榆钢高线电气自动化控制加热区.docx
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榆钢高线电气自动化控制加热区
榆钢高线电气自动化控制
加热区
一、高压水除鳞系统电控设备运转说明
该项工程由二套变频系统组成。
每套系统由一台变频器控制两台除鳞泵,一台工作,一台备用。
通过变频器的数字量输入口设定固定频率,使电机在固定转速下运行,除鳞泵产生固定水压,既满足了不同生产工艺的要求,也相应的节能。
本系统配置PWS-3260-DTN人机介面(触摸屏),显示温度、压力、液位、及设备等正常工作状态下和事故状态下各种信号指示,电气控制采用SIEMENSET200M工作站形式。
操作方式为两种。
一为现场操作;二为触摸屏操作。
当各项联锁条件得到满足除鳞泵电机方可启动运行。
操作程序如下:
润滑系统操作
1.检查润滑站油箱油位是否在工作油位.
润滑站油箱油位应在2FL2位置。
观察触摸屏2FL2指示灯应“亮”。
2.加热器控制.
加热器设置“手动/自动”两种控制方式。
当选择“手动”时,可直接控制加热器工作;当选择“自动”时,由触摸屏设定的上下限温度极限值控制加热器工作。
将“手动--加热器--自动”开关置“手动”位置,观察触摸屏“润滑站油温”显示,使油温加热到25℃。
,然后,将开关置于“自动”位置。
3.润滑泵控制.
润滑站有两台油泵,一台工作,一台备用。
按动“启动”按钮,启动润滑油泵工作。
“润滑油压”应在0.25Mpa以上。
除鳞系统操作
高位水箱电动给水阀控制.(在水箱控制箱上控制)
电动给水阀设置“手动/自动”两种控制方式。
选择“手动”时,操作“关阀--给水阀手动—开阀”开关,可直接“开阀”或“关阀”;选择“自动”时,给水阀由水箱的液位控制器1FL的上、下工作水位限位控制。
当水箱在下工作水位3时(1FL3),给水阀自动“开阀”供水;当水箱在上工作水位4时(1FL4),给水阀自动“关阀”停水。
2.除鳞系统控制
除鳞系统设置了“外部/触摸屏”两种选择方式。
外部又分为本地/远程控制。
远程控制时,在操作台上操作,并有手动/自动两种控制方式。
本地控制在泵站控制箱操作,有手动/自动方式。
触摸屏控制时,也有手动/自动两种控制方式。
自动时由热金属检测仪的检测信号控制除鳞。
手动时目测除鳞目标由手动操作开关进行除鳞。
操作台控制:
手动控制:
未除鳞时,循环阀处于开启状态,将操作台“手动—循环阀—自动”开关选择为手动,开始除鳞,将操作台“手动—循环阀—自动”开关选择为“循环阀”除鳞结束。
自动控制:
将操作台“手动—循环阀—自动”开关选择为自动。
当热金属检测仪HMD1检测到目标后,循环阀关闭,除鳞。
目标消失,除鳞结束。
3.除鳞泵控制
当各项联锁条件满足后,触摸屏和泵站控制箱上“变频器允许启动”指示灯“亮”,方可启动运行。
a.将“变频器分级调速”开关置于I档位。
“I-II-III-IV”每一档位对应固定频率,电机在固定频率上运行,除鳞泵则产生固定水压。
b.按动“变频器启动”按钮,变频器开始工作,除鳞泵电机加速启动、运行,“除鳞泵运行”指示灯“亮”。
当需要停机时,按动“除鳞泵停止”按钮,变频器缓慢停止工作,除鳞泵电机减速运行,直至停止。
c.在运行状态下,如果工艺要求改变除鳞压力时,可直接操作“变频器分级调速”开关,切换到除鳞工艺要求的档位,这时,除鳞泵电机加速或减速,直到稳定运行为止。
四.系统故障报警处理按照工艺条件的要求,系统设置了各种状态下的灯光报警指示。
当出现“报警故障”时,“报警故障”指示灯“闪亮”,触摸屏弹出某一具体报警信号。
同时,报警器发出声音报警。
此时可先“消警”,然后根据信号指示的故障进行排除。
下面是各部分的报警综合信号:
润滑站报警信号
润滑站油温高,≥50℃;e.润滑站油箱油位1(极低);
润滑站油温极高,≥60℃;f.1号润滑油泵过载;
润滑站油过滤器堵塞;g.2号润滑油泵过载;
润滑站油箱油位3(高)h.润滑油压≤0.18MPa
2.除鳞泵站报警信号
a.1号泵电机冷却风机过载;
b.2号泵电机冷却风机过载;e.高位水箱水位5(上事故);
c.3号泵电机冷却风机过载;f.高位水箱水位2(下极限);
d.4号泵电机冷却风机过载;g.电动给水阀过载;
五.系统故障跳闸处理
按照工艺条件的要求,触摸屏设置了各种跳闸信号的报警指示。
当出现“跳闸故障”时,触摸屏弹出某一具体跳闸信号。
同时,报警器发出声音报警。
此时,可按照信号指示的“跳闸故障”加以排除。
下面是故障跳闸综合信号:
润滑油压极低;
高位水箱水位1(下事故);
除鳞泵出口水压极高(≥21.5Mpa);
变频器内部故障
除鳞泵电机过载;
变频器的内部故障处理,见《变频器操作手册》‘故障码表’中原因及消除措施。
当排除“跳闸故障”之后,需要重新启动、运行除鳞系统,必须先按动“故障复位”按钮,然后,才能重新启动、运行。
在排除某些电气故障时,电气维修人员应和其他工种有关人员密切配合,共同排除故障。
二、加热炉电气顺控和燃烧系统
高线加热炉加热冷坯时额定产量120t/h,最大产量135t/h,根据工艺要求,加热炉有2个加热段和1个均热段组成。
钢坯由炉外测长后,经过入料辊道进入加热炉,有对齐推钢机推上步进梁,经第一加热段、第二加热段,最后经均热段悬臂辊侧向出钢到轧制线。
其检测与控制系统功能包括:
连续检测烧钢过程中的各项工艺参数,实现煤气和空气最佳配比燃烧的自动控制,自动控制蓄热燃烧换向系统,装、出料辊道控制,步进梁的自动控制,液压站的自动控制等。
采用PLC控制系统与一次检测仪表结合,并自动控制。
由计算机系统的操作站监视全部加热过程,保证加热炉节能、高效、安全、稳定运行。
加热炉主控系统选用SIEMENSS7-400系列可编程控制器,操作站选用SIEMENS工控机。
主要控制功能:
加热炉炉前设备控制要求
1、冷坯上料及热坯缓冲台架
用途:
用于冷坯上料及热坯缓冲。
联锁:
利用冷坯上料台架上料或热坯下料时,连铸升降挡板处于上极限位置;
冷坯上料及热坯缓冲台架步进机构运动时,热送辊道不能动作;
上料台架下料及废坯收集装置动作时,冷坯上料及热坯缓冲台架步进机构不能运动;
控制操作:
冷坯上料时,由吊车将钢坯吊放到台架上,当收到取钢信号后,台架开始步进,将钢坯向热送辊道方向输送,当钢坯触发热送辊道处激光检测器时,台架停止运行;
热送辊道上检测钢坯冷金属检测器发出有钢信号后,上料台架下料装置动作,将钢坯放至台架上,触发热送辊道处接近开关,上料台架后退一步。
2、热送辊道
用途:
用于坯料输送。
联锁:
连铸升降挡板升起时,热送辊道不能反转;
上料台架下料装置动作时,热送辊道不能正反转;
台架后升降挡板升起时,热送辊道不能正转;
控制操作:
当正常生产采用连铸坯热送时,将“自动—冷坯上料—热坯缓冲—手动”选择开关打至“自动”档;
当连铸升降挡板落下时,辊道开始正转,将连铸送来的热钢坯向前运输;
延时后,辊道停止,将钢坯停在热送辊道端头的固定挡板前;
当热连铸坯不能直接热送采用冷坯上料时,将“自动—冷坯上料—热坯缓冲—手动”选择开关打至“冷坯上料”档;
当热送辊道上检测钢坯激光检测器发出有钢信号后,热送辊道开始正转,延时后辊道停止,将钢坯停在热送辊道端头的固定挡板前;上料台架后升降挡板升起;
3、升降挡板
用途:
位于运输辊道中间,阻挡钢材前进。
联锁:
上料台架下料装置动作时,升降挡板不能进行上升、下降操作;
热送辊道正转反转时,升降挡板不能进行上升、下降操作;
4、上料台架下料
用途:
该设备有三个功能:
从上料台架上单根取料到热送辊道上
从热送辊道上取料到台架上
辅助装置:
为控制液压缸行程,设有7个接近开关
联锁:
热送辊道正向、反向运行时,下料装置不能动作;
冷坯上料台架前进或后退步进时,下料装置不能动作;
5、钢坯提升机
用途:
将钢坯从标高为+900辊面上提升到辊面标高为+5720辊道上。
辅助装置:
主令控制器一个
检测钢坯光电管1个
联锁:
热送辊道正向或反向运行时,提升机不能动作
控制操作装置:
热送辊道停止,且检测钢坯光电管发出有钢信号后,提升机动作一次,将钢坯提升至+5720mm辊道上;
6、钢坯提升机下料装置
用途:
将提升机提升上来的钢坯卸到入炉辊道上.
辅助装置:
为控制液压缸行程,设有4个接近开关
联锁:
钢坯提升机动作时,下料装置不能动作;
下料装置动作时,钢坯提升机不能提升钢坯;
入炉辊道正转或反转时,下料装置不能动作;
下料装置下料时,入炉辊道不能正转或反转;
提升机动作一次后,主令控制器发出信号,提升机下料装置动作,将钢坯从提升机处取放到受料辊道上;正常生产时,将“自动—手动”选择开关打至“自动”挡;
7、受料辊道
用途:
将提升机提升上来的钢坯运送到称重辊道处。
联锁:
提升机下料装置动作时,受料辊道不能驱动;
称重辊道处有钢坯时,受料辊道不能驱动;
受料辊道上有钢坯时,称重辊道及装炉辊道不能反转;
正常生产时,将“自动—手动”选择开关打至“自动”挡;
受料辊道上钢坯检测激光检测器检测到辊道上有钢坯时,而且称重辊道处钢坯检测激光检测器到没有钢坯时,受料辊道开始正转;
当钢坯头部到达称重辊道前第一个钢坯检测光电管处,受料辊道延时停止;
8、钢坯称重辊道前升降挡板
用途:
阻挡称重辊道前后续钢坯,以便钢坯单根称重。
联锁:
称重辊道上有钢坯时,升降挡板不能下降;
受料辊道正转时,升降挡板不能升起;
正常生产时,将“自动—手动”选择开关打至“自动”挡;
受料辊道上钢坯检测光电管检测到辊道上有钢坯时,而且称重辊道处2个钢坯检测光电管检测到没有钢坯时,升降挡板下降;
当钢坯尾部到达称重辊道第一个检测光电管时,升降挡板升起;。
9、钢坯称重辊道
用途:
运送钢坯,并给运送的钢坯测长和称重。
联锁:
称重辊道上有钢坯时,升降挡板不能下降;
受料辊道上有钢坯时,称重辊道不能反转;
称量辊道在无钢坯状态启动前,称重辊道后升降挡板应为上升状态;
称量辊道在有钢坯状态启动前,称重辊道后升降挡板应为下降状态;
受料辊道上钢坯检测光电管检测到辊道上有钢坯时,称重辊道处钢坯检测光电管检测到没有钢坯时,升降挡板下降,称重辊道开始驱动;
称重辊道处第一个钢坯检测光电管检测到钢坯时,旋转编码器开始计数,当钢坯尾部离开钢坯检测光电管时,计数结束,通过编码器计算的距离即为钢坯的长度,测长精度要求为±20mm,并将信号输给炉区PLC,为钢坯在炉内定位提供参数;
当钢坯头部到达第二个钢坯检测光电管时,称重辊道延时停止,使钢坯头部准确地停在称重辊道前升降挡板处,开始称重。
10、钢坯称重辊道后升降挡板
用途:
使钢坯正确地停在称量辊道上方。
联锁:
升降挡板处于升起状态时,称重辊道、入炉辊道、炉内辊道不能一起驱动;
升降挡板处于升起状态时,入炉辊道、炉内辊道不能反向驱动;
加热炉炉门未打开时,升降挡板部能下降;
当加热炉给出上料信号后,升降挡板下降;
当称重辊道第二个检测钢坯光电管检测到钢坯尾部,延时后,称重辊道、入炉辊道、炉内辊道全部停止,升降挡板上升;
11、入炉辊道
用途:
将称重后的钢坯运送到加热炉炉内。
联锁:
上料炉门关闭时,装炉辊道不能驱动;
称重辊道后升降挡板在上极限位置时,辊道不能反转;
当炉内推钢机处在推钢状态时,入炉辊道不能驱动;
当加热炉给出上料信号后,升降挡板下降,称重辊道、入炉辊道和炉内辊道同时驱动;
当称重辊道第二个检测钢坯光电管检测到钢坯尾部,延时后使钢坯在炉内到达预定的位置,称重辊道、入炉辊道、炉内辊道全部停止运行,升降挡板上升。
12、对齐推钢机
用途:
将称重后的钢坯退到加热炉固定梁上。
采用电磁换向阀及调速锁定阀件作为装料推钢机控制阀组。
可根据要求调定推钢速度及推钢/返回的准确动作。
对齐推钢机将料坯推正并将其推到固定梁上,使得料坯与炉子中心线垂直以减少料坯的跑偏,保证顺利出钢;同时在连铸坯热装热送时,利用推钢机来改变料坯的间距,保证活动梁准确的将料坯放到出料辊道上。
平移行程:
工作600mm,最大1150mm;运动速度:
前进0.06m/s,后退0.2m/s;
联锁:
炉内推钢机推干不在后端时,步进机构不能上升和后退:
步进机构在上升状态下,推钢机不能前推:
推钢机前推时炉内悬臂辊不允许运动:
炉内悬臂辊运动时,推钢机不能前推:
悬臂辊运动没被检测到时,推钢机不能前推。
13、步进梁电控系统
从上料台架送来的钢坯在炉前上料辊道经过测长、称重后准备入炉。
当接到装钢信号,装料炉门打开,钢坯进入炉内装料端悬臂辊道上按布料图准确定位。
装料炉门关闭,同时对齐推钢机推杆前进,将钢坯推正后前进将其推到固定梁的预设位置上,推杆快速退回原位。
由入炉端运送到出炉端。
加热炉根据入炉钢坯的温度调整其供热制度,使钢坯在到达出炉端时其温度也加热到预定的出钢温度。
步进梁的运动周期是一个上升—前进—下降—后退的矩形运动轨迹。
步进梁的运动由水平运动和垂直运动组成。
所有运动过程中的速度是变化的,其目的在于保证运动的开始和结束都是缓慢的,即动梁和定梁与钢坯的接触均为通常所说的“软接触”,以防止步进机构产生冲击和震动。
步进机构的水平运动是通过平移液压缸驱动平移框架,使其在升降框架的滚轮上作水平移动。
此时,升降框架处于静止状态。
而步进机构的升降运动是通过升降液压缸驱动升降框架,使其滚轮在斜轨上沿斜面滚动,完成升降运动。
此时,平移缸处于静止状态,而平移框架随升降框架一起作升降运动。
步进梁升降行程:
200mm(上下各100mm,0位有中间减速):
步进梁水平行程:
max.400mm步进周期:
36秒:
步进机械功能:
正循环—钢坯前进;逆循环—钢坯后退;踏步—钢坯只作升降运动;
中间保持—活动梁和固定梁同时支撑钢坯;步进等待—步进周期按出钢周期运行。
炉区设备控制的方式主要有:
手动半自动全自动控制全自动控制采用顺序连锁控制
炉内步进梁步距的保证主要有:
平移缸的行程(包括液压系统)2对齐推钢机的行程(包括液压系统)活动梁的运动轨迹为矩形,即上升→前进→下降→后退四个基本动作组成一个循环,将钢坯向前输送一个步距
联锁:
炉内上料辊道有钢时,步进机构只能正循环:
炉内出料辊道有钢时,步进机构只能逆循环:
步进机构在正循环下降状态下,炉内出料辊道必须处于禁止状态。
推钢机不在后位时,步进机构不能上升或后退:
步进机构在上升状态下,推钢机不允许运动:
14、炉内出料辊道
联锁:
炉内出料辊道运行时,步进机构不能进行正循环的前进和下降,逆循环的上升及踏步:
步进机构进行正循环的前进和下降,逆循环的上升及踏步时炉内出料辊道不能启动:
当检测元件确认炉内出料辊道无钢时,以上连锁关系失效。
加热炉出双钢的电气分析
加热炉频繁出现双钢出炉,影响正常出钢,同时也影响正常的轧制节奏,电气初步分析原因如下:
1、正常的加热炉步距为230毫米,由于弯钢在入炉时推钢机按照正常设定的数据进行推钢,导致钢坯推斜,坯料与坯料之间的间隙发生变化,从而改变了加热炉的步距。
2、平移缸的运动是保证加热炉步距的重要环节,平移缸动作行程为230毫米,不稳导致平移为250--270毫米上下不定,原理上加热炉出钢的步距等于加热炉入钢的步距,出钢步距发生了变化那么入炉的钢坯自然步距也就发生了变化。
因而会出现双钢频繁出炉,炉内少钢等现象。
3、推钢机的行程发生变化
4、尽量避免手动随意调整步进梁的步距。
加热炉出钢节奏电气分析
1、加热炉正循环一次需要40秒,循环速度由液压系统来决定。
2、加热炉出钢的时间与轧线轧机的速度有关,与CP1的操作有关,称重辊道上有无钢直接影响加热炉出钢节奏。
燃烧系统
仪表基础自动化(包括鼓、引风机)
一、炉温自动控制
在各炉温控制段,每段2个测温度点(上加热1点,下加热1点),以其中所测高温度值作为本段炉温的控制的PV值,以防止坯料过烧。
采用成熟的典型的双交叉限幅算法控制空/燃比,实现最佳燃烧控制。
在低负荷状态下,由于调节进入非线性段,为了避免系统产生震荡,采用特殊的开度控制,从而保证系统在低负荷状态下,既能稳定地工作,又能保持较好的空燃比。
二、炉膛压力自动控制
为了保证加热炉热效益,炉膛压力控制十分重要。
根据工艺要求,均热段的炉膛压力控制是重点,应对均热段炉膛压力进行自动调节,按比例调节均热段的煤气侧蓄热器排烟支管和空气侧蓄热器排烟支管的两个调节阀,以实现均热段炉膛的微正压操作。
其它两个加热段的炉膛压力通过排烟温度自动调节间接进行控制。
三、煤气总管压力控制及低压切断控制
燃料总管压力的稳定是实现最佳燃烧控制的保证。
因此对煤气总管压力进行控制是非常必要的。
煤气总管压力值低于下限报警,并自动切断煤气。
这是保障安全生产的必备手段。
在自动切断煤气阀需要打开时应进行手动操作。
四、加热炉安全联锁逻辑保护系统
为保障加热炉安全生产,当发生下列情况时,将自动停炉。
煤气总管压力值低于下限;空气总管压力值低于下限;压缩空气总管压力值低于下限;冷却水总管压力值低于下限;助燃风机故障。
加热炉安全生产至关重要。
各种介质管道的总管压力用压力变送器检测,当检测压力异常时进行报警,必要时对介质供应进行切断。
各种故障分为重故障和轻故障,轻故障时进行报警,重故障发生时必须进行燃烧切断。
高线电气
2008年12月30日
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