运锭车全数字直流传动PLC控制改造.pdf.pdf

冶金动力 ““7 DC driving; control 1 前言 针对攀钢轨梁厂运锭车原控制系统为模拟调速 系统,且系统许多仪表和元件被损坏,造成系统机械 装置被撞坏,无法正常工作的情况,而采用西门子公 司生产的型号为6RA7095-6DV62全数字直流控制 装置及型号为S7-200可编程序控制器来控制,实现 系统正常工作的性能,提高系统运行的可靠性15号炉设有一个终点限 位极限,运锭车自动停车;这些控制均由位置检测继 电器通过可编程序控制器及全数字装置实现。 运锭 车由西向东FJ反向重车运行时,在6号炉速度由 5 m/s减至3 m/s,若速度未减,而运行超过了6号 炉,就必须停车;在3号炉速度由3 m/s减至1 m/s, 若速度未减,而运行经过了3号炉,也必须停车;在 1号炉速度由1 m/s减至爬行速度0.2 m/s, 在终点 设有一个限位极限,运锭车停车卸钢锭。 3.5主电机电枢两根滑线很容易造成短路,要求在 装置输出端加线路接触 器,保护装置,同时在电机 电枢两端串接两级能耗制动电阻, 考虑到运锭车惯 性大,不能用抱闸抱死,而要用分级制动保证运锭车 平稳停车。 4 系统改造方案及设备选型 4.1所选装置要能达到运锭车的生产要求, 具有先 进性和可靠性。 4.2该设备所需的备品、备件量不能过多,便于日 常维护。 4.3在初轧工序淘汰后,该全数字装置可以用到轨 梁厂的其他传动设备上。 综合以上考虑, 决定选用德国西门子公司生产 的6RA7095-6DV62额定直流电压420 V,额定直 流电流2000 A数字控制装置。它具有控制可靠、调 试简单、结构紧凑、核心装置几乎免维护等优点,对 于运锭车这样的系统无需加装其他设备就可以实现 闭环控制。所有的故障过压、过流、欠磁、超速等保 护都由装置内部判断, 发生故障后所有故障代码可 以记忆,方便维护人员进行判断维修。该装置与轨梁 厂950轧机辅传动的压下装置完全相同, 可以互为 备用,减少备件量。为了减少继电器的数量和动作的 不可靠,根据输入/输出的点数,性能价格比,采用一 台西门子的小型可编程序控制器SIMATIC S7-200 进行继电逻辑控制,使得系统工作更为可靠。 以上方案存在的问题是6RA7095-6DV62装置 的进线电压低于整流变压器的二次输出。 装置的交 流进线额定电压是400 V, 而整流变压器的二次输 出是460 V;因此,只需将变压器的二次绕组进行改 制,二次输出改为400 V就可以了。 5 系统控制功能 系统配置主要由三部分组成 一是西门子 6RA7095－6DV62全数字装置及其外部控制电路; 二是继电器控制及位置检测电路; 三是西子S7－ 200可编程控制器及其I/O电路。 5.1 全数字装置控制电路 全数字装置控制电路是本系统的主要部件,采 用双闭环电流、电压控制,附加力矩控制;电机四 级速度给定由PLC模拟输出给定。 利用可编程序控 制器是为了实现电机四级速度的自动控制, 另外增 加了两级能耗制动。以上这些输入输出的逻辑关系, 是经过全数字装置内部的逻辑单元的组合和运算以 及PLC程序控制得来的。 该装置的外部电路, 根据工艺要求直流输出侧 加装了线路接触器和两级能耗制动接触器; 在装置 内部设置了两倍电枢电流2970 A,过载延时0.8 s,封锁装置输出以及跳开线路接触器,并投入能耗 制动的功能;而过流值设定为2.5970 A,主要考虑 滑线瞬时短路,而运锭车靠惯性运行又解除短路,这 样就不影响正常生产。 对于系统的快速性、稳定性,装置是完全能满足 工艺要求的。 5.2 继电器控制电路 在继电控制电路中,设有7个继电器,既检测运 锭车位置, 同时也参与速度控 制, 其逻辑关系由 PLC编程运算;编程就按以下工艺控制要求进行。FJ 方向运钢锭,ZJ方向空车。 JNT检测1、2号炉位置,FJ方向用于爬行0.2 m/s;ZJ方向速度为5 m/s。 JCE检测15号炉位置,ZJ方向停车;FJ方向速 度为5 m/s。 JET 检测13炉位置,ZJ方向由3 m/s减至1 m/s;FJ方向5 m/s。 JS 检测9号炉位置,ZJ方向减速由5 m/s减 至3 m/s;FJ方向为5 m/s。 “ 冶金动力 “FE方向 D H/s。 ES2检测D号炉位置,FE方向G H/s;FE方向1 H/s。 E检测6、C号炉之间,FE方向G H/s;FE方向G H/s。 5.3 PLC控制电路 PLC控制电路为数字量和模拟量,其输入点有 7个均热炉的位置点;允许运行、合闸、向前FE、向 后FE、欠磁1ELL、东、西两头的极限位 ,故障报 警和手动三级速度, 共20个数字点和一个模拟点。 PLC根据输入点的状态,内部自动进行逻辑运算,其 编程的关键点是方向信号。 根据运锭车不同的位置 和方向,开出不同的速度给定到数字装置;同时在操 作室显示运锭车运行在什么位置。 在滑线的最两头 东、西方向设置了终端极限,实现自动停车;运锭 车在滑线的中间位置时, 操作工通过观察信号显示 或运锭车的实际位置, 可以把主令控制器拉回零位 直接停车;也可以重新启动运锭车,其运行速度是根 据停车位置和选择的方向来确定。 另外,考虑到运锭车FE方向重车经过6号、D 号、加热炉,没有按要求减速,就必须停车;因此,增 加了检测电机电枢电压的变换器, 其输出信号进入 PLC并设置门坎电压,同时与方向、位置检测信号一 起控制运锭车的运行状态,使运锭车按要求运行、停 车。 6 结束语 6I1改造前,运行成本及维修费用每年需2G万元, 而停产造成的损失费就达7G万元, 总计一年损 耗的费用就是100万元。 6I2改造后,设备故障率几乎为零,基本上是免维 护, 只需备用少量的继电器等元件就可满足检修工 作的需求,费用不到1万元,这样每年可节约费用近 CC万元。 收稿日期2006- 05- 15 作者简介潘慧梅1C70-,女,学士学位,讲师,现西南交通大学电气 信息工程学院电力系统及其自动化专业在读研究生,当前主研电气 工程的教学和应用。 “