棒材生產線2#收集成捆前輥道電氣改造

王紅偉 蔡利華 馬艷菊

摘 要：隨著電力電子技術、PLC技術的發展，PLC控制的變頻器調速系統是集自動控制、微電子、電力電子、通信等技術于一體的高科技技術，它以很好的調速、節能性能和低故障率、高可靠性在各行各業中獲得了廣泛的應用。本文介紹了玉鋼棒材生產線2#收集成捆前輥道電氣控制的問題，以及用PLC和變頻器在原有的基礎上對2#收集成捆前輥道電氣控制部份進行改造的情況。通過改造，不僅解決了原有問題，還取得了較好的運行效果。

關鍵詞：變頻器 PLC 輥道 改造

中圖分類號：TG334 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）12（a）-0-02

隨著電力電子技術、PLC技術的發展，PLC控制的變頻器調速系統是集自動控制、微電子、電力電子、通信等技術于一體的高科技技術，它以很好的調速、節能性能和低故障率、高可靠性在各行各業中獲得了廣泛的應用。

1 棒材線2#收集成捆前輥道的電氣控制問題

隨著產能的不斷提升，玉鋼軋鋼廠棒材生產線原有的1#收集系統，不能滿足產量提升的要求，于是新增了2#收集系統。2#收集系統的成捆前輥道輥子是由10臺4kW減速機電動機二合一進行拖動，原設計未考慮調速，輥道輸送線速度為1.2m/s，其電氣控制采用繼電器-接觸器控制方式存在以下主要問題。

1.1 電動機故障多

成捆前輥道為滿足軋制生產所需，要把輸送鏈上的所有成品——帶肋鋼筋輸送到打包區域，因其工作任務繁重，輥道電動機匝間短路、斷相和接地故障時有發生，造成電動機頻繁燒損。

1.2 控制系統的可靠性差

由于成捆前輥道動作頻繁及導電性粉塵環境，繼電器-接觸器控制系統的可靠性差、故障率高（空開、接觸器經常發生燒損、觸頭粘死）、處理故障困難、維護費用高。

1.3 輥道輸送速度不能調整

電動機不能調速，導致軋制品種、負載變化時，啟動、運行不平穩，容易造成亂鋼或阻鋼，同時對堵頭的擋板或底座螺栓造成損壞。

1.4 影響生產順行

只要2#收集系統的成捆前輥道發生故障，就會導致2#收集系統不能使用，影響班產量。

2 棒材線2#收集成捆前輥道的電氣控制方式改造

基于以上原因，玉溪新興鋼鐵有限公司決定采用PLC控制代替原繼電器-接觸器控制對2#收集系統的成捆前輥道控制系統實施改造，以實現變頻器軟啟、軟停和調速。本著控制成本，盡量利用現使用的設備和備件進行改造的原則，故本次2#收集系統的成捆前輥道電氣改造主要包括的成捆前輥道電動機、輥道分配箱和控制柜到電動機的電纜均使用原有的元件和材料，輥道電動機PLC控制部分采用2#收集的GE 90-30系列PLC控制系統的空余點，與新增的安川變頻器相結合的控制方式替代原有控制方式，如圖1所示。

該電氣控制方式是通過主令控制器或電位器進行輸入給定，利用變頻器來控制成捆前輥道的起動、停止、可逆運轉與速度調節。PLC接收主令控制器的速度控制信號。這些信號包括：主令控制器發出的正、反轉信號、電動機準備好信號及啟動、急停、復位等信號，信號全部采用匯點式輸入。PLC針對這些信號完成系統的邏輯控制功能，并向變頻器發出起、停、正、反轉及調速等控制信號，使電動機處于所需的工作狀態。變頻器接收PLC提供的控制信號，并按設定向電動機輸出可變頻、變壓的電源，從而實現電動機的軟啟、軟停，正反轉和調速。

3 輥道控制及工作過程描述

當輥道分配箱內電動機斷路器開關完全閉合，主回路空氣開關處于合位，正反轉選擇開關處于零位，此時才能按下合閘按鈕，繼電器HM線圈得電，繼電器HM觸點接通主回路接觸器KM線圈，接觸器吸合，變頻器上電。其合閘控制過程，如圖1所示。

以低速正轉為例，輥道控制及工作過程是：當正/反轉/停止選擇開關打到正轉位置時，PLC輸出模塊輸出DC24V到繼電器K1線圈，K1線圈得電后觸點閉合，變頻器順序控制公共點SC與S1輸入端接通，變頻器正轉運行指令傳遞到變頻器控制板。此時速度選擇開關檔位若在低速檔位置，則繼電器K3線圈得電，K3線圈得電后觸點閉合，變頻器順序控制公共點SC與S5輸入端接通，變頻器多段速指令1傳遞到變頻器控制板，變頻器按低速預先設定的輸出頻率25Hz輸出，電動機得電開始低速正轉運行。

當速度選擇開關檔位打到中速或高速位時，繼電器K4或K5線圈得電，變頻器順序控制公共點SC與S6或S7輸入端接通，變頻器多段速指令2或3傳遞到變頻器控制板，變頻器按預先設定的輸出頻率35Hz或45Hz輸出，電動機速度隨變頻器輸出頻率的改變而變化，達到調整速度的目的。

操作工可以根據軋制的規格品種的不同，選擇低、中、高三檔速度，反轉操作同理。

變頻器故障時，按下復位按鈕，繼電器RM線圈得電，觸點閉合后，變頻器順序控制公共點SC與S5輸入端接通，復位信號傳遞到變頻器控制板，若故障不復存在，則變頻器進行故障復位。

當檢修或停產時，正/反轉/停止選擇開關打回停止位，變頻器輸出截止，按下分閘按鈕 ，繼電器FM線圈得電，觸點閉合后，主回路接觸器KM線圈失電，接觸器斷開，變頻器失電。

4 結語

2#收集上料輥道采用變頻器和PLC控制改造后，具有4個顯著優點：一是減少硬線連接及中間環節，便于故障的排除，提高工作效率；二是利用變頻器的軟啟軟停特性，能有效的減小對設備的沖擊，可明顯改善鋼結構的承載性能，延長了擋板的使用壽命；三是減少設備故障率，并降低了設備的維護費用，減少設備的維護量；四是減少了亂鋼、阻鋼現象，提高了成材率，使工藝流程更加順暢，提高了生產效率。

參考文獻

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