宣钢棒材裙板自动化控制回路改造

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1、宣钢棒材裙板自动化控制回路改造【关键词】裙板压降继电器1引言宣钢高强度棒材生产线于2012年3月投产，全线电气传动采用西门子SINAMICSS120变频装置，自动化控制系统采用西门子S7-400，年设计产量90万吨。投产后由于设计和施工问题，冷床区裙板故障频繁，经常出现由于裙板动作不同步，高低不同而造成的乱钢、挂钢等现象，已严重制约生产节奏及产能发挥，必须对裙板自动化控制进行改造。冷床裙板的作用是：精轧机出口棒材经过倍尺飞剪（3#飞剪）剪切后由冷床输入辊道输送至冷床区域，当棒材尾部达到分钢点时由制动裙板将棒材从冷床输入辊道卸制动裙板内进行制动，制动完毕后棒材被抛至冷床矫直板冷

2、却矫直，然后冷床动齿将棒材由冷床入口向冷床出口运送。制动裙板单循环操作包括两只方式：中位延时投入模式和中位延时关断模式。选择中位延时“投入”时，单循环操作开始，制动裙板首先由高位下降至低位，到达低位后延时一段时间开始由低位上升至中位，并在停止在中位，带棒料在中位制动完毕后开始上升至高位，单循环结束。选择中位延时“关断”时，单循环操作开始，制动裙板由高位下降至低位，到达低位后延时一段时间开始由低位上升至高位，不在中位停留，到达高位后单循环结束。轧制小规格高速棒材时，通常应选择中位延时“投入”模式，轧制大规格低速棒材时，通常选择中位延时“关断”模式（如图1）。2存在的问题裙板是由

3、14个液压阀台控制同等数目的液压缸驱动同步长轴控制裙板的升降，而当其中一个电磁阀不得电或得失电灵敏度不够时，相应的液压钢伸缩长度会发生变化，就会造成裙板乱钢、挂钢等故障。由于在设计阶段只考虑到为了实现功能而经济有效的施工，而忽略了裙板液压阀台数量多，分布路线长，裙板动作频繁快速等实际情况。这就造成裙板控制线文/陈洪波通过对宣钢棒材冷床裙板自动化控制回路改造，冷床裙板控制相关环节的完善和优化，结合现场实际情况，目的是找到一个可靠性、安全性高，且资金投入较低的自动化控制方案。经实践改造后明显降低了裙板故障率。摘要路存在大幅压降，24V直流继电器触点容量低，频繁烧损等情况。2.1升

4、降控制线路长，线阻压降大。裙板全长180米，由14个液压缸通过连杆机构带动裙板升降，每个液压缸通过电磁阀A、B控制伸缩，线圈工作电压为24VDC。通过测量离控制柜距离较远的9#-14#电磁阀电压，为17V-19V左右不等，说明电压在线路上损耗严重，而后面几段裙板由于电压不稳也经常出现动作缓慢和升降不到位等情况。2.2控制回路设计繁琐控制阀台动作的输出回路继电器采用大量直流集成继电器，拉弧现象严重。裙板升降控制继电器共有28个，升、降分别为14个，控制线路非常繁琐，并且都采用的是直流集成继电器，由于裙板动作非常频繁，直流继电器触点容量小，所以经常出现继电器由于拉弧而导致触点粘连

5、或损坏，导致裙板动作不正常，而一旦出现这种故障，维护人员查找起来非常难，只能逐个测量继电器的好坏，既增加了劳动量，又延长了处理时间。3解决方案3.1更换控制电缆原控制柜至每组液压阀头的控制线为4*1.5mm2屏蔽电缆，由于传输线路长，电阻值大，导致线路压降大，电压损耗严重。由线缆电阻计算公式R=ρL/S(ρ：电阻率，L：长度，S：截面积)和欧姆定律U=IR（U:电压，I：电流，R：电阻）可知，通过增大电缆的截面积S可以起到降低线路压降的作用。因此，将9#-14#电磁阀电缆由原4*1.5mm2更换为4*4mm2屏蔽电缆，保证电磁阀线圈的工作电压在21V以上。3.2重新设计控制回

6、路为了增大触点容量，减小开关瞬态效应，将原输出回路中的28个直流集成继电器全部甩掉，更换为2个50A的交流接触器，分别控制裙板上升和下降，交流接触器的动作分别由2个直流继电器控制，而直流继电器由PLC模板的输出信号控制。（1）将原输出回路中的28个直流集成继电器全部甩掉，为了增加系统可靠性，将PLC模板输出的两个上升信号点并联接到直流继电器A的线圈上，两个下降信号点并联接到直流继电器B的线圈上；（2）将220V交流电压接到继电器A和B的常开接点的输入端，输出端信号分别接到交流接触器C和D的线圈上，并分别将两个接触器的每一对常开点并联起来；（3）将24VDC信号接到交流接触器C

7、和D的输入端，输出端线路接到端子排上，然后通过屏蔽电缆送到各电磁阀头。（4）为了防止因控制柜至各个阀头的电缆短路或接地引起压降，查找起来困难，因此将输出回路中的端子全部更换为带保险管的端子，一旦出现电缆接地或短路，保险管就会熔断，可以快速的查找到故障线路。4结论通过实施上述措施，基本解决了因电气自动化原因造成的裙板不同步、乱钢、挂钢的现象，减少了设备故障时间。单位河钢宣钢检修公司河北省张家口市075100图1：制动裙板画面截图