自动化技术在水除鳞系统中的应用

张胜利

莱钢银山型钢炼铁厂，山东莱芜 271104

0 引言

型钢产品在钢结构框架建设中，具有节能环保的优势，但是在当前金融危机的环境下，用户对其质量要求日益提高，迫切需要我们提高产品的质量水平。

莱钢型钢生产工艺为：RHF- BD-TCS-FM-CB-CT-FY，在整个生产过程中，半成品表面的氧化铁皮会造成产品凹陷、麻点、生锈等。经考察论证，可以安装高压水除鳞系统，采用施耐德变频器-西门子PLC-泵类电机一体化全自动控制，并增加自动反冲洗水过滤器，来避免产品缺陷。

1 采用的设备

1.1 增加自动反冲洗过滤器

1）过滤器采用GLQ-KD型德国SIEMENS LOGO型电控箱逻辑模块进行程序控制，运行一段时间后，随着滤渣的积累，进水口和出水口会形成压力差，当压力差达到一定程度时，反冲洗开始，使滤柱恢复正常，保证供水压力和流量；

2）采用自动定时反冲洗控制。当达到设定时间时，根据程序自动启动反冲洗电机，打开排渣阀，进行反冲洗，完毕后自动停止，排渣阀关闭，等待下一次反冲洗时间的到来；

3）采用差压控制反冲洗。本机配有数字显示差压控制器，可以预先设定一个差压值，当差压值达到设定值时，自动反冲洗，在定时控制反冲洗和差压控制反冲洗中，差压控制反冲洗具有优先权；

4）增加了自动报警功能。如果水过滤器工作过程中反冲洗未能使压差值下降而是继续上升，达到上限报警值时，就会自动发出间断声光报警，提醒操作人员进行处理。报警值设定（差压控制器上限）方法与下限值设定方法一致。

1.2 应用西门子可编程序控制器

水除鳞的自动控制部分采用西门子公司 ET200M形式，有S7PLC、314CPU、控制柜分站、变频器分站、泵体分站、润滑分站、高位水箱分站。它们全部由网络接口模板和一根DP网线连接，数字量输入输出模板接受到操作台指令后，经变频器给定，电机在要求的转速下旋转。当FM机组有负载时，产生的高压水开始除鳞；当FM机组无负荷时，停止除鳞。

1.3 应用施耐德变频器

变频器的工作原理：

根据工艺要求，电机功率为250kW，专用变频器电机，采用施奈德ATV38HC23逆变器控制，视在功率为300kVA.

除鳞过程（见图1）：

图1 配电柜控制图

1）操作指令给定电机开始速度；

2）除鳞泵压力通过现场元件反馈到变频器，当水管压力不够时，变频电机速度上升；当水管压力大时，变频电机速度下降。

1.4 变频器的主要构成参数

参数名 参数含义 参数数值tdC 直流注入制动时间 0.5s Sp2 第二预置速度 35 Sp3 第三预置速度 40 Sp4 第四预置速度 45 joG 寸动频率 10Hz rPG PI调节器比例增益 1 stt 停车类型 STN rpt 斜坡形状 LIN clI 电流用于限制电动机过热 447.7 ADC 停机时直流注入制动无效 YES SPC 进行自学习 NO TCC 2线或3线控制 2线BSP 低速运行管理 NO CRH 输入端上信号的最大值 20mA

2 现场实际运行

故障原码及应对措施

故障原码 发生的原因 应对措施OLF 长时间过载引起热脱扣 检查热保护设定和电动机负荷SCF 变频器输出端短路或接地 检查电缆和电机绝缘、晶闸管INF 内部故障 检查变频器连接端子SOF 驱动负载过高 检查设定参数、负荷大小SLF 变频器接头端口上错误连接 检查变频器连接的接头端口EPF 有外部设备出发的故障 检查导致故障的设备并复位

图2

在除鳞过程中，施耐德变频器有三个档位速度提供选择（图2所示数字量输入信号），总有三级速度I-II-III，一档对应35，二档对应40，三档对应45，电机在给定的转速上旋转，除鳞泵则喷出相应的压力。启动“电动机运行”按钮开关，电动机开始旋转，除鳞泵变频电机从低速逐渐递进到高速，“电动机运行” 显示灯发红，当长期不用时，按动“电动机停止”按钮开关，电动机慢慢停止旋转，变频器给定减小，直到速度到零。

在轧制过程下，如果轧制工艺要求提高除鳞压力时，可手动操作“变频器三档速度运行”转换，转换到轧制工艺所要求的档位，这时除鳞泵电机转速提高或降低，慢慢地达到工艺需要。为避免突发故障给生产带来影响，高压泵采用两用两备的方式，确保生产流畅。

在现场轧制的条件下，取轧制负荷信号作为除鳞动作信号传送到DP总线，再由DP总线传送到可编程序控制器来控制变频器（图2所示），来实现现场自动除鳞，即轧制时除鳞泵加负荷运行，满足生产要求，当不轧制时除鳞泵处于无负荷状态，即节约用水又降低电耗。

3 结论

水除磷电气系统应用后，经一段时间的使用，起到了良好的效果。

1）提高了型钢产品的表面质量，避免了结疤、表面夹杂、发纹、横裂等缺陷，增强了市场竞争力和话语权；

2）变频器的应用对全车间降低电耗做出了贡献，起到了节能减排的效果，效益突出。