棒材生产线2#收集成捆前辊道电气改造

王红伟 蔡利华 马艳菊

摘 要：随着电力电子技术、PLC技术的发展，PLC控制的变频器调速系统是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术，它以很好的调速、节能性能和低故障率、高可靠性在各行各业中获得了广泛的应用。本文介绍了玉钢棒材生产线2#收集成捆前辊道电气控制的问题，以及用PLC和变频器在原有的基础上对2#收集成捆前辊道电气控制部份进行改造的情况。通过改造，不仅解决了原有问题，还取得了较好的运行效果。

关键词：变频器 PLC 辊道 改造

中图分类号：TG334 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（a）-0-02

随着电力电子技术、PLC技术的发展，PLC控制的变频器调速系统是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术，它以很好的调速、节能性能和低故障率、高可靠性在各行各业中获得了广泛的应用。

1 棒材线2#收集成捆前辊道的电气控制问题

随着产能的不断提升，玉钢轧钢厂棒材生产线原有的1#收集系统，不能满足产量提升的要求，于是新增了2#收集系统。2#收集系统的成捆前辊道辊子是由10台4kW减速机电动机二合一进行拖动，原设计未考虑调速，辊道输送线速度为1.2m/s，其电气控制采用继电器-接触器控制方式存在以下主要问题。

1.1 电动机故障多

成捆前辊道为满足轧制生产所需，要把输送链上的所有成品——带肋钢筋输送到打包区域，因其工作任务繁重，辊道电动机匝间短路、断相和接地故障时有发生，造成电动机频繁烧损。

1.2 控制系统的可靠性差

由于成捆前辊道动作频繁及导电性粉尘环境，继电器-接触器控制系统的可靠性差、故障率高（空开、接触器经常发生烧损、触头粘死）、处理故障困难、维护费用高。

1.3 辊道输送速度不能调整

电动机不能调速，导致轧制品种、负载变化时，启动、运行不平稳，容易造成乱钢或阻钢，同时对堵头的挡板或底座螺栓造成损坏。

1.4 影响生产顺行

只要2#收集系统的成捆前辊道发生故障，就会导致2#收集系统不能使用，影响班产量。

2 棒材线2#收集成捆前辊道的电气控制方式改造

基于以上原因，玉溪新兴钢铁有限公司决定采用PLC控制代替原继电器-接触器控制对2#收集系统的成捆前辊道控制系统实施改造，以实现变频器软启、软停和调速。本着控制成本，尽量利用现使用的设备和备件进行改造的原则，故本次2#收集系统的成捆前辊道电气改造主要包括的成捆前辊道电动机、辊道分配箱和控制柜到电动机的电缆均使用原有的元件和材料，辊道电动机PLC控制部分采用2#收集的GE 90-30系列PLC控制系统的空余点，与新增的安川变频器相结合的控制方式替代原有控制方式，如图1所示。

该电气控制方式是通过主令控制器或电位器进行输入给定，利用变频器来控制成捆前辊道的起动、停止、可逆运转与速度调节。PLC接收主令控制器的速度控制信号。这些信号包括：主令控制器发出的正、反转信号、电动机准备好信号及启动、急停、复位等信号，信号全部采用汇点式输入。PLC针对这些信号完成系统的逻辑控制功能，并向变频器发出起、停、正、反转及调速等控制信号，使电动机处于所需的工作状态。变频器接收PLC提供的控制信号，并按设定向电动机输出可变频、变压的电源，从而实现电动机的软启、软停，正反转和调速。

3 辊道控制及工作过程描述

当辊道分配箱内电动机断路器开关完全闭合，主回路空气开关处于合位，正反转选择开关处于零位，此时才能按下合闸按钮，继电器HM线圈得电，继电器HM触点接通主回路接触器KM线圈，接触器吸合，变频器上电。其合闸控制过程，如图1所示。

以低速正转为例，辊道控制及工作过程是：当正/反转/停止选择开关打到正转位置时，PLC输出模块输出DC24V到继电器K1线圈，K1线圈得电后触点闭合，变频器顺序控制公共点SC与S1输入端接通，变频器正转运行指令传递到变频器控制板。此时速度选择开关档位若在低速档位置，则继电器K3线圈得电，K3线圈得电后触点闭合，变频器顺序控制公共点SC与S5输入端接通，变频器多段速指令1传递到变频器控制板，变频器按低速预先设定的输出频率25Hz输出，电动机得电开始低速正转运行。

当速度选择开关档位打到中速或高速位时，继电器K4或K5线圈得电，变频器顺序控制公共点SC与S6或S7输入端接通，变频器多段速指令2或3传递到变频器控制板，变频器按预先设定的输出频率35Hz或45Hz输出，电动机速度随变频器输出频率的改变而变化，达到调整速度的目的。

操作工可以根据轧制的规格品种的不同，选择低、中、高三档速度，反转操作同理。

变频器故障时，按下复位按钮，继电器RM线圈得电，触点闭合后，变频器顺序控制公共点SC与S5输入端接通，复位信号传递到变频器控制板，若故障不复存在，则变频器进行故障复位。

当检修或停产时，正/反转/停止选择开关打回停止位，变频器输出截止，按下分闸按钮 ，继电器FM线圈得电，触点闭合后，主回路接触器KM线圈失电，接触器断开，变频器失电。

4 结语

2#收集上料辊道采用变频器和PLC控制改造后，具有4个显著优点：一是减少硬线连接及中间环节，便于故障的排除，提高工作效率；二是利用变频器的软启软停特性，能有效的减小对设备的冲击，可明显改善钢结构的承载性能，延长了挡板的使用寿命；三是减少设备故障率，并降低了设备的维护费用，减少设备的维护量；四是减少了乱钢、阻钢现象，提高了成材率，使工艺流程更加顺畅，提高了生产效率。

参考文献

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