大包滑板液压站控制系统改造.pdf

Hv d r a u l i c s P ne u ma t i cs＆ S ea l s ／ No ． O 5． 2 01 3 大包滑板液压站控制系统改造 焦 莉 四川机电职业技术学院 ， 四川 攀枝花6 1 7 0 0 0 摘要 该文就某厂板坯连铸大包滑板液压站控制系统在使 用中存在 的问题进行 了分析 ， 并 提出了一 系列技术 改进 措施 。改进后 的系 统故障率大大降低 ， 设备的可靠性增强 ， 生产效率得到 了提高 。 关键词 板坯连铸 ； P L C； 以太 网 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 5 0 0 4 7 0 3 Hy d r a u l i c S t a t i o n Co n t r o l S ys t e m Re c o n s t r uc t i o n o f La d l e S lid e Pl a t e J I A0 L S i c h u a n E l e c t r o me c h a n i c a l I n s t i t u t e o f V o c a t i o n a n d T e c h n o l o g y ， P a n z h i h u a 6 1 7 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e o n a f a c t o r y i n s l a b c o n t i n u o u s c a s t i n g l a d l e s l i d e p l a t e h y d r a u l i c s t a t i o n c o n t r o l s y s t e m i n u s e f o r t h e p r o b l e ms t h a t e x i s t i n t h e a n a l y s i s ， a n d p u t f o r w a r d a s e r i e s o f t e c h mc al i mp r o v e me n t me a s u r e s ．Th e i mp r o v e d s y s t e m f a u l t r a t e i s g r e a t l y r e d u c e d ， the r e l i a b i l i t y o f e q u i p me n t i s e n h a n c e d ，the p r o d u c t i o n e ff i c i e n c y i s i mp rov e d ． Ke y wo r d s s l ab c o n t i n u o u s c a s t i n g ； P L C； e t h e r n e t O 引言 某厂 l 板坯连铸是我 国 2 0世纪 9 O年代初第一 台自行设计 、 制造 ， 仅引进少量关键设备和技术建设起 来的现代化大型板坯连铸机 。铸机为一机两流 ，全弧 形 ， 四点矫直， 冶金长度 2 7 ． 1 m， 最大段面 1 3 5 0 m m， 年设 计生产合格铸坯 1 0 0万吨。 大包滑板液压站是连铸机的核心部件 ，主要控制 大包 罐内钢水的流 出或者关闭 。以及调节钢水的流速 和流量 ， 防止洒钢 、 溢钢的作用 ， 是实现安全浇铸 的重 要条件。 1 使用现状 1 板坯连铸液压站控制系统从 1 9 9 3年投产至今 ， 做 了大量持续不断地改进 ，控制系统已经 由最初 的继 电器逻辑控制改造升级为西 门子 S 7 3 0 0 P L C控制 。现 场的温度 、 压力 、 油位等检测装置实现 了智能化 ， 可靠 性有 了显著提高。但是 ， 随着时间的推移 ， 大包液压站 控制系统又出现 了一系列的问题 ，尤为突出的是在掉 电等特殊情况下的安全运行 。 2 存在问题 1 控制电源 收稿 日期 2 0 1 2 1 2 0 3 作者简介 焦莉 1 9 7 4 一 ， 女 ， 河 北清河人 ， 讲师 ， 工程硕 士 ， 主要从事机 电 控 制技术 方面的教学和研究工作。 该液压 站控制 系统2 4 V D C控制 电源使 用普通供 电， 未配置不间断 U P S电源。在生产 中， 一旦供电系统 发生故障， 2 4 V D C控制电源丢失 ，大包滑板打开／ 关 闭 失去控制 ， 将造成钢水溢出或者洒钢并断浇 ， 给人身和 生产安全带来极大隐患。 2 网络传输问题 该液压站控制系统虽然采用 P L C控制 。但是没有 连接 l 样板坯连铸 以太网 ， 出现问题不能利用工控机及 时监控和排查故障 ， 需要连接单独的编程器查看。这样 做 ， 至少耽误 2 0 m i n时间 ， 严重影响生产。 液压站运行状态通过 D O模板硬线连接输人公共 P L C， 严重 占用公共 P L C远程 2 D P资源 ， 导致大包 回转 、 升降控制的输出点不够用等问题 ， 影响控制的可靠性。 3 电磁阀驱动问题 滑板控制系统采用西门子的 S 7 3 0 0 P L C． 原设计 A B臂 打开／ 关 闭 电磁 阀直接 由输 出模 板 6 E S 7 3 2 2 1 H H0 0 一 O A A O驱动 ， 如图 1 所示 。在实际使用中模板 的 输 出点 频繁 烧 坏 ， 导 致滑 板无 法 打 开或 者 关 闭 ． 给安 全 生产造成很大 的被 动， 甚至造成断浇 ， 并且在特殊情况 下存在安全隐患。分析原因， 主要是电磁阀属于感性负 载 ， 电感 系数 很大 ， 由于滑板的打开／ 关 闭动作频 繁 ， 电磁阀线圈频繁得电或者失电，根据反电动势计算公 式 e L d i ／ d t 可以得出 ， 其反 电动势很高 ， 将驱动模板输 出点击穿损坏 。 4 7 液 压 气 动 与 密 --J ／ 2 0 1 3年 第 0 5期 1 号主泵加载阀 2 号主泵加载阀 垒 壁 垒 壁堑 备用1 备用2 B 臂关闭 B 臂打开 L1 3 一 L1 3 量输 出模 图 1 1 板坯连铸大包液压站电磁 阀驱动示意 图 4 操作按钮盒 由于大包滑板 A B 臂打开／ 关闭动作十分频繁 、 使 用环境恶劣 ， 手持按钮盒采用国产普通 A K C 2型按钮 ， 一 般不能保证 2 0天的定修周期无故障。实际情况是 ， 经常在投用一个星期后 ，频繁出现接触不 良或者卡阻 现象 ， 给操作带来极大的不便 。尽管采用了其他类型的 国产按钮 ， 但效果依然较差 ， 经常发生故 障， 给安全稳 定生产造成隐患。 3 改进措施 针对 1 板坯连铸大包液压站控制系统存在 的上 述 问题 ． 提 出如下 改进 措施 1 采用 U P S不间断电源 考虑到新增 U P S电源工作量大 、 成本高 ， 分析 、 计 算结果证明可以利用大包液压站控制系统的 U P S电源 的冗余能力 ， 配置滑板液压系统 2 4 V DC控制电源。 2 P L C控制 网络化 将大包液压站 P L C系统的 C P U 3 1 5 2 D P和 以太 网 模板 C P 3 4 3 1 整体移植到 5 0 1液压站 P L C控制系统 ， 将相对重要的 5 0 1 液压站 P L C组态成主站 ，大包液压 4 8 站 P L C变成远程 D P从站。 同时将 5 0 1 和大包液压站的 控制程序重新移植设计 ，融合在 5 0 1 液压站主站 P L C 内。通过上述方法 ， 实现了两个液压站的统一控制 ， 并 顺 利连接在 l 板坯连铸机以太 网上 ， 实现两个液压站 运行状态信号 的以太网、 D P网传输 ，节约 自身改造 的 成本 ， 并大大节省 了公共 P L C硬件和 1 板连铸 以太网 I P资源。 3 中间继电器的隔离驱动 如图 2所示 ， 通过增加 中间继电器 1 ～ 8 Z J ， 模板直 接驱动标准的继电器 ，继 电器进一步控制负载电磁阀。 继 电器的引入起到隔离和功率放大的作用 ， 实践证明效 果非常显著 ， 彻底避免了输出模板输出点烧坏的发生。 1 号主泵 加载阀 2 号主泵 加载阀 △ 壁差团 垒 璧堑珏 备用1 备用2 B 臂关闭 B 臂打开 L1 3 ～ L1 3 1 Z J _ [ 卜 2 Z J 卜 3 ZJ 5 Z J _ 亡 卜 _ 6 Z J _ [ 卜 7 Z J _ [ 卜 8 ZJ 数字量 1 输出模件 l 号主泵 加载阀 2 号主泵 加载阀 A 臂关闭 A臂打开 旦 壁差闭 B 臂打开 图 2 1 板 坯 连 铸 液 压 站 电磁 阀驱 动 改 造 示 意 图 4 自制手持按钮盒 利用 老式按钮 L A1 0 2 S 绿 的金属外壳 ， 进行加 工 ，再选用施耐德的高质量按钮 X B 2 一 B S 5 4 2 C组装成 一 个全新的按钮盒 。这种 自制的按钮盒外观耐看要差 一 些 ， 但坚固耐用、 动作灵活 、 维修方便 、 节约成本 。 4 结束语 1 板坯连铸大包滑板液压站控制系统在使用过程 中 ， 通过不断地改进和优化 ， 保证 了设备 的正常运行 。 使得设备故障率大为降低 ， 特别是在掉 电情况下 ． 保证 了设备的安全运行 ，极大地减少 了设备原因造成的安 全隐患 ， 提高了设备的可靠性。 P 一 一 一 一 一 一 一 一 [ } 甘 研 一“一 一 一 加 T J T J T1 一 ● T I 廿 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ g e a l d No ． 0 5 ． 2 0 1 3 脱硫搅拌液压系统一例典型故障分析与诊断 方 涛 ， 李宏磊 武汉钢铁集团公司， 湖北 武汉4 3 0 0 8 0 摘要 根据脱硫搅拌液压系统的工作原理 ， 对搅拌液压系统 出现的一例典型故障进行了分 析与诊 断。 关键 词 脱硫 ； 液压 系统 ； 故障 中图分类号 rI H1 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 4 0 0 4 9 0 3 One Ty p i c a l Fa u l t Ana l y s i s a n d Di a g n os i s f o r t he De s ulf u r i z a t i o n S t i r r i n g Hy d r a u l i c S y s t e m FANG Ta o， LI Hon g -l e i Wu h a n I r o n a n d S t e e l G r o u p C o r p o r a t i o n ， Wu h a n 4 3 0 0 8 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e h y d r a u l i c s y s t e m ’ S o p e r a t i o n p rin c i p l e o f t h e d e s u l f u r i z a t i o n s t i r r i n g h y d r a u l i c s y s t e m， a c a s e o f t y p i c a l f a i l u r e a n a l y s i s o f t h e c a s t e r t u n d i s h s t o p p e r h y d r a u l i c s y s t e m i s p r e s e n t e d ． Ke y wo r d s d e s u l f u r i z a t i o n； h y d r a u l i c s y s t e m ； f a i l u r e O 引言 某炼钢厂脱硫工艺是利用氮气作为气体载体喷 吹 氧化钙 与萤石混合剂到溶池 ，利用机械搅拌法进行搅 拌 ， 使氧化钙 、 萤石溶于铁水中 ， 与铁水 中的硫结合生 成稳定的硫化钙 ， 达到脱硫的效果。其 中用于搅拌的搅 拌头靠液压马达驱动 ，液压系统驱动液压 马达带动搅 拌头高速旋转 ， 使粉剂与铁水充分接触 。 1 脱硫搅拌系统工艺简介 搅拌头升降装置用于提升和下降搅拌头 见图 1 ， 主要设备有搅拌头提升卷扬电机 ， 卷扬提升制动器 、 卷 扬高度显示旋转编码器 和各限位行程开关 。搅拌头旋 转机构主要用于脱硫的搅拌操作 ， 主要设备有油马达 、 测速编码器。铁水搅拌时， 升降装置下降搅拌头至铁水 罐中 ， 液压马达驱 动搅拌头旋转 ， 同时四个夹紧装置夹 收稿 日期 2 0 1 2 1 0 2 2 作者简介 方涛 1 9 8 3 一 ， 男 ， 湖北蕲春人 ， 助理工程 师 ， 本科 ， 从事连铸机 设 备维护工作。 紧升降台车 ， 防止搅拌时主轴晃动。 1 一 升 降装 置2 一 钢 绳3 一 升 降 台车4 一 液 压 马 达 5 一 夹紧装 置6 一 升降台车固定装置7 一 主轴8 一 搅拌头 图 1 脱硫搅拌 系统结构原理示意 图 2 脱硫搅拌液压系统工作原理 图 2为脱硫液压系统原理图 ，此系统采取了斜盘 式 轴 向柱塞 变 量 泵 和低 速 大扭 矩 定量 液压 马 达组 成 的 闭式系统。动力泵源主要由主泵 、 补油泵、 控制泵组成 ， 均为一用一备 ， 其 中 1为补油泵 ， 工作压力 为 1 MP a ， 2 为控制泵 ， 工作压力为 1 3 MP a ， 6为主泵 ， 搅拌 时工作压 参 考 文 献 【 1 】 许飞阳， 等． 浅谈 P L C应用中应注意的问题[ J ] ． 煤， 2 0 1 0 ， 1 9 s 1 ． 【 2 】 郭 连英． 钢包 滑动水 1 2 1 存在 的问题及解决 方法[ J ] ． 耐 火材料， 2 0 0 5 ， 6 ． 【 3 】 范永 胜 ， 王岷． 电气控制与 P L C应 用【 M】 ． 北京 中国电力 出版 社 ． 2 0 0 7 ． [ 4 ] 李桂和． 电气及其控制[ M】 ． 重庆 重庆大学出版社， 1 9 9 3 ． [ 5 ] 李 世 基 ． 微 机 与 可 编程 控 制器 【 M】 ． 北京 机 械 工业 出版社 ， 1 9 9 4 ． [ 6 ] 常斗南． 可编程序控制器【 M】 ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 9 8 ． [ 7 】 何衍庆． 可编程控制器原理及应用技巧【 M 】 ． 北京 化学工业 出 版社， 1 9 9 8 ． 49