基于棒材生產(chǎn)線的電氣傳動及自動化控制系統(tǒng)探究

鄒元

摘要：隨著經(jīng)濟社會的不斷發(fā)展，人們對于產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高的要求，特鋼棒材生產(chǎn)線對軋材的規(guī)格和質(zhì)量都有一定的要求，例如工藝性能、機械性能、表面的質(zhì)量等，在棒材生產(chǎn)線上的運用上自動化控制系統(tǒng)也會提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：棒材;生產(chǎn)線;電氣傳動;自動化;控制系統(tǒng)

中圖分類號：TF345文獻標(biāo)識碼：A

某個鋼鐵有限公司有100萬噸的棒材。棒材生產(chǎn)線主要是由加熱爐、初軋區(qū)、高壓水除鱗、飛剪、冷床區(qū)以及編組臺架，再加之其他進行輔助的設(shè)備。在棒材生產(chǎn)的過程中，電氣傳動和自動化控制系統(tǒng)則是由自動化公司以及鋼鐵電氣人員共同配合起來完成的，年設(shè)計生產(chǎn)出熱軋圓鋼100萬噸。

1 電氣傳動

（1）直流傳動系統(tǒng)。在棒材生產(chǎn)線的電氣傳動方面運用到直流傳動方案的是主傳動和飛剪系統(tǒng)。直流調(diào)節(jié)速度的傳動一般采用的是全數(shù)字直流調(diào)速裝置，這是一個非常關(guān)鍵的傳動系統(tǒng);為了保證之間的互換性，電樞主回路配備的是國產(chǎn)晶匣管，其中用到的變流器為可逆的。供電裝置的可以滿足電機長期以及很強的過載能力。電源進線則選用的是德國的西門子公司的智能斷路器，可以相對獨立的完成分閘的操作控制，然后與全數(shù)字調(diào)節(jié)速度的裝置中的保護性能相結(jié)合，如果一旦發(fā)生故障就可以立即分?jǐn)嚅_來。在這一過程中，相關(guān)的工作人員需要采用通訊模板CBP將傳動系統(tǒng)以及PLC系統(tǒng)有機的結(jié)合在一起;利用脈沖編碼器進行數(shù)字方面的反饋，恒磁進行調(diào)壓調(diào)速，用電流雙閉環(huán)進行控制來滿足棒材生產(chǎn)線的工藝要求;PLC系統(tǒng)給定一個速度，然后發(fā)出傳動系統(tǒng)的各個部分的故障信息;以此同時[1]，采用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，這樣就會對傳動系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)的通信功能增加，減少發(fā)生故障的次數(shù)，從而提高直流傳動系統(tǒng)的質(zhì)量與可靠性。

（2）交流傳動系統(tǒng)。在棒材生產(chǎn)線上采用上交流傳動系統(tǒng)的話，就要用到大容量的交流設(shè)備并采用軟啟動的方式與接觸器控制。

（3）交流變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)。在棒材生產(chǎn)線中用到交流變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)主要是為了節(jié)約能源的損耗，因為交流的設(shè)備非常多，所以，中天鋼鐵就采用了逆變器加上直流母線系統(tǒng)。在這一過程中采用矢量控制變頻器，其中它的過載能力極強且進行的是低速運行。在基本速度的范圍內(nèi)是恒轉(zhuǎn)矩系統(tǒng)，與此同時，這一系統(tǒng)中配置的是CBP通訊板，然后與PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊。

2 自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用

（1）微張力控制。在棒材生產(chǎn)線的自動化控制系統(tǒng)里包括微張力控制系統(tǒng)。在鋼材實際的生產(chǎn)過程中，很多的原材料進行生產(chǎn)線的內(nèi)部，在鋼材經(jīng)過粗軋區(qū)的時候所生產(chǎn)出來的鋼材的截面是非常大的，并且它的溫度也是非常的不均勻，再加上軋輥熱膨脹以及磨損等問題就會導(dǎo)致機架之間的速度存在不匹配的現(xiàn)象，從而影響到整個鋼材生產(chǎn)的效率。相關(guān)的工作人員為了解決這一問題，就在棒材生產(chǎn)自動化控制系統(tǒng)中加入了微張力調(diào)節(jié)器，通過應(yīng)用微張力調(diào)節(jié)器使得金屬秒流量相等，從而提供生產(chǎn)的鋼材的通過率。相關(guān)的工作人員運用到的微張力調(diào)節(jié)器的主要作用是，可以保證鋼材在生產(chǎn)過程中經(jīng)過粗軋區(qū)以及中軋區(qū)的過程時，可以保持相對微薄的張力，從而使得鋼材軋制過程會更加的穩(wěn)定化。從一般情況來講，相關(guān)的工作人員主要是經(jīng)過對前一架咬合鋼前后張力變化的大小和根據(jù)張力變化之間存在的差異再對速度進行調(diào)整，從而使得棒材生產(chǎn)線可以更加順利。相關(guān)的工作人員在這一過程中最終實現(xiàn)前后機架的負(fù)荷平衡，這樣在整個生產(chǎn)的過程中就不會出現(xiàn)不拉剛和不堆鋼的現(xiàn)象[2]。這樣就可以在一定程度上節(jié)約了鋼材的原料，節(jié)約了資源，為企業(yè)實現(xiàn)利益最大化做出重要貢獻。在棒材生產(chǎn)過程中運用到微張力就是對棒材連軋生產(chǎn)過程中所運行的機架進行把控，從而達(dá)到上一個機架能夠與下一個機架進行良好的配合，避免在這一過程中出現(xiàn)拉鋼與堆鋼等不良現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼材的生產(chǎn)過程不順利。

（2）活套自動控制。從整個棒材的連軋線的生產(chǎn)情況來講，棒材從粗軋區(qū)和中軋區(qū)出來之后就會進行到下一個精軋區(qū)，但是精軋區(qū)對于鋼材的生產(chǎn)條件是非常高的，要求鋼材的截面要更加小，同時，棒材的生產(chǎn)速度就更加快了。相關(guān)的工作人員為了提高棒材的生產(chǎn)質(zhì)量，減少能源的消耗以及不必要的鋼材的浪費，就要在精軋區(qū)生產(chǎn)過程加上活套自動控制系統(tǒng)。把活套設(shè)置在相鄰的機架之間，這樣就會對相鄰機架的速度進行檢測與控制，利用活套的角度來實現(xiàn)鋼材的軋制。在活套自動控制的這一過程中，基本的功能實現(xiàn)包括活套器控制和起套輥控制。因為在棒材生產(chǎn)過程中，存在著溫度高以及尺寸變化非常明顯的問題，相關(guān)的工作人員就需要結(jié)合實際情況，進一步檢測出活套的起套量，然后在該系統(tǒng)中設(shè)置出相應(yīng)的活套調(diào)節(jié)器。其中活套自動控制系統(tǒng)的主要目的是通過對活套進行速度方面的調(diào)整來檢測出活套的高度，從而實現(xiàn)活套的靈活使用。相關(guān)的工作人員通過相關(guān)的調(diào)節(jié)與檢測，使得機架之間可以進行很好的配合，從而使得棒材生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率都得到提高。

（3）速度級聯(lián)。在棒材自動化控制系統(tǒng)的過程中，速度級聯(lián)控制起著非常重要的作用。它主要的作用是對棒材生產(chǎn)過程中機架之間所存在的速度問題進行級聯(lián)方式的調(diào)整，從而使得整個的棒材生產(chǎn)過程可以更加穩(wěn)定并且效率較高。這一調(diào)整可以分為兩個控制過程，第一個過程就是機架的初速度進行設(shè)定，只要設(shè)置了機架的初速度，機架就可以按照所設(shè)定的速度進行生產(chǎn)，當(dāng)這一生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一些拉鋼與堆鋼的現(xiàn)象，上下機架之間就會利用微張力和活套自動控制聯(lián)合起來進行生產(chǎn)，從而保證棒材的生產(chǎn)過程更加的順利[3]。另一種生產(chǎn)過程的控制就是速度級聯(lián)的控制方式，它可以在這一生產(chǎn)過程中實現(xiàn)不同軋區(qū)的速度聯(lián)動，使得棒材生產(chǎn)線更加安全，棒材的生產(chǎn)質(zhì)量得以提高，提升其中的生產(chǎn)效益。這樣不僅提高了棒材質(zhì)量，而且還可以使施工人員更加安心，同時也可以使人們運用上更加安全放心的棒材。

綜上所述，棒材生產(chǎn)線的電氣傳動以及自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用，在系統(tǒng)軟件，自控系統(tǒng)的運行方面更加穩(wěn)定并且經(jīng)濟實用性強，硬件的配置也較為合理，從而提高了棒材產(chǎn)品的質(zhì)量，滿足了人們對產(chǎn)品使用方面的要求。

參考文獻：

[1]馬立東，陳碩，麻浩曦.二輥矯直對棒材殘余應(yīng)力的影響[J].塑性工程學(xué)報，2018，25（05）：166174.

[2]馬克允.高速棒材夾送輥設(shè)備故障分析及技術(shù)改造[J].福建冶金，2018，47（05）：3133.

[3]張振亞，姜紅.棒材連軋消除尾部尺寸超差自控技術(shù)[J].冶金自動化，2018，42（04）：4548.