爐卷高壓水系統電氣改造

王東亮

摘 要：高壓水系統是爐卷生產線上的重要設備，通過對其工藝的了解和電氣控制系統的分析，對高壓水系統電氣控制進行完善和改造，解決了高壓水系統不穩定的現象，保證了爐卷軋線生產的穩定運行。

關鍵詞：高壓水系統；電氣控制；蓄勢器；升降速

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.137

安鋼爐卷軋線使用高壓水對熱軋板坯進行除鱗，除去板坯在加熱爐中產生的氧化鐵皮。高壓水系統的穩定嚴重影響了除鱗效果，直接影響后續的軋制過程。然而高壓水系統的電氣控制在使用過程中，由于原有系統設計的缺陷，暴露了很大的問題，嚴重影響了高壓水系統的正常使用。針對生產中的問題，重新制定方案，從軟件和硬件上完善控制系統，最終實現了高壓水系統的穩定運行。

1 概述

安鋼爐卷線高壓水系統包括有3套泵組、2個蓄勢器、3個液壓站，泵組由電機、耦合器和水泵組成，采用1用1備1檢修，供粗除鱗和軋機精除鱗共同使用，除鱗壓力在17-19MPa左右。高壓水系統升降速由耦合器控制，耦合器上有升降速閥、調速勺管和檔位檢測開關；蓄勢器采用1用1備，其壓力由4-20MA壓力變送器檢測，蓄勢器上各有一個磁翻板液位計和6個液位開關。液壓站包括潤滑站、1#液壓站、2#液壓站，其分別供電機耦合器、粗除鱗、精除鱗使用。

2 控制系統

高壓水控制系統采用S7-300 PLC控制，共有9個站，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；畫面監控采用WINCC軟件。

2.1 高壓水系統升速控制

手動升速控制：耦合器手動升速信號、耦合器三檔限位未到、耦合器降速閥未工作、被選蓄勢器最高液位開關未到，升速閥得電，開始升速。

自動升速控制：被選蓄勢器壓力值小于等于17MPA、被選蓄勢器最高液位開關未到、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 高壓水系統降速控制

手動降速控制：耦合器手動降速信號、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。

自動降速控制：（1）被選蓄勢器壓力值大于等于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）蓄勢器液位保護降速：被選蓄勢器最高液位開關到、零檔限位未到、耦合器升速閥未工作時，降速閥得電，開始降速。

3 運行中出現的問題

3.1 2#泵組PLC 5#站損壞導致整個高壓水系統癱瘓

由于蓄勢器壓力變送器信號送到2#泵組對應的PLC5#站上；一旦PLC5#站出故障，2#泵組停機，同時蓄勢器壓力變送器信號異常，導致無法正常升降速，1#、3#泵組也無法正常使用。而1#泵組對應的PLC 4#站故障，或者3#泵組對應的PLC 6#站故障，則不會影響蓄勢器壓力，也不會影響其它備機的使用。

3.2 蓄勢器液位控制異常

爐卷高壓水蓄勢器液位檢測使用磁翻板液位計和液位開關，但經過多年使用后，發現磁翻板和液位開關的穩定性極差，磁翻板中浮球容易卡阻，液位開關也很容易出現無信號或誤信號。當液位開關出現無信號時，蓄勢器容易出現空罐或者滿罐的現象；當最高水位出現誤信號時，容易造成升降速異常。嚴重影響高壓水的安全穩定運行；同時磁翻板又在現場，就地查看不便，無法做到實時監控。

4 采取的措施和效果

4.1 優化PLC系統，解決三臺泵互為備用

在1#、2#、3#泵所共用的PLC1#站中選取備用站點，通過使用分配器將蓄勢器罐壓力變送器信號增加到備用站點中；然后編輯程序，在相應的1#、2#、3#泵控制程序中，并聯增加蓄勢器壓力控制程序，參與到升降速控制中；同時在高壓水WINCC畫面上增加備用蓄勢器壓力點的切換按鈕和壓力數值顯示。

再有發生2#泵站所對應的PLC5#站故障時，只需在HMI上點擊切換按鈕，更改蓄勢器壓力取向，就不會影響蓄勢器壓力值，即可實現1#、3#備用泵的投用不受影響，最終實現所有3臺泵可以互為備用泵。

4.2 改進蓄勢器液位控制

經研究在蓄勢器上增加液位計，選擇遠傳液位計，型號為JC-56L-3316mm，安裝到磁翻板液位計外；在PLC站中選取備用站點，將4-20MA信號引至PLC模板上，編輯PLC程序，將信號轉換為液位數值0-3316mm，將液位數值大于2250mm的信號與蓄勢器最高液位開關到信號并聯，增加到耦合器的保護降速程序中。另外編輯WINCC畫面，在高壓水蓄勢器畫面上增加液位數值顯示。

優化了蓄勢器液位控制，保證了高壓水升降速的穩定運行；提高了液位判斷的準確性，減少了液位開關信號丟失后的高風險性，保證了蓄勢器的安全使用。

5 結論

高壓水系統的電氣控制改造，解決了爐卷高壓水出現的一系列控制問題，提高了高壓水系統的可靠性和安全性，保證了除鱗效果；同時也方便了故障判斷和解決，減少了軋線停車時間，保證了爐卷軋線的穩定運行。

參考文獻：

[1]許尚文，陳霞，武超.電氣控制技術與PLC[M].機械工業出版社，

2011（08）.

[2]康向東.熱軋廠除鱗機的優化設計[J].冶金設備，2005.