钢厂炉卷高压水系统电气改造

王东亮


   
钢厂炉卷轧线使用高压水对热轧板坯进行除鳞,除去板坯在加热炉中产生的氧化铁皮。高压水系统的稳定严重影响了除鳞效果,直接影响后续的轧制过程。然而高压水系统的电气控制在使用过程中,由于原有系统设计的缺陷,暴露了很大的问题,严重影响了高压水系统的正常使用。针对生产中的问题,重新制定方案,从软件和硬件上完善控制系统,最终实现了高压水系统的稳定运行。


一、概述

  炉卷线高压水系统包括有3 套泵组、2 个蓄势器、3个液压站,泵组由电机、耦合器和水泵组成,采用1用1备1检修,供粗除鳞和轧机精除鳞共同使用,除鳞压力在17-19MPa左右。高压水系统升降速由耦合器控制,耦合器上有升降速阀、调速勺管和档位检测开关;蓄势器采用1用1备,其压力由4-20mA 压力变送器检测,蓄势器上各有一个磁翻板液位计和6 个液位开关。液压站包括润滑站、1#液压站、2# 液压站,其分别供电机耦合器、粗除鳞、精除鳞使用。


二、控制系统

  高压水控制系统采用S7-300 PLC 控制,共有9 个站,PLC1# 站与PLC2# 站采用MPI 通信连接,其余站与站之间均通过DP 通信连接,如图1 所示;画面监控采用WINCC 软件。

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2.1  高压水系统升速控制

  手动升速控制:耦合器手动升速信号、耦合器三档限位未到、耦合器降速阀未工作、被选蓄势器最高液位开关未到,升速阀得电,开始升速。

  自动升速控制:被选蓄势器压力值小于等于17MPA、被选蓄势器最高液位开关未到、耦合器三档限位未到、耦合器降速阀未工作,升速阀得电,开始升速。

2.2 高压水系统降速控制

  手动降速控制:耦合器手动降速信号、耦合器零档限位未到、耦合器升速阀未工作,降速阀得电,开始降速。

  自动降速控制:(1)被选蓄势器压力值大于等于19MPA、耦合器零档限位未到、耦合器升速阀未工作,降速阀得电,开始降速。(2)蓄势器液位保护降速:被选蓄势器最高液位开关到、零档限位未到、耦合器升速阀未工作时,降速阀得电,开始降速。


三、运行中出现的问题

3.1 2# 泵组PLC 5#站损坏导致整个高压水系统瘫痪

  由于蓄势器压力变送器信号送到2# 泵组对应的PLC5# 站上;一旦PLC5#站出故障,2#泵组停机,同时蓄势器压力变送器信号异常,导致无法正常升降速,1#、3#泵组也无法正常使用。而1#泵组对应的PLC 4# 站故障,或者3# 泵组对应的PLC 6# 站故障,则不会影响蓄势器压力,也不会影响其它备机的使用。

3.2 蓄势器液位控制异常

  炉卷高压水蓄势器液位检测使用磁翻板液位计和液位开关,但经过多年使用后,发现磁翻板和液位开关的稳定性极差,磁翻板中浮球容易卡阻,液位开关也很容易出现无信号或误信号。当液位开关出现无信号时,蓄势器容易出现空罐或者满罐的现象;当最高水位出现误信号时,容易造成升降速异常。严重影响高压水的安全稳定运行;同时磁翻板又在现场,就地查看不便,无法做到实时监控


四、采取的措施和效果

4.1 优化PLC系统,解决三台泵互为备用

  在1#、2#、3# 泵所共用的PLC1# 站中选取备用站点,通过使用分配器将蓄势器罐压力变送器信号增加到备用站点中;然后编辑程序,在相应的1#、2#、3# 泵控制程序中,并联增加蓄势器压力控制程序,参与到升降速控制中;同时在高压水WINCC 画面上增加备用蓄势器压力点的切换按钮和压力数值显示。

  再有发生2#泵站所对应的PLC5#站故障时,只需在HMI上点击切换按钮,更改蓄势器压力取向,就不影响蓄势器压力值,即可实现1#、3#备用泵的投用不受影响,最终实现所有3台泵可以互为备用泵。

4.2 改进蓄势器液位控制

  经研究在蓄势器上增加液位计,选择远传液位计,型号为MDSC-56L-3316mm,安装到磁翻板液位计外;在PLC 站中选取备用站点,将4-20mA 信号引至PLC 模板上,编辑PLC 程序,将信号转换为液位数值0-3316mm,将液位数值大于2250mm 的信号与蓄势器最高液位开关到信号并联,增加到耦合器的保护降速程序中。另外编辑WINCC画面,在高压水蓄势器画面上增加液位数值显示。

  优化了蓄势器液位控制,保证了高压水升降速的稳定运行;提高了液位判断的准确性,减少了液位开关信号丢失后的高风险性,保证了蓄势器的安全使用。


五、结论

  高压水系统的电气控制改造,解决了炉卷高压水出现的一系列控制问题,提高了高压水系统的可靠性和安全性,保证了除鳞效果;同时也方便了故障判断和解决,减少了轧线停车时间,保证了炉卷轧线的稳定运行。

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