topic4：

热连轧机系统的调试

Topic5：

可逆冷轧机系统的调试

5.1主轧机传动系统的调试

1、本系统的电流、电压、速度和励磁等是调节系统的基本参数调试，应满足有关规定。

2、主轧机系统的调试还应满足以下要求：

a．检查速度的升降特性，应符合设计要求。

b．各级轧制速度的给定值和实际值应符合设计规定。

c．轧机停车制动应正常可靠，不得有爬行现象。

d．准确停车系统应调整到设计规定的准确精度范围之内。

3、有条件时，应校核主轧机控制系统的截止频率，以便充分防止轧机发生共振，并测量和核算主回路的时间常数，所测数值应与设计值近似。

5.2卷取机电流调节系统的调试

1、张力电流的调试要求如下：

a．张力电流和给定值应符合设计要求，张力给定的调节应平稳、准确。

b．检查停车静张力（如设计中有此项时），应符合设计规定。

一般应为额定张力的20%~30%，静张力持续的时间宜在25s~1min。

2、加速、减速时动态电流的补偿要求如下：

a．根据卷径、速度和宽度的变化确定补偿量，补偿量的大小应符合设计。

b．动态补偿的时间先后，应以能保持张力恒定为准；一般动态补偿信号取自主轧机速度给定信号和轧机速度信号相加之和，并通过调节两信号的大小，使之配合适当。

5.3开卷机系统调试

1、若设计结构上开卷机与卷取机基本相同时，除补偿电流的方向不同外，其它的调试要求与卷取机相同。

2、开卷机系统的正常工作方向只是开卷方向，它决定第一道次的轧制质量，在调试中对其电流调节中的动态补偿和电势调节中的超调问题，均应达到卷取机系统的精度要求。

5.4卷取机电势调节系统的调试

1、电动机励磁非线性补偿环节应尽量调到全补偿，以使励磁电流对卷径的补偿线性化。

2、调节卷径记忆环节，应调整到能准确地记忆卷径的变化，并准确地供给动态补偿信号。

3、检查各给定积分器和调节器，各积分器和调节器均应符合有关规定。

5.5带钢卷负荷试车轧制

a．检查恒速轧制时的张力偏差。

在轧机从低速、基速到高速、从大张力到小张力的变化过程中，张力的波动应符合设计规定，如无设计规定时，一般张力波动宜小于额定张力的2%。

b．检查加速、减速过程中的动态补偿量和补偿时间，补偿应适量和适时，不应出现堆钢和断钢现象。

c．断带保护系统的检查要求为：

保护装置动作应准确可靠，事故断带时，卷取机应不超速，并限制额定的105%范围内，同时要发出断带报警。

d．检查手动控制的事故正、反转系统的动作情况，其动作应该准确可靠。

Topic6：

冷连轧机系统的调试

Topic7：

带钢厚度自动控制系统的调试

1、辊缝及厚度控制系统的供电及但愿试验应符合《传动装置用电子器件的试验》等的有关规定。

2、逐点试验操作系统的功能应符合设计要求，所有信号显示正确。

3、辊缝控制系统的调试项目和要求

a．辊缝检测装置的指示值应稳定，其分辨率应符合设计要求，两侧辊缝显示值应一致（在偏斜给定为零时）。

b．信号处理部分的运算应符合设计，设定值的传递应正确。

c．调整系数放大倍数，达到输出量与辊缝改变之间的关系，应符合设计。

d．对于液压辊缝控制系统，应调整其液压缸速度校正环节，使之达到设计要求，设计无规定时，由工艺提供资料，在最大与最小之间选择确定，由校正环节调节到恒速。

e．在事故停车情况下，辊缝系统应将压下装置抬至顶部，并能卸负荷。

f．轧制力检测系统的测量范围应符合设计，轧制力控制偏差的范围应满足设计工艺要求。

张力控制及油膜校正信号对辊缝控制系统的作用应正确，油膜校正应符合设计所提供的油膜曲线。

g．在无负荷联动试车时，调整辊缝控制系统的“校准”过程，其工作顺序应符合设计，两侧轧制力的和及差，均应符合设计提供的整定值。

h．检查辊缝控制系统施加于开卷机的加速度调节量，其值应符合设计。

4、厚度测量装置的调试项目和要求

a．测厚仪的操作系统及测量架的传动系统之间动作应正确，保护装置动作可靠。

b．指示与记录仪表的准确度应在允许误差范围内。

c．在全辐射条件下，检查测厚仪的零位，其误差对于实际值放大器应不超过0.2‰，对于偏差放大器应不超过1‰。

d．在放入相当于厚度测量上限的标准板的条件下，检查测量放大器及实际值放大器的输出，其值应符合测厚仪性能要求。

e．在送入设定值并依次放入各种厚度的标准板的条件下，检查绝对误差与相对误差的输出值及显示仪表的表示值，其表示值误差、重复性均应符合仪表的性能指标。

f．检查测厚装置的滞后时间，以供厚调系统修正。

g．对放射源的储储藏保管、安装调试均应严格按照国家和制造厂有关规定进行。

5、厚度预控及监控系统的调试

a．厚度偏差与控制作用信号的量程应符合设计，如无设计规定时，对于预控系统Q/M=1时，取系统的开环放大倍数为1。

注：

在轧制力-辊缝曲线上的轧制工作点附近，可用工作点的切线来代替实际曲线，这个曲线与辊缝的水平段（横坐标）的交叉角为β，而从工作点至辊缝的初始值的连线与横坐标的夹角为α，为便于计算，则设tgα=M，tgβ=Q。

b．厚度偏差与控制作用的方向应正确。

c．预控系统应根据测厚仪至辊缝的距离，以及测速信号所反映的轧制速度来调整运行时间单元，并应考虑到测量延迟；调试结果应使该厚度达到辊缝位置时可以被校正。

d．监控系统中厚度偏差信号的不灵敏区，应预先按设计征订，如无设计规定时，可取该

6、末机架厚度控制系统的调试