粗軋輥道變頻控制優(yōu)化研究

匯報人：xuping木棉花鋼花集團棒材分公司粗軋機間輥道變頻控制優(yōu)化研究目錄選題理由方案設(shè)計和試驗過程、分析分析及結(jié)論一、選題理由存在的問題目前軋線布置的現(xiàn)實情況選題理由改后預(yù)期效果目前軋線布置的現(xiàn)實情況1.1棒材分公司的全連軋生產(chǎn)線在建時，由于考慮軋制優(yōu)鋼需要單根軋制單根上冷床，軋件需要在開坯后進行切斷，因此軋線就形成了現(xiàn)有的前4臺軋機與后面的連軋線形成脫頭軋制關(guān)系，粗軋與中軋之間，即4架與4架之間存在一條約23米長的兩組粗軋機間輥道，由于未形成真正的連軋關(guān)系，因此該輥道的順利運行與否是保證整個軋線順暢的關(guān)鍵。目前機間輥道存在的問題1.2預(yù)期效果1.３工藝理順輥子磨損降低Page7Page7⑴國內(nèi)外變頻器主要品牌：①日韓系列：三菱、富士、松下、日立、安川、LG、等；②歐美系列：瑞士ABB、德國西門子、丹麥丹佛斯、美國愛默生等；③臺灣系列：臺達、愛德利、東元、普傳；④國產(chǎn)系列：深圳英威騰、成都希望森蘭、北京利德華福、成都日立、煙臺惠豐、深圳科姆龍等⑵國際變頻器行業(yè)開展現(xiàn)狀：國內(nèi)變頻器市場是以外資品牌的進入而發(fā)端，直到2000年前后還占據(jù)著90%左右的市場份額。目前活潑在我國市場上的國產(chǎn)品牌占70%左右，但是市場份額僅占20%-25%，雖然內(nèi)資品牌的市場份額在快速擴大，但大局部市場仍被十余個歐美品牌和日本品牌所占據(jù)。歐美品牌變頻器增長迅速。歐美公司進入我國市場比較晚，但產(chǎn)品檔次比較高、容量大，價格也比較高，其市場占有情況上升很快。評估三、方案設(shè)計和試驗過程、分析１方案設(shè)計２試驗過程３分析討論三Page10棒材分公司粗軋機間輥道主要由22臺普通2.4KW電機及相關(guān)輥子組成，位于軋制線4V軋機和5H軋機之間，共分為兩組，分別命名為粗軋機間輥道一組〔靠近4V〕和粗軋機間輥道二組〔靠近5H〕。該輥道主要擔負著將軋件從粗軋運送進中軋的至關(guān)重要的任務(wù)。一旦輥道出現(xiàn)故障，將嚴重影響軋制節(jié)奏。原粗軋機間輥道電機電氣控制系統(tǒng)主要由一個接觸器配電柜、一個現(xiàn)場操作箱、兩個現(xiàn)場開關(guān)配電箱、主控室操作臺相關(guān)控制開關(guān)及運行信號燈組成。當主控室操作臺“粗軋一、二組開關(guān)〞打到允許時，現(xiàn)場可以操作粗軋一、二組輥道正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)時不受主控室控制。正、反轉(zhuǎn)均通過控制接觸器吸合來控制現(xiàn)場電機以額定轉(zhuǎn)速運行。兩組輥道同時運行時，主控室操作臺上指示燈亮。只有一組輥道運行時，指示燈呈閃爍狀態(tài)。提醒相關(guān)人員進行處理。３．１方案設(shè)計－－－原理分析３．１方案設(shè)計－－－原因分析原電氣控制系統(tǒng)采用較簡單、傳統(tǒng)的接觸器控制，只能給電機提供單一的額定電壓，所以電機只能在額定轉(zhuǎn)速下運行。達不到工藝上提出的頻繁變速的要求，致使電機輥子多數(shù)情況下處于較嚴重的磨損狀態(tài)。不僅備件損壞較快，而且故障頻繁，嚴重影響正常生產(chǎn)。所以粗軋機間輥道電機必須采用較先進的變頻器控制。３．１方案設(shè)計－－－設(shè)備選型Page13主控室wincc畫面上設(shè)兩個速度，需由主控人員根據(jù)當班4、5架軋機速度自行設(shè)定，分別為跟隨4V軋機速度n4V、跟隨5H軋機速度n5h。機1實際速度為粗軋機間輥道1組實際速度反響值，機2實際速度為粗軋機間輥道2組實際速度反響值，設(shè)定速度與實際速度值單位均為：米/秒。３．１方案設(shè)計－－－Ｗｉｎｃｃ——操作界面設(shè)計Page14在充分了解工藝需求的根底上，變頻器自動化程序作如下設(shè)計：當4架開始咬鋼，5架沒有咬鋼時，粗軋一、二組輥道速度延時〔暫定為2秒〕后采用跟隨4V軋機速度n4V，當鋼坯在粗軋輥道上運行，4、5架都沒有咬鋼時，粗軋一、二組輥道速度自動以1.02米/秒喂鋼，當5架開始咬鋼，4架沒有咬鋼時，延時〔暫定為3秒〕后，一、二組輥道采用跟隨5H軋機速度n5h、當4、5架都處于咬鋼狀態(tài)時，粗軋一組速度采用n4V，粗軋二組速度采用n5h。３．１方案設(shè)計－－－自動化程序設(shè)計３．１試驗過程－－－第一階段試驗結(jié)果及分析：經(jīng)兩臺變頻器基本參數(shù)調(diào)試后，通過BOP-2操作面板啟動輥道電機，兩組輥道電機運行正常，通過上升及下降箭頭按鈕可以調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速上升及下降，從而達到了預(yù)期的試驗?zāi)繕恕Ｔ囼炦^程：經(jīng)過設(shè)計圖紙并外委制作變頻調(diào)速控制柜，該工程硬件準備工作于7月底準備就緒，7月30日正式進入工程實施。利用原粗軋傳動室1#配電柜旁空缺位根底〔800×1000〕，安裝標準變頻控制柜800×1000×2200。柜體安裝及主回路連線完畢后，進入?yún)?shù)調(diào)試工作。課題組按照預(yù)先準備好的方案，嚴格進行變頻柜的初步調(diào)試：一、電控柜接線查線，確保接線正確：變頻器的輸入和輸出線未接反；制動電阻接線正確；輔助24V電源未接錯。二、檢查三相進線端〔進線空開下口〕和出線端〔接電機端〕確認無短路，電阻值較合理。三、上電，檢查電源電壓正常：合上控制回路，檢查電壓正常；再合上主回路，未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，觀察指示燈及BOP-2操作面板屏幕顯示均正常。四、在BOP操作面板上操作〔略〕。五、電機試車〔略〕。變頻柜安裝、變頻器參數(shù)調(diào)試３．２試驗過程－－－第二階段變頻器網(wǎng)絡(luò)連接、硬件組態(tài)試驗結(jié)果及分析：在網(wǎng)絡(luò)連接及硬件組態(tài)完成后，進行了監(jiān)控硬件組態(tài)的試驗，第一次監(jiān)控的結(jié)果為11、12號站未連通，工控機的網(wǎng)絡(luò)通訊畫面顯示“×〞。仔細檢查各設(shè)置后對硬件組態(tài)局部進行了再一次嚴格的編譯和下載，操作完畢后，故障依舊。經(jīng)課題組討論后將變頻器控制單元進行斷電后重新上電運行，故障排除。兩臺變頻器成功并入棒材分公司粗軋400PLC網(wǎng)絡(luò)，從而到達了預(yù)期的試驗?zāi)繕恕age18難點一難點二調(diào)速涉及到4架、5架的咬鋼判斷，因原4架軋機控制程序在粗軋400PLC中，所以咬鋼信號容易獲取，而5架軋機程序位于中、精軋400PLC，需要將5架咬鋼信號從中、精軋PLC傳至粗軋PLC中。由于工藝上的不同要求，粗軋一、二組輥道需根據(jù)4、5架軋機咬鋼情況隨時變換速度，所以需要將不同情況下的一、二組輥道速度分別給定后再通過一個相同的中間變量統(tǒng)一換算成變頻器需要的速度給定。３．２試驗過程－－－第三階段變頻調(diào)速程序編制、下載、調(diào)試及Wincc畫面制作Page19在OB1中正確調(diào)用新編輥道程序FC93正確下載SFB中命名的背景數(shù)據(jù)塊DB81針對調(diào)試中主要程序故障的解決辦法將輥道速度換算為變頻器認可的標準格式修改語句殘缺等算法錯誤試驗過程：第三階段試驗過程主要是調(diào)試程序的過程，在試驗過程中，先后出現(xiàn)了①程序功能塊FC93監(jiān)控不上；②5架咬鋼信號無法正確傳送；③輥道實際速度反響值顯示不正確等多種程序故障，通過課題組集體研究討論，很快找到了故障點。找到程序故障點后，課題組對其進行了一一正確處理。經(jīng)處理后程序運行完全正常。能夠?qū)崿F(xiàn)粗軋一、二組輥道的所有調(diào)速功能，成功解決了改造前粗軋輥道速度單一的狀況，從而到達了預(yù)期的試驗?zāi)繕?。?jīng)過2個月的熱負荷試運行，粗軋一、二組輥道能夠按照程序要求進行精確調(diào)速，輥子及電機損耗大大降低，因輥道損壞導(dǎo)致的故障時間暫時沒有出現(xiàn)過，電氣故障率也大大降低。四、結(jié)論及討論Page21討論一Page22⑵對于程序中延時時間、喂鋼速度給定、變頻器中斜坡上升時間、主控室Wincc畫面中速度給定等具體參數(shù)的精確設(shè)定值，課題組將繼續(xù)予以關(guān)注研究，以便整個系統(tǒng)到達一個最優(yōu)的運行狀態(tài)。討論二Page23一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月第一階段：工程籌備階段第二階段：圖紙設(shè)計、修改、硬件準備階段第三階段：程序設(shè)計、修改、工程實施階段熱負荷試運行階段穩(wěn)定運行階段2021年P(guān)age24變頻改造效果展示4架軋機5架軋機粗軋機間輥道機間一組電機11臺機間二組電機11臺（1）課題組通過更換粗軋輥道電機為專用變頻電機、重新鋪設(shè)電纜、更換變頻控制柜、重新設(shè)計變頻控制程序、設(shè)計主控室Wincc人機界面等改進措施，較好地解決了改