粗軋輥道變頻控制優(yōu)化研究

匯報(bào)人：xuping木棉花鋼花集團(tuán)棒材分公司粗軋機(jī)間輥道變頻控制優(yōu)化研究目錄選題理由方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)過(guò)程、分析分析及結(jié)論一、選題理由存在的問(wèn)題目前軋線(xiàn)布置的現(xiàn)實(shí)情況選題理由改后預(yù)期效果目前軋線(xiàn)布置的現(xiàn)實(shí)情況1.1棒材分公司的全連軋生產(chǎn)線(xiàn)在建時(shí)，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(kāi)坯后進(jìn)行切斷，因此軋線(xiàn)就形成了現(xiàn)有的前4臺(tái)軋機(jī)與后面的連軋線(xiàn)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(zhǎng)的兩組粗軋機(jī)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(yùn)行與否是保證整個(gè)軋線(xiàn)順暢的關(guān)鍵。目前機(jī)間輥道存在的問(wèn)題1.2預(yù)期效果1.３工藝?yán)眄樰佔(zhàn)幽p降低Page7Page7⑴國(guó)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(guó)西門(mén)子、丹麥丹佛斯、美國(guó)愛(ài)默生等；③臺(tái)灣系列：臺(tái)達(dá)、愛(ài)德利、東元、普傳；④?chē)?guó)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(tái)惠豐、深圳科姆龍等⑵國(guó)際變頻器行業(yè)開(kāi)展現(xiàn)狀：國(guó)內(nèi)變頻器市場(chǎng)是以外資品牌的進(jìn)入而發(fā)端，直到2000年前后還占據(jù)著90%左右的市場(chǎng)份額。目前活潑在我國(guó)市場(chǎng)上的國(guó)產(chǎn)品牌占70%左右，但是市場(chǎng)份額僅占20%-25%，雖然內(nèi)資品牌的市場(chǎng)份額在快速擴(kuò)大，但大局部市場(chǎng)仍被十余個(gè)歐美品牌和日本品牌所占據(jù)。歐美品牌變頻器增長(zhǎng)迅速。歐美公司進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)比較晚，但產(chǎn)品檔次比較高、容量大，價(jià)格也比較高，其市場(chǎng)占有情況上升很快。評(píng)估三、方案設(shè)計(jì)和試驗(yàn)過(guò)程、分析１方案設(shè)計(jì)２試驗(yàn)過(guò)程３分析討論三Page10棒材分公司粗軋機(jī)間輥道主要由22臺(tái)普通2.4KW電機(jī)及相關(guān)輥?zhàn)咏M成，位于軋制線(xiàn)4V軋機(jī)和5H軋機(jī)之間，共分為兩組，分別命名為粗軋機(jī)間輥道一組〔靠近4V〕和粗軋機(jī)間輥道二組〔靠近5H〕。該輥道主要擔(dān)負(fù)著將軋件從粗軋運(yùn)送進(jìn)中軋的至關(guān)重要的任務(wù)。一旦輥道出現(xiàn)故障，將嚴(yán)重影響軋制節(jié)奏。原粗軋機(jī)間輥道電機(jī)電氣控制系統(tǒng)主要由一個(gè)接觸器配電柜、一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作箱、兩個(gè)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)配電箱、主控室操作臺(tái)相關(guān)控制開(kāi)關(guān)及運(yùn)行信號(hào)燈組成。當(dāng)主控室操作臺(tái)“粗軋一、二組開(kāi)關(guān)〞打到允許時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可以操作粗軋一、二組輥道正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)時(shí)不受主控室控制。正、反轉(zhuǎn)均通過(guò)控制接觸器吸合來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。兩組輥道同時(shí)運(yùn)行時(shí)，主控室操作臺(tái)上指示燈亮。只有一組輥道運(yùn)行時(shí)，指示燈呈閃爍狀態(tài)。提醒相關(guān)人員進(jìn)行處理。３．１方案設(shè)計(jì)－－－原理分析３．１方案設(shè)計(jì)－－－原因分析原電氣控制系統(tǒng)采用較簡(jiǎn)單、傳統(tǒng)的接觸器控制，只能給電機(jī)提供單一的額定電壓，所以電機(jī)只能在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。達(dá)不到工藝上提出的頻繁變速的要求，致使電機(jī)輥?zhàn)佣鄶?shù)情況下處于較嚴(yán)重的磨損狀態(tài)。不僅備件損壞較快，而且故障頻繁，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。所以粗軋機(jī)間輥道電機(jī)必須采用較先進(jìn)的變頻器控制。３．１方案設(shè)計(jì)－－－設(shè)備選型Page13主控室wincc畫(huà)面上設(shè)兩個(gè)速度，需由主控人員根據(jù)當(dāng)班4、5架軋機(jī)速度自行設(shè)定，分別為跟隨4V軋機(jī)速度n4V、跟隨5H軋機(jī)速度n5h。機(jī)1實(shí)際速度為粗軋機(jī)間輥道1組實(shí)際速度反響值，機(jī)2實(shí)際速度為粗軋機(jī)間輥道2組實(shí)際速度反響值，設(shè)定速度與實(shí)際速度值單位均為：米/秒。３．１方案設(shè)計(jì)－－－Ｗｉｎｃｃ——操作界面設(shè)計(jì)Page14在充分了解工藝需求的根底上，變頻器自動(dòng)化程序作如下設(shè)計(jì)：當(dāng)4架開(kāi)始咬鋼，5架沒(méi)有咬鋼時(shí)，粗軋一、二組輥道速度延時(shí)〔暫定為2秒〕后采用跟隨4V軋機(jī)速度n4V，當(dāng)鋼坯在粗軋輥道上運(yùn)行，4、5架都沒(méi)有咬鋼時(shí)，粗軋一、二組輥道速度自動(dòng)以1.02米/秒喂鋼，當(dāng)5架開(kāi)始咬鋼，4架沒(méi)有咬鋼時(shí)，延時(shí)〔暫定為3秒〕后，一、二組輥道采用跟隨5H軋機(jī)速度n5h、當(dāng)4、5架都處于咬鋼狀態(tài)時(shí)，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(jì)－－－自動(dòng)化程序設(shè)計(jì)３．１試驗(yàn)過(guò)程－－－第一階段試驗(yàn)結(jié)果及分析：經(jīng)兩臺(tái)變頻器基本參數(shù)調(diào)試后，通過(guò)BOP-2操作面板啟動(dòng)輥道電機(jī)，兩組輥道電機(jī)運(yùn)行正常，通過(guò)上升及下降箭頭按鈕可以調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速上升及下降，從而達(dá)到了預(yù)期的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。試驗(yàn)過(guò)程：經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)圖紙并外委制作變頻調(diào)速控制柜，該工程硬件準(zhǔn)備工作于7月底準(zhǔn)備就緒，7月30日正式進(jìn)入工程實(shí)施。利用原粗軋傳動(dòng)室1#配電柜旁空缺位根底〔800×1000〕，安裝標(biāo)準(zhǔn)變頻控制柜800×1000×2200。柜體安裝及主回路連線(xiàn)完畢后，進(jìn)入?yún)?shù)調(diào)試工作。課題組按照預(yù)先準(zhǔn)備好的方案，嚴(yán)格進(jìn)行變頻柜的初步調(diào)試：一、電控柜接線(xiàn)查線(xiàn)，確保接線(xiàn)正確：變頻器的輸入和輸出線(xiàn)未接反；制動(dòng)電阻接線(xiàn)正確；輔助24V電源未接錯(cuò)。二、檢查三相進(jìn)線(xiàn)端〔進(jìn)線(xiàn)空開(kāi)下口〕和出線(xiàn)端〔接電機(jī)端〕確認(rèn)無(wú)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(jī)試車(chē)〔略〕。變頻柜安裝、變頻器參數(shù)調(diào)試３．２試驗(yàn)過(guò)程－－－第二階段變頻器網(wǎng)絡(luò)連接、硬件組態(tài)試驗(yàn)結(jié)果及分析：在網(wǎng)絡(luò)連接及硬件組態(tài)完成后，進(jìn)行了監(jiān)控硬件組態(tài)的試驗(yàn)，第一次監(jiān)控的結(jié)果為11、12號(hào)站未連通，工控機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊畫(huà)面顯示“×〞。仔細(xì)檢查各設(shè)置后對(duì)硬件組態(tài)局部進(jìn)行了再一次嚴(yán)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(jìn)行斷電后重新上電運(yùn)行，故障排除。兩臺(tái)變頻器成功并入棒材分公司粗軋400PLC網(wǎng)絡(luò)，從而到達(dá)了預(yù)期的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。Page18難點(diǎn)一難點(diǎn)二調(diào)速涉及到4架、5架的咬鋼判斷，因原4架軋機(jī)控制程序在粗軋400PLC中，所以咬鋼信號(hào)容易獲取，而5架軋機(jī)程序位于中、精軋400PLC，需要將5架咬鋼信號(hào)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(jī)咬鋼情況隨時(shí)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(guò)一個(gè)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(yàn)過(guò)程－－－第三階段變頻調(diào)速程序編制、下載、調(diào)試及Wincc畫(huà)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(duì)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(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)格式修改語(yǔ)句殘缺等算法錯(cuò)誤試驗(yàn)過(guò)程：第三階段試驗(yàn)過(guò)程主要是調(diào)試程序的過(guò)程，在試驗(yàn)過(guò)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(hào)無(wú)法正確傳送；③輥道實(shí)際速度反響值顯示不正確等多種程序故障，通過(guò)課題組集體研究討論，很快找到了故障點(diǎn)。找到程序故障點(diǎn)后，課題組對(duì)其進(jìn)行了一一正確處理。經(jīng)處理后程序運(yùn)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(dá)了預(yù)期的試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。經(jīng)過(guò)2個(gè)月的熱負(fù)荷試運(yùn)行，粗軋一、二組輥道能夠按照程序要求進(jìn)行精確調(diào)速，輥?zhàn)蛹半姍C(jī)損耗大大降低，因輥道損壞導(dǎo)致的故障時(shí)間暫時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)，電氣故障率也大大降低。四、結(jié)論及討論P(yáng)age21討論一Page22⑵對(duì)于程序中延時(shí)時(shí)間、喂鋼速度給定、變頻器中斜坡上升時(shí)間、主控室Wincc畫(huà)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(gè)系統(tǒng)到達(dá)一個(gè)最優(yōu)的運(yùn)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?jiān)O(shè)計(jì)、修改、硬件準(zhǔn)備階段第三階段：程序設(shè)計(jì)、修改、工程實(shí)施階段熱負(fù)荷試運(yùn)行階段穩(wěn)定運(yùn)行階段2021年P(guān)age24變頻改造效果展示4架軋機(jī)5架軋機(jī)粗軋機(jī)間輥道機(jī)間一組電機(jī)11臺(tái)機(jī)間二組電機(jī)11臺(tái)（1）課題組通過(guò)更換粗軋輥道電機(jī)為專(zhuān)用變頻電機(jī)、重新鋪設(shè)電纜、更換變頻控制柜、重新設(shè)計(jì)變頻控制程序、設(shè)計(jì)主控室Wincc人機(jī)界面等改進(jìn)措施，較好地解決了改