上海宝钢实习电气培训教材.docx
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1、高合金钢生产线电气培训课本目 录1 概述12 供电电源及高压供电23 低压供电34电气室45操纵室56照明67 系统接地78 电气系统的消防步伐89轧线控制系统(由ASIRobicon公司提供)99.1自动化一级(L1)99.1.1一般结构99.1.2 PLC109.1.3 网络系统109.1.4 剪切机控制器119.1.5 控制台和PC119.1.6 应用软件129.1.7 监控系统 一级169.1.8 轧机的剪切机控制系统199.1.9 自动控制机柜209.2自动化二级(L2)219.2.1生产控制系统体系结219.2.2 外部系统界面259.2.3 制造日历259.2.4 班组治理269
2、.2.5 生产批量控制与监督289.2.6 生产陈诉319.2.7 陈诉配置319.2.8 停机时间治理329.2.9 轧辊治理3510电气传动控制系统3910.1轧机主传动3910.2传动控制系统(由ASIRobicon公司提供)3910.2.1交换/交换变频器特性3910.2.2 一般技能数据4010.2.3 硬件特性4110.2.4主要成果4110.2.5 交换传动机柜主要特性4210.2.6交换电源线路4311 电讯设施4411.1电讯设施种类:4411.2 自动电话4411.3 指令电话4411.4 产业电视系统4511.5 火警自动报警471 概述 轧钢车间新建主厂房面积约4000
3、0m2,热轧生产线加热炉设备为步进梁式加热炉1座、室式炉1座,隧道式中间加热炉1座;轧线主要设备为1架二辊可逆粗轧机、16架450连轧机、1台摆剪、4台飞剪、1台冷剪、1台砂轮锯、冷床收集等在线和离线装置,轧辊间设轧辊车床等;后道精整热处置惩罚部门包罗作为轧后预退火的移罩炉2座,连续式退火炉1座、车底式退火炉2座、时效炉1座;新建或利旧矫直机、抛丸机、砂轮倒棱机、探伤仪、砂带抛光机等精整设备;以及与其相配套的公辅设施。年生产4万吨高合金系列中的镍基合金、钛合金、高工模具、叶片用钢为主,6万吨不锈钢、阀门钢等钢种为辅的热轧型材,产物规格主要是1485mm的圆钢,2050mm的方钢,以及82028
4、75mm的扁钢,并将建成公司特殊合金和高合金的热轧热处置惩罚精整中心。2 供电电源及高压供电本工程电源引自七中央变电所,由变电所6kV高压配电室差别段母线馈出线柜,分别在每段母线馈出一路6kV电源送ER2主电室6kV高压配电室I、II段母线,总计二路。每路接纳6/6KV交联聚乙稀绝缘电力电缆规格以排管方法联接七中央变电所至本工程6kV高压配电室。高压开关柜根本型式为KYN28-12型6.3Kv铠装移开式交换金属关闭开关柜,继电掩护:接纳微机监控掩护装置,高压系统的操纵及掩护电源接纳带免维护蓄电池的硅整流直流系统,电压为DC220V。为提高电能利用律,将尽可能使6.3KV高压电源直接深入负荷中心
5、。车间低压动力电源,拟接纳PCC和MCC二级制供电,或直接接纳MCC一级制供电。车间电压品级:AC: 6.3KV, 380V, 220V, 24V DC: 220V, 24V主要高压供配电设备表序号 设 备 名 称单位数量16.3KV中置式真空开关柜,台24 2微机掩护系统套1 3DC220V/65Ah直流电源套1 43000/21500kVA,6.3KV/690V/690V/870V 三绕组油浸整流变压器台4 5750kVA,6.3KV/400V油浸整流变压器台262500kVA,6.3KV/690V/870V三绕组干式整流变压器台171600kVA,6.3KV/400V干式整流变压器台18
6、1250kVA,6.3KV/400V油浸动力变压器台49400kVA,6.3KV/400V油浸动力变压器台1101600kVA,6.3KV/400V干式动力变压器台2111250kVA,6.3KV/400V干式动力变压器台13 低压供电工程共拟设置变压器16台,。其中:轧线交换传动整流变压器8台。为动力变压器3台。照明变压器1台。水处置惩罚动力变压器2台。精整热处置惩罚工序动力变压器2台。为提高供电可靠性,动力变压器二次侧通过母线或电缆联络起来,以互为备用。低压交换动力电源为380V,低压配电系统接纳以放射式为主,放射式与干线式相结合的方法。低压配电柜选用牢固分开式开关柜。4电气室轧钢车间内设
7、4个电气室(ER0ER3)ER0电气室:位于加热炉偏跨。内设步进梁式加热炉区MCC控制柜及用于炉前及炉内辊道的变频传动装置等。ER1电气室:位于粗轧区。内设粗轧机组变频传动装置及室式炉区MCC控制柜及用于炉前及炉内辊道的变频传动装置等。ER2主电室:为三层修建。一层安装变压器,主轧线交换主辅传动装置,PLC设备。二层为电缆层。三层安装高、低压开关柜,MCC控制柜,微机掩护系统,L1、L2网络设备等。ER3电气室:位于冷床及收集区。内设变压器,冷床及收集区MCC控制柜及传动控制装置等。5操纵室轧钢车间凭据工艺要求设有5个操纵室。 CP1操纵室:用于加热炉上料。 CP2操纵室:用于粗轧机。 CP3
8、操纵室:用于连轧机。 CP4操纵室:用于冷剪及锯子。 CP5操纵室:用于收集打捆。6照明车间内照明由一台专用照明变压器供电,小部门照明由动力变压器供电,照明变压器二次侧通过电缆与一台动力变压器的二次侧联络,以包管照明电源的可靠性。至照明灯具的照明线路接纳380/220V三相四线制供电,至插座的线路接纳380/220V三相五线制,车间及轧辊机修间接纳金属卤化物灯照明,其它房间接纳荧光灯或白炽灯照明, ER2主电室电缆室接纳工场灯照明,重要场合如主电室、电控室、操纵室、主值班室等设应急照明灯。一般照明电压为220V,查验照明拟接纳手提充电灯。7 系统接地(1)事情接地及掩护接地低压供电系统事情接地
9、类型为TNCS系统,车间防雷按第三类产业修建尺度设计。(2)防静电接地对付易燃气体及流体流经的金属管道,每隔一定的距离及在管道的分支处进行接地。(3)防雷接地厂房防雷掩护可利用金属屋面或在厂衡宇面设金属圆钢组成的网络,其引下线就近接到接地网上。(4)控制系统逻辑接地(5)盘算机系统接地对付所有无特殊要求的接地系统,可以接纳统一的接地体,其接地电阻按各接地系统所需的最小接地电阻确定。对付设备供货商有特殊接地要求的电气设备,单独进行接地设计。对控制系统逻辑接地及盘算机系统接地,其接地线路应接纳放射式连接。其它的系统接地,其接地线路可接纳干线式连接。车间内所有正常不带电的电气设备的金属外壳均应可靠接
10、地。8 电气系统的消防步伐本轧钢车间为二级负荷,由二回线路供电。在主电室、电气室、操纵室及主值班室设置手推车式或手提式灭火器及应急照明灯,ER2主电室还设有疏散指示标记,同时在上述修建物(不包罗操纵室及值班室)、变压器室内设置火警自动报警装置;这些修建物内的通风设备将与火警自动报警系统联锁。电缆的防火与阻燃主要接纳如下步伐:在电缆敷设完毕后,对所有电缆穿越的孔洞用阻燃质料进行封堵。对付电缆桥架,每隔一定距离设置一段阻燃桥架,同时在此段电缆上涂刷阻燃涂料。在情况温度高的区域使用耐高温电缆。在火警危险情况使用阻燃电缆。9轧线控制系统(由ASIRobicon公司提供)9.1自动化一级(L1)9.1.
11、1一般结构ASIRobicon微处置惩罚系统(AMS)是用于热棒材轧机实时控制的ASIRobicon自动化系统的根本装置。所有实时轧机控制成果都是在尺度Motorola公司配有Motorola PowerPCTM微处置惩罚器,400 MHz版本的CPU芯片实现的,以到达所有需要的处置惩罚能力,从而在轧机控制活套和设置点上到达最高精度。这些CPU芯片的主要特性是:RISC技能微处置惩罚器,运行在400 MIPS(4亿次操纵/秒)直接连接以太网网络由Motorola公司设计和制造,该公司是嵌入式系统微处置惩罚器芯片的全球最大制造商。PowerPC芯片位于尺度VME总线内。由ASIRobicon提供
12、的VME总线总是以带有便于未来应用的空槽发货。安装的操纵系统是VxWorksTM,由Wind River公司开发。目前,VxWorks是实时操纵系统领域的基准,在今天也是使用最多的一种。VxWork的主要特性是:最新的全32位,中断反响时间低于10sec(微秒)。实时多任务处置惩罚。轧机控制应用软件由ASIRobicon开发该应用软件是用ISAGRAF开发系统来编写的,它的主要特性是:听从IEC 61131-3编程设计语言尺度。多种编程语言可选择:梯式、指令列表、序列和逻辑块(FBL)在Windows 95/98/NT/2000操纵系统下运行。容易试车和升级与ASIRobicon主传动的连接是
13、通过Profibus数据处置惩罚网络实现的,它由ASIRobicon结构以到达传输率低于10 ms。通常来讲,Profibus数据处置惩罚协议允许最多127位使用者配合连接在一根线上。ASIRobicon已经设计了一个多段Profibus数据处置惩罚设计方案(多个并行段),以使全程传输率低于10 ms。该设计既完全听从Profibus数据处置惩罚尺度,又能实现高性能。9.1.2 PLCAMS系统治理轧机速度的控制。其余安顿在轧机前后的帮助传动通过PLC控制。高合金钢生产项目选用了Siemens S7-400系列PLC。AMS与PLC的连接使用的现场网络是Profibus数据处置惩罚和产业以太网
14、。通常,在棒材轧机中有多个区域:轧机机架冷床打捆区对付上述列出的每一区域,ASIRobicon都分别提供了一套PLC。所有PLC是通过一个尺度的现场网络连接。最后,AMS和PLC两者可被视为一个单一的整体系统,它的主要特性如下:高处置惩罚能力完全听从以下尺度:- CPU- PLC- 网络- 操纵系统- 编程情况友好的用户和维护界面9.1.3 网络系统网络系统的结构设计为三种差别的品级:传动级:尺度现场网络(Profibus数据处置惩罚)将ASIRobicon数字传动连接到AMS和PLC。AMS/PLC级:尺度现场网络(Profibus数据处置惩罚)连接所有PLC和AMSPCs以太网TCP/IP
15、:连接监控PC。PLC和AMS也连接到以太网上以能够与PC进行数据互换,而不是与它们自己。尽管网络品级被支解,但这种结构使得信息流动于整个系统:PC以太网TCP/IP不影响AMS/PLC数据流通量并且纵然以太网TCP/IP出现妨碍,AMS/PLC系统可以停止其事情和轧制而不会产生更多的问题。9.1.4 剪切机控制器由ASIRobicon制造和设计的一个单板微处置惩罚器芯片控制剪切机的启动/停止。该微处置惩罚器芯片配备Profibus数据处置惩罚界面,同时有一个序列或一些并行端口,能够与PLC连接。在这个控制器内可以自行实现下列成果:l 所有类型的剪切周期:剪切长度、头部、尾部、切废剪、测试。l
16、 具有可得到线速、棒材长度和剪切机位置的脉冲产生器的界面l 参数设置和指令的PLC界面。PLC把设置的剪切参数(长度、循环类型等等)传送至芯片,并且担当有关进行剪切的反馈数据9.1.5 控制台和PC轧机的主副控制台配有许多PC,连接在一个以太网TCP/IP网络上,具有客户端-办事器结构PC和它们的任务列表如下:l 监控PC:它们卖力所有所需的治理成果(设备配置、设备的大要结构设计、慢速通行、报警等等)凭据这个别系,ASIRobicon已经开发了运行在PC上的焦点成果和应用软件包,而这些PC使用的是尺度的市场东西:操纵系统:Microsoft Windows 2000轧制步伐数据库治理系统:AS
17、IRobicon应用软件包运行在SQL兼容的Microsoft干系数据库上。l Roll Master系统PCs:它们使用Roll Master应用软件包,这是专用于轧制表的治理,专用于轧制产物尺寸变革的东西变革协议的生成,专用于轧辊转动的治理并且指导在轧辊车间里的准备事情。Roll Master的软件应用包由机器商提供,它被集成在ASIRobicon提供的L1级和L2级自动化系统中。l 维护PC:具有数据收罗系统(DAS)进行实时快速数据记载,它可以作为一个示波器使用。这个PC也可以作为监控PC使用。l 控制台PC:具有的应用包使操纵者能够实时控制轧机;l 办事器PC:作为客户机的其它PC的
18、办事器,它主要具有整个轧机的数据库,这是由ASIRobicon应用软件进行治理的,其运行在尺度微软SQL兼容的干系数据库治理器上。数据库位于办事器上并且客户PC均可访问。这个别系结构有许多优势:- 数据的宁静性。- 系统灵活性:它可以扩容和升级而不影响办事器结构。- 办事器可作为通向更高级别系统的网关(生产治理的公司网络)。l 现场PC:现场PC安装在现场控制台内,其提供有关区域的图形操纵界面:冷床、盘卷处置惩罚、打捆区域。现场PC的软件性能与上述监控PC一样。l 与三级系统的通信PC:该PC专用于ASIRobicon提供的二级系统和特殊钢分公司的三级MES系统之间的通信治理,它具有掩护L1级
19、和L2级系统所需的抗病毒包,由于安装的抗病毒包,因此可以制止办事器设备性能的下降。9.1.6 应用软件下面将介绍在AMS系统上执行的最重要成果。9.1.6.1 速度参照的处置惩罚主要传动和帮助传动的电动机速度设置值(rpm)是由系统自动盘算的。盘算历程依据下列参数:生产最终质料所需的传动(机架)清单精轧机架速度缩减因子轧辊传输直径这些数据储存在每个轧制步伐中。9.1.6.2 单一模式下呆板速度参照的调解这项成果允许对单个呆板速度设置值进行慢速或快速的调解而不影响其它设置值。这种调解是通过控制台PC的键盘进行的。9.1.6.3 级联模式的速度设定点调解这项成果允许对一组呆板的速度设置值进行慢速或
20、快速的调解以保持它们之间恒定的速率比。这种调解通过控制台PC的专用键盘进行,并影响到在设备配置阶段界说的呆板。呆板的级联顺序是完全可配置的,凭据轧机结构差别,可以设计成上游、下游或上游与下游混淆型。在系统配置阶段,也可以设计几个差别的级联治理模式。然后,在编辑轧制步伐中选择一个正确的模式:把每一个轧制步伐链接到先前界说的设备配置的一个轧制步伐。在一个轧制步伐内,可以启用/禁用精轧产物所需的呆板(机架);系统会自动地调解正确的设置点级联而不需要任何操纵行为。9.1.6.4 速度参照值的主控制通过这项成果可以调解精轧速度的设置点而不影响呆板之间的速率比。在自动化模式下,系统完全控制着整个轧机的速度
21、设置点:机架间的速度之比总是保持稳定。并且,在快速紧急停机的情况下,传动装置上的制动斜坡会暂时保持原有事情状态,此时,停机命令从第一个机架开始往后传输,并带有一定的时滞,这样就可以制止相邻两个机架轧制棒材的挤压或拉伸。9.1.6.5 机架速度限制无论是在单一模式下照旧在级联模式下,当电动机到达速度设置点上限(允许的最大速率)时会发出报警信号,并且系统会自动禁止速度设置点的进一步上升。系统也可以设置成当电动机到达最大允许速度时速度设置点自动下降。操纵员得到一个报警信号。9.1.6.6 打击速降赔偿这项成果制止当棒材挤压进机架时电动机内产生瞬时的速度下降。它的实现是通过一个超速运行,在挤压之前启动
22、并且机架上无任何东西。超速所到达的速度可以设定成实际速度设置值的一定百分比,当棒材压进机架时凭据可调解的斜坡减速。斜坡由挤压所触发,热金属探测器或来自于数字转换器的信号都可以检测到挤压。超速百分比和每个机架的斜坡时间长度都可以通过操纵员的视频屏幕设定,并且可以储存在轧制步伐中。9.1.6.7 自动活套控制活套控制成果是借助于一个质料活套来保持相邻两个机架之间无压力的轧制。调解器作用于机架速度设置点,从而形成活套,并按操纵员设定的那样保持其高度。当棒材尾部靠近机架时,活套的极点会平稳地下降,以防备棒材尾部离开机架时产生撞击和震动。活套控制成果是依据下列根本的要求执行的:保持机架速度设置点的变动范
23、畴尽可能低;这些只是在短暂的阶段所必须的,这时活高度会上升大概下降。当机架没有质料大概活套处于稳定的位置时,机架的速度设定值必须是相同的。这意味着,调解器会检测出轧机预设速度比与理想速度比之间的差别,并对此进行纠正,从而实现最佳的轧机设置;该速度设定将以施加在轧制质料上的最小压力来控制活套。活套的位置可从活套扫描仪上读出;它的输出将与设定值相比力,并把修正信号添加到控制活套的机架速度设定值中。活套是通过两个规矩来控制的:- 比例的(临时的):这是一个PI(比例积分)的调解器,它可以迅速赔偿受控机架中出现的活套高度错误,并且只有当钢坯位于机架之中时才起作用。这个调解器作用于每一个新的钢坯以形成并
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