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酸洗线自动化控制系统分析

2019/11/01 阅读:

酸洗本身是钢卷生产过程中的关键工序,不仅可以为后续的工序提供合理的坯料,同时还可以直接影响到酸洗的质量。我国在这一方面的行业控制水平与国际标准相比仍然存在差异,尤其是在自动化系统的控制方面,我们应该考虑到系统实际要求来进行设计,重视整个传动控制的过程。酸洗线自动化控制系统下的全线自动化控制方案可以按照系统特征与技术要求完成电气传动装置的挑选与电路设计,然后按照机组的工艺控制要求来实现程序设计,利用相应算法给出算法的具体过程后,再设计相应的控制系统,让清洗机列的各项电气控制指标都能满足设计的要求,产生后续的经济效益。

酸洗线自动化控制的技术流程与设备配置

酸洗处理过程一般来说钢铁板在深加工之前需要除去热轧钢带表面的氧化铁皮,我们可以利用盐酸酸洗法,使用浅槽紊流推拉式酸洗技术,靠开卷机与各处的夹送辊将钢带向前推进。钢带头部被卷取机咬入后,除头尾部之外均处于无张力状态,一方面节约了张力辊组,另一方面实现了机组的张力控制。酸洗的时间控制与其浓度、温度有着密切联系,按照一般工艺的要求我们可以确定钢卷在酸液中的放置时间,并以此为基础计算系统运行线的速度。每个酸洗段也有自身独立的外部加热系统与酸循环系统,可以调节不同酸洗段的温度来保障效果,即便是因为事故停机,也可以在短时间内排空并循环加热保持酸温度,提升酸洗效率。例如酸浓度从2%增加至2.5%时,盐酸酸洗速度可以增加10倍左右,另外提升热风干燥温度也可以成为主要的技术措施。通过保持加热蒸汽的压力在0.4MPa以上,热风干燥器吹风温度提升至120℃以上,就能消除酸洗钢带边部带水等问题。直流调速设备直流调速设备的性能主要体现在良好的稳态精度和动态响应能力,重点体现在对编码器的反馈作用,并可以使用多种技术方式,以软件为辅助进行调整而保障系统的实际需求。此外在故障诊断方面,直流调速设备能够以不同的代码来现实,起到对故障的诊断功能。在故障发生时我们应该确定装行业曲线linkindustryappraisementDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2019.21.027可替代度影响力可实现度行业关联度真实度置的使用性能,尤其是内部保护措施是否能发挥应用的作用,并了解到产生故障的主要因素,包括瞬时电流超标、测速反馈问题、电机转速超标、外部保护动作等。用户和装置之间也能形成数据交换,并完成参数设置与运行检测等工作。此外装置内部设置了相应的辅助功能,一方面可以实现工业控制,另外还可以集成进度较高的控制算法,在冶金生产线的适用性显著。自动化控制系统方案的设计规划从系统的技术要求来看,整个系统包括电气传动控制系统、液压系统、气动控制系统、通信系统等所构成,我们在机组设计的过程中考虑到不同单元的技术标准,必须要保障个单元的速度同步,在卷取部分也应该考虑到产品质量的要求。

电气传动系统设计

装置选择传统装置的选择首要考虑条件为工作方式的分析和选择,然后按照电机的额定电流与额定功率来选择最合理的传动装置。传动装置的容量选择过程实际上也就是一个变流器与电机之间的工作过程,两者匹配的效率直接影响到设备的使用性能,在实际工作当中我们也需要分析实际功率和额定功率之间的差异,对于降耗节能工作来首意义选择。如果是轻负载类设备,传动装置电流一般设置为1.1倍的电动机额定电流,或是按照实际说明的输出功率额定值最大电机功率数值来进行确定。在当前的酸洗工作线中,一般电机的控制方式为张力控制与速度控制,电机运行线的速度与设定值之间不可出现过大差异,否则会对钢卷产生一定的阻碍。因而我们倾向于使用速度控制方式,或是让卷取机等设备发挥钢卷的张力效果。以张力控制模式电机来说,就关系到前文提到的直流调速装置应用。因为卷取机容量较大,同时也是机组设备的主要工作部分,直流调速装置的容量也应该相对增加,视实际需求来确定最终数值。装置电路设计装置电路的设计方面,以卷取机为例,接线方法和与之相对应的控制回路,装置界限可以将铜排所提供的交流转换成为直流供电及磁场励磁使用。外部的保护装置和电源相互连接时,每一个端子都能对应相应的参数,外部信号与参数可以为装置的动作提供支持,且外部保护在不发挥作用的情况下装置的动作依靠内部参数来控制,装置此时保持正常工作的状态。机组技术工艺控制方案机组工艺机组工艺的目的在于实现酸洗过程的有效性,按照机械装置设置的要求与技术要求,我们可以将工艺控制流程程序的设计方案融入其中。钢卷卷在由吊车吊到相应区域后,带材头部与导板引导带材进入缝带机。缝带机作为一种液压结构,带材连接部分到达刷辊时,自动控制程序可以起到保护作用,并且由机组的爬行引带程序完成这项工作。在程序中也可以设置一个长度参考标准,按照记录所显示出的接头长度来对应相应的挤干辊等,直至接头最终缠绕至卷取机后。带材表面经过冲洗后进入冷水研磨系统,并且进行钝化处理,利用风刀取出表面的水分后进入烘干箱烘干,然后将带材的张力展开调整,并不会因为卷取引起其他问题。在整体生产过程中,控制台能够实现工作张力数值的设置,并且在运行环节中逐渐进行张力升降。这一环节不会受到外界光照因素或监测装置的影响,卷取带材达到一定的工艺标准之后再通过吊车全部吊走。清洗机组在工作前应保障液压系统的正常工作,并且循环电机也应该保持一段时间的工作状态后再进行安排。操作台方面,我们可以在主画面上了解到机组的实时运行状态、机组线速度、张力设定、参数设定、机组加速减速时间、停车方式选择等,按照这些内容可以实现数据的维护和管理,必要时还可以通过报警信息来对工艺进行调整,包括系统的报警信息、系统问题情况与设备运行条件等。控制程序设计按照工艺控制的过程来对程序进行设计,可以基于相关的编程软件来控制全局变量,符号表编辑器可以对符号名称进行定义,同时将工具生成的变量提供给所有程序使用,并且让工具自动识别系统参数产生的变化。工序控制程序按照功能不同划分为不同的FC块进行编写,可以调动不同的功能块来完成整体的控制功能,包括控制子程序、传动控制子程序、液压子程序、温度控制子程序、速度控制子程序等。

系统硬件组态设计

硬件组态之前首要工作是导入GSD文件,能够将不同的产品进行集成,以电子数据库文件的方式来描述所有产品的功能参数,并且标准的数据可以扩大通信范围到操作员级别。总体来看GSD文件可以划分为三个部分,第一部分是涉及到设备名称、版本、监控时间和信号分配的说明内容,第二部分是设备的整体规则,第三部分是从设备的规格,包括与设备有关的所有规定。例如在动态力矩补偿的计算过程中,卷筒的卷径不断增加,卷筒上的带材质量也随之增加,同时带材的线速度恒定前提下,电机速度也会随着卷径变化而改变。在酸洗线卷取系统当中,我们可以对动态力矩进行分析:221=JEω其中J表示旋转部分的转动惯量,ω表示旋转部分的旋转角速度。主设备将所有设备标识号和工具标识号对比之后最终筛选出站址正确的设备类型进行连接,然后开始数据传送,避免组态错误的同时提升了整体的安全性能。整个系统在引入活套控制后也能实现酸洗机组的连续运行提升生产效率。

本次研究的主要内容是酸洗机组的自动控制系统,并结合现阶段的系统控制要求进行了卷取系统和通信系统的分析,旨在为今后的实际工作提供技术支持。基于传统钢卷酸洗线工作流程与设备控制要求的基础上,我们进行的全线自动化设计能够完成装置选型,并编写工艺控制程序以保障酸洗机组的整体功能。在未来的技术研究当中还应该针对不同设备的控制配合与电机控制受到的影响方面进行改进。

作者:陈涛 单位:新钢集团冷轧厂

酸洗线自动化控制系统分析

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