韶钢板材厂宽板工序新增二切设备改造电气控制系统

彭志玲

摘 要：本文着重介绍韶钢第板材厂宽板工序新增二切设备改造电气部分，并对其PLC系统作了简要阐述。

关键词：宽板工序；二切；电气；控制系统

1 引言

宽板工序目前所使用的坯料主要由炼钢厂1#和4#板坯连铸机提供，1#板坯连铸机主要生产4m以上的长定尺板坯、4#板坯连铸机主要生产5m以上的长定尺板坯，短定尺铸坯依靠离线人工二次切割实现。受现有设备条件限制，宽板工序目前的生产组织过程中，凡是需要二次切割的坯料，都需要下线冷却，检验合格后根据生产计划需求，人工对坯料切割，冷装入炉生产。存在着铸坯热损失大、切割毛刺无法去除进而影响轧材表面质量、人员操作条件差、劳动强度高、生产率低等弊端。

2 二切改造必要性

综合生产组织、物流及能耗成本、劳动安全等众因素，宽板工序新增二切设备是非常有必要的。

3 二切电气控制系统

3.1电气传动系统

a.切前辊道

切前辊道用来运输和支撑抽出装置和火焰切割机间入口段的材料。辊道有4个可变速AC齿轮马达，变频传动，电机15KW。

b.切割辊道

切割辊道由6个辊驱动并且由6个变速AC齿轮电机驱动，每个马达由其矢量传动控制。电机功率15KW。可移动框架水平动作靠比例阀驱动的两个液压缸控制。液压动作必须通过单磁阀起动。提供2个极限开关用来检测框架行程末端。

c.输送辊道

输送辊道分为两部分。第一部分用来将板坯从切割辊道传送到输出区。在引锭杆穿入过程中，此辊道用来将一首歌运输到夹送辊。在引锭杆复位过程中并且当引锭杆切断后，此辊道用来将引锭杆运输到停放区。运输辊道靠23个变速AC齿轮电机驱动，电机功率15KW。将提供2个升降挡板：一个用于引锭杆，另一个用在去毛刺机后辊道末端。此辊道末端的挡板用作安全挡板。气动电磁阀用来控制安全挡板的提升/下降。安全挡板的高位将由极限开关探测。安全挡板低位（离线）将由极限开关探测。板坯在升降挡板前的出现将由光电管检测。

d.出坯辊道

变频控制，电机功率15KW。辊道分为两部分。

第一部分用来将板坯从上游辊道运输到中间升降挡板。

第二部分将板坯从中间挡板运输到最终挡板。将提供两个升降挡板：一个在辊道中间（中间挡板），另一个在辊道末端（最终挡板）。气动电磁阀用来控制挡板升降动作，挡板的高位靠两个极限开关检测。挡板的低位（离线）靠两个极限开关检测。板坯出现在升降挡板前（下降/停止）由两个光电管检测。

e.去毛刺系统

去毛刺系统包括1个提升缸（上/下动作）、2个限位开关（上/下动作检测）、1个倾斜缸（向前/向后动作）、3个板坯位置探测器（光电管LB1，LB2，L3）等设备。

f.火焰切割机

火焰切割机为GEGA成套装置，自带一套PLC系统，与其他PLC通过工业以太网通讯。

g.喷号机

喷号机为镭目成套装置，自带一套PLC系统，与其他PLC通过工业以太网通讯。

h.夹送辊

每组夹送辊配备两个AC电机，上下各一个；每个电机由一个单驱动装置供电。该系统包括2、3、4、5、6、7、8号扇形段等7对电机传动的上下夹送辊。

该传动装置为矢量控制型；电机的速度由脉冲发生器进行检测并作为传动系统的反馈数据。各电机传动系统从PLC接收速度参数；PLC接收实时转速、、实际扭矩和电机轴的位置作为反馈。每个电机分别由变频驱动装置控制；电机装有冷却风机和一个用于速度反馈的脉冲发生器；2～4号扇形段装有固定的制动装置，以在电机断电时控制板坯和引锭杆。

i.对中装置

对中装置段装有辊定位用液压执行装置、控制压下扇形段的比例阀、检测液压缸位置的线性位置传感器、检测液压缸差压的压力传感器、在动力故障时控制位置的锁定阀等装置。

3.2基础自动化级

3.2.1PLC网络

基础自动化系统以西门子PLC控制装置为核心，采用S7—400系列的产品。PLC与子站、变频器之间的通信通过Pr of i bus-DP网实现。Pr of i bus—DP用于工业自动化系统现场层的高速数据传送，主站周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息，总线循环时间必须要比上站（PLC）程序循环时间短，除周期性用户数据传输外，Prof i bus —DP还提供智能化设备所需的非周期性通信以进行组态、诊断和报警处理。

3.2.2系统人机接口HMC

PLC控制系统STEP7 V5.4 CN编程，上位机HMI监控操作系统采用WINCCV6.0编程。该系统通过WINCCV6.0组态编程实现过程控制所必要的监控和操作功能，包括存切割过程中各种设备状态和相关参数的动态显示、电气设备的操作控制的显示，以及故障报警、操作记录，实时趋势和歷史趋势曲线等。从而满足工艺模型自动控制、工况监测、安全生产、介质能耗计量等要求。实现自动化系统的人机接口功能。

3.2.3电气传动控制

电气传动部分采用两门子6SE70系列变频器以及 MI CROMASTER440系列的全数字变频调速装置。MI CROMASTER 440系列主要用于火切机大车和割枪电机控制，火切机下辊道由6SE70系列变频器控制。

MICROMASTER440通用型变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极晶体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，其具有很高的运行可靠件和功能的多样性，全面完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。

4 结论

在宽板工序现装料辊道处，依次布置板坯辊道、对中装置、火焰切割机、去毛刺机、喷号机等后，并通过PLC系统自动控制技术进行远程监测、控制，实现热装入炉对4#连铸机下线后通过热送辊道输送的热坯进行二次切割、毛刺清理、在线喷号等，最终实现热装入炉，为宽板工序生产稳定、顺行创造了条件。

参考文献

[1]张凤珊.电气控制及可编程序控制器.2版 [M].北京：中国轻工业出版社，2003.

[2]李浩.现代切割技术的发展与应用.2005

（作者单位：广东韶钢工程技术有限公司）