摘 要：高壓水系統(tǒng)是爐卷生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，通過對(duì)其工藝的了解和電氣控制系統(tǒng)的分析，對(duì)高壓水系統(tǒng)電氣控制進(jìn)行完善和改造，解決了高壓水系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，保證了爐卷軋線生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。
安鋼爐卷軋線使用高壓水對(duì)熱軋板坯進(jìn)行除鱗，除去板坯在加熱爐中產(chǎn)生的氧化鐵皮。高壓水系統(tǒng)的穩(wěn)定嚴(yán)重影響了除鱗效果，直接影響后續(xù)的軋制過程。然而高壓水系統(tǒng)的電氣控制在使用過程中，由于原有系統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺陷，暴露了很大的問題，嚴(yán)重影響了高壓水系統(tǒng)的正常使用。針對(duì)生產(chǎn)中的問題，重新制定方案，從軟件和硬件上完善控制系統(tǒng)，zui終實(shí)現(xiàn)了高壓水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
1 概述
安鋼爐卷線高壓水系統(tǒng)包括有 3 套泵組、2 個(gè)蓄勢(shì)器、3 個(gè)液壓站，泵組由電機(jī)、耦合器和水泵組成，采用 1 用 1 備 1 檢修，供粗除鱗和軋機(jī)精除鱗共同使用，除鱗壓力在 17-19MPa 左右。高壓水系統(tǒng)升降速由耦合器控制，耦合器上有升降速閥、調(diào)速勺管和檔位檢測(cè)開關(guān)；蓄勢(shì)器采用 1 用 1 備，其壓力由 4-20MA 壓力變送器檢測(cè)，蓄勢(shì)器上各有一個(gè)磁翻板液位計(jì)和 6 個(gè)液位開關(guān)。液壓站包括潤(rùn)滑站、1#液壓站、2# 液壓站，其分別供電機(jī)耦合器、粗除鱗、精除鱗使用。
2 控制系統(tǒng)
高壓水控制系統(tǒng)采用 S7-300 PLC 控制，共有 9 個(gè)站，PLC1# 站與PLC2# 站采用 MPI 通信連接，其余站與站之間均通過 DP 通信連接，如圖 1 所示；畫面監(jiān)控采用 WINCC 軟件。
2.1 高壓水系統(tǒng)升速控制
手動(dòng)升速控制：耦合器手動(dòng)升速信號(hào)、耦合器三檔限位未到、耦合器降速閥未工作、被選蓄勢(shì)器zui高液位開關(guān)未到，升速閥得電，開始升速。
自動(dòng)升速控制：被選蓄勢(shì)器壓力值小于等于 17MPA、被選蓄勢(shì)器zui高液位開關(guān)未到、耦合器三檔限位未到、耦合器降速閥未工作，升速閥得電，開始升速。
2.2 高壓水系統(tǒng)降速控制
手動(dòng)降速控制：耦合器手動(dòng)降速信號(hào)、耦合器零檔限位未到、耦合器升速閥未工作，降速閥得電，開始降速。
自動(dòng)降速控制：
（1）被選蓄勢(shì)器壓力值大于等于 19MPA、耦合器零檔限位未到、耦合器升速閥未工作，降速閥得電，開始降速。（2）蓄勢(shì)器液位保護(hù)降速：被選蓄勢(shì)器zui高液位開關(guān)到、零檔限位未到、耦合器升速閥未工作時(shí)，降速閥得電，開始降速。
3 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題
3.1 2# 泵組 PLC 5# 站損壞導(dǎo)致整個(gè)高壓水系統(tǒng)癱瘓
由于蓄勢(shì)器壓力變送器信號(hào)送到 2# 泵組對(duì)應(yīng)的 PLC5# 站上；一旦 PLC5# 站出故障，2# 泵組停機(jī)，同時(shí)蓄勢(shì)器壓力變送器信號(hào)異常，導(dǎo)致無法正常升降速，1#、3# 泵組也無法正常使用。而 1# 泵組對(duì)應(yīng)的 PLC 4# 站故障，或者 3# 泵組對(duì)應(yīng)的 PLC 6# 站故障，則不會(huì)影響蓄勢(shì)器壓力，也不會(huì)影響其它備機(jī)的使用。
3.2 蓄勢(shì)器液位控制異常
爐卷高壓水蓄勢(shì)器液位檢測(cè)使用磁翻板液位計(jì)和液位開關(guān)，但經(jīng)過多年使用后，發(fā)現(xiàn)磁翻板和液位開關(guān)的穩(wěn)定性極差，磁翻板中浮球容易卡阻，液位開關(guān)也很容易出現(xiàn)無信號(hào)或誤信號(hào)。當(dāng)液位開關(guān)出現(xiàn)無信號(hào)時(shí)，蓄勢(shì)器容易出現(xiàn)空罐或者滿罐的現(xiàn)象；當(dāng)zui高水位出現(xiàn)誤信號(hào)時(shí)，容易造成升降速異常。嚴(yán)重影響高壓水的安全穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)磁翻板液位計(jì)又在現(xiàn)場(chǎng)，就地查看不便，無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。
4 采取的措施和效果
4.1 優(yōu)化 PLC 系統(tǒng)，解決三臺(tái)泵互為備用
在 1#、2#、3# 泵所共用的 PLC1# 站中選取備用站點(diǎn)，通過使用分配器將蓄勢(shì)器罐壓力變送器信號(hào)增加到備用站點(diǎn)中；然后編輯程序，在相應(yīng)的 1#、2#、3# 泵控制程序中，并聯(lián)增加蓄勢(shì)器壓力控制程序，參與到升降速控制中；同時(shí)在高壓水 WINCC 畫面上增加備用蓄勢(shì)器壓力點(diǎn)的切換按鈕和壓力數(shù)值顯示。
再有發(fā)生 2# 泵站所對(duì)應(yīng)的 PLC5# 站故障時(shí)，只需在 HMI 上點(diǎn)擊切換按鈕，更改蓄勢(shì)器壓力取向，就不會(huì)影響蓄勢(shì)器壓力值，即可實(shí)現(xiàn) 1#、3# 備用泵的投用不受影響，zui終實(shí)現(xiàn)所有 3 臺(tái)泵可以互為備用泵。
4.2 改進(jìn)蓄勢(shì)器液位控制
經(jīng)研究在蓄勢(shì)器上增加液位計(jì)，選擇遠(yuǎn)傳液位計(jì)，型號(hào)為 JC-56L-3316mm，安裝到磁翻板液位計(jì)外；在 PLC 站中選取備用站點(diǎn)，將4-20MA 信號(hào)引至 PLC 模板上，編輯 PLC 程序，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為液位數(shù)值 0-3316mm，將液位數(shù)值大于 2250mm 的信號(hào)與蓄勢(shì)器zui高液位開關(guān)到信號(hào)并聯(lián)，增加到耦合器的保護(hù)降速程序中。另外編輯 WINCC畫面，在高壓水蓄勢(shì)器畫面上增加液位數(shù)值顯示。
優(yōu)化了蓄勢(shì)器液位控制，保證了高壓水升降速的穩(wěn)定運(yùn)行；提高了液位判斷的準(zhǔn)確性，減少了液位開關(guān)信號(hào)丟失后的高風(fēng)險(xiǎn)性，保證了蓄勢(shì)器的安全使用。
5 結(jié)論
高壓水系統(tǒng)的電氣控制改造，解決了爐卷高壓水出現(xiàn)的一系列控制問題，提高了高壓水系統(tǒng)的可靠性和安全性，保證了除鱗效果；同時(shí)也方便了故障判斷和解決，減少了軋線停車時(shí)間，保證了爐卷軋線的穩(wěn)定運(yùn)行。
