结晶器在线调宽故障的分析与解决

2013-07-18黄月

冶金动力 2013年5期

黄月

（辽宁本溪机电工程学校，辽宁本溪 117022）

1 概述

本钢炼钢厂连一车间两台铸机是在1997 年和2000 年分别从奥钢联公司引进的板坯铸机，两台铸机称为1＃和2＃铸机，都是一机两流。十多年来一直都是本钢铸板生产的主力军。当时1＃铸机采用西门子公司的S5 系列的PLC，2＃铸机采用西门子公司的S7 系列的PLC。由于西门子公司S5 系列的PLC 逐年在淘汰，我厂于2007 年对1＃铸机的S5 系列的PLC 进行升级改造，把铸机系统所有的西门子S5 系列的PLC 升级到西门子S7 系列的PLC。升级后的1＃铸机，结晶器调宽功能一直处于不正常的状态，在冷调和热调时，两流所有8 个变频器时常地出现F11 报警，即过流报警，特别是当电机在调锥的过程中，变频器的报警更为严重。当时的外方专家也是一直无法解决这个故障。在随后的两年多时间里，结晶器的调宽功能一直处于不正常的状态下运行，给生产和操作带来极大的困难。由于近年来本钢品种钢生产的大量增加，生产要求铸机具备在线调宽的功能。而1＃铸机在冷调时都出现变频器频繁的报警，也就无法在拉坯的过程中进行在线调宽。而2＃铸机在线调宽功能正常。因此解决这一棘手难题迫在眉捷，必须尽快解决。

2 铸机结晶器在线调宽系统故障原因分析

2.1 铸机结晶器调宽系统的组成及工作原理

结晶器调宽电气系统是由二级计算机系统、一级机画面系统、S7-400PLC、操作面板、变频器、减速和电机组成。调宽变频器是采用西门子6SE70 系列的变频器，变频器的控制板采用CU2 控制板。结晶器调宽在功能上分为二级计算机控制、一级机控制、操作面板操作。二级计算机控制是指在二级计算机上下达在线调宽的计划，通过一级机画图确认，由PLC 系统控制变频器系统完成。一级机控制是指在一级机的画面上下达在线调宽计划，通过PLC 系统控制变频器系统完成。操作面板是完成手动功能、调宽校正及现场调宽的操作功能。

2.2 结晶器在线调宽的故障原因分析

结晶器在线调宽功能是指在铸机生产板坯的过程中，通过控制系统对结晶器的宽度进行调整，即对板坯的宽度进行调整，直到达到生产所要求的板坯宽度规格。可能造成结晶器在线调宽故障主要有以下几个原因：

(1)结晶器机械方面或液压方面存在阻力，造成在调宽的过程中，变频器产生过流报警。

(2)调宽电机本身存在问题，造成调宽过程中，变频器产生过流报警。

(3)PLC 控制程序有问题，造成调宽过程中，变频器产生过流报警。

(4)变频器本身或参数方面有问题，造成调宽过程中，变频器产生过流报警。

在结晶器机械方面和液压方面，检查结晶器所有的可能造成阻力过大的因素以及液压系统方面的因素，各方面均正常，并将在1＃机调宽报警的结晶器移到2＃铸机上使用，2＃铸机无变频器报警发生，因此判断结晶器机械方面和液压方面正常。

在调宽电机本身上，我们采用更换新的调宽电机替代报警电机，变频器仍然报警，这说明变频器的报警与电机本身无关。

在PLC 控制程序方面，我们检查了所有的程序，没有发现控制上有问题。同时我们在冷态的条件下多次模拟在线调宽过程，有时还可以完成在线调宽的全过程。这说明PLC 控制程序上正常。

在变频器本身方面，我们对比了1＃铸机、2＃铸机变频器的型号，发现两台铸机调宽变频器的功率不同，额定电流不同。2＃铸机的变频器功能大于1＃铸机变频器功率，由于1＃铸机在PLC 系统升级前，冷调时没有变频器过流报警。因此断定，变频器本身正常，功率的不同，不是造成变频器过流报警的原因。

通过上述分析，怀疑变频器内部的参数可能与电机不匹配，造成变频器不是在最优的条件下运行，而产生过流报警。我们试验改变了变频器的调节变频器电流环的比例积分参数P225 和P229，发现冷调时变频器的报警次数几乎没有了，因此断定变频器的内部参数不是最优是造成变频器报警的原因，必须通过调整变频器的内部参数，来解决这一难题。

3 结晶器在线调宽故障的解决

3.1 变频器的参数优化过程

变频器的内部参数是影响变频器运行性能的重要因素。为了使变频器在最优的条件下运行，就要对变频器的各个功能块进行最优化的处理。因此需要对变频器进行空载的测试。变频器空载测试就是变频器只带电机，而不带其它负载的条件下运行，在运行的过程中，根据电机本身的参数以及电机的固有的特性，变频器自动地优化变频器内部各个功能块的各种参数，使得变频器各个功能块在最优的条件下运行。变频器参数优化的步骤框图如图1 所示。

在参数优化过程中，P346.1 是优化设定的重要参数，它反映变频器速度环的动态性能，对于动态响应快的系统要求这个值大些。同时如果这个值过大，也会导致变频器的电流过大。因此根据结晶器控制系统要求，设定P364.1 等于50,为最佳值。