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板坯连铸控制系统改造


板坯连铸控制系统改造 摘要 某钢厂 5#板坯连铸机电气控制系统长期以来存在通讯故障问题,经 常导致网络中断、信号不稳定等故障,严重影响生产,通过对 PLC 系统硬件组 态、网络通讯屏蔽及接地系统等改造,彻底解决了系统的通讯故障问题,有力保 障了生产的顺利进行。 关键词 0 引言 控制系统;PLC;Profibus-DP;干扰;改造 板坯连铸生产线是在生产过程中有着连续性、 周期

性和不可中断性的生产设 备。控制系统是连铸的中枢,如果在生产过程中突然中断,轻则铸机短暂停止钢 坯出现接痕, 重则铸机停止生产甚至有卧坯的危险, 影响生产、 造成损失。 因此, 保证板坯连铸控制系统的稳定、可靠、安全运行极为重要。 影响控制系统的干扰源一般都是由电流或电压剧变产生的, 大致可以分为两 类,一是来自系统外引线的干扰,二是来自控制系统内部的干扰。本系统采用了 西门子可编程控制器及 70 系列变频器,其产品在抗干扰方面具有较高的水平, 能够在恶劣的工业现场稳定运行。 然产品的可靠性高并不是保证设备稳定运行的 充分条件, 还必须在工程设计、 安装施工以及使用维护等方面高度重视应用合理, 才能保证系统安全可靠的运行。 5#板坯连铸机自投产以来存在通讯故障问题,经常导致网络中断,铸机非计 划停机,严重影响生产并可能发生安全事故。本文通过对故障问题的分析,提出 改造方案,彻底解决通讯故障问题保障生产顺利进行。 1 2 系统的组成 故障现象及分析 在浇铸过程中,结晶器振动、扇形段传动、辊道区域传动停止或部分停止, 编码器跟踪值不准,设备重启后正常。检查电气元器件正常,查询变频器故障代 码为 F082 通讯故障。我们通过仔细分析和现场检查认为故障原因有以下几点: 1)PLC 在设计方面不合理。在设计之初没有结合现场,通讯线路过长,关 键性设备和次要设备都在一条 DP 线路上,一个简单的故障可能引起整个系统的 事故,且在施工过程中没有达到实际要求的标准; 2)现场的电磁干扰。工业现场动力线路密布,设备启停运转频繁,存在严 重的电场和磁场干扰, 现场总线和动力线在同一电缆沟或桥架内,接地系统的不 完善,存在强电流干扰。在 PLC 使用的情况也比较复杂,常常存在各种不同配 电、控制及驱动设备,各个设备之间控制电缆的铺设也很接近,这就造成了干扰 的产生。电网的波动、大功率用电设备电缆线及其本身产生的电磁斜波,都会对 PLC 的正常工作造成影响; 3) 铸流跟踪编码器安装在扇形段传动上, Profibus-DP 总线深入到设备现场。 现场的环境比较恶劣,存在灰尘、水汽、人为等因素,容易使 DP 线接地或短路 进而造成通讯故障。 3 3.1 改造方案 连铸 PLC 系统改造 针对板坯连铸中设备的不同用途和 5#板坯的实际情况,我们对 PLC 系统的 硬件系统重新组态, 将关键设备结晶器振动和扇形段传动分别独立出来,将容易 引起故障的跟踪编码器和输出辊道放在一起。 这样可以减小故障对整个铸机的影 响,当一处发生故障时不至于引起整个连铸机系统的停止。 1)PLC 硬件的安装:在原铸流 PLC 机架上新增两块 CP443-5 通信板,这两 个 CP443-5 与原来的一个通讯板通过重新放设的 DP 线分别连接到结晶器振动变 频器、扇形段传动变频器和铸流跟踪编码器上; 3.2 干扰问题的解决方法 工厂中形成干扰的途径包括来自空间的辐射干扰、 接地系统混乱的干扰以及 电源和系统外引线的干扰。 解决这些干扰的主要措施有抑制干扰源、切断或衰减 干扰的传播途径、提高装置和系统的抗干扰能力。针

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