摘 要：高壓水系統(tǒng)是爐卷生產(chǎn)線上的重要設備，通過對其工藝的了解和電氣控制系統(tǒng)的分析，對高壓水系統(tǒng)電氣控制進行完善和改造，解決了高壓水系統(tǒng)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，保證了爐卷軋線生產(chǎn)的穩(wěn)定運行。
安鋼爐卷軋線使用高壓水對熱軋板坯進行除鱗，除去板坯在加熱爐中產(chǎn)生的氧化鐵皮。高壓水系統(tǒng)的穩(wěn)定嚴重影響了除鱗效果，直接影響后續(xù)的軋制過程。然而高壓水系統(tǒng)的電氣控制在使用過程中，由于原有系統(tǒng)設計的缺陷，暴露了很大的問題，嚴重影響了高壓水系統(tǒng)的正常使用。針對生產(chǎn)中的問題，重新制定方案，從軟件和硬件上完善控制系統(tǒng)，zui終實現(xiàn)了高壓水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
1 概述
安鋼爐卷線高壓水系統(tǒng)包括有 3 套泵組、2 個蓄勢器、3 個液壓站，泵組由電機、耦合器和水泵組成，采用 1 用 1 備 1 檢修，供粗除鱗和軋機精除鱗共同使用，除鱗壓力在 17-19MPa 左右。高壓水系統(tǒng)升降速由耦合器控制，耦合器上有升降速閥、調(diào)速勺管和檔位檢測開關(guān)；蓄勢器采用 1 用 1 備，其壓力由 4-20MA 壓力變送器檢測，蓄勢器上各有一個磁翻板液位計和 6 個液位開關(guān)。液壓站包括潤滑站、1#液壓站、2# 液壓站，其分別供電機耦合器、粗除鱗、精除鱗使用。
2 控制系統(tǒng)
高壓水控制系統(tǒng)采用 S7-300 PLC 控制，共有 9 個站，PLC1# 站與PLC2# 站采用 MPI 通信連接，其余站與站之間均通過 DP 通信連接，如圖 1 所示；畫面監(jiān)控采用 WINCC 軟件。
2.1 高壓水系統(tǒng)升速控制
手動升速控制：耦合器手動升速信號、耦合器三檔限位未到、耦合器降速閥未工作、被選蓄勢器zui高液位開關(guān)未到，升速閥得電，開始升速。
自動升速控制：被選蓄勢器壓力值小于等于 17MPA、被選蓄勢器zui高液位開關(guān)未到、耦合器三檔限位未到、耦合器降速閥未工作，升速閥得電，開始升速。
2.2 高壓水系統(tǒng)降速控制
手動降速控制：耦合器手動降速信號、耦合器零檔限位未到、耦合器升速閥未工作，降速閥得電，開始降速。
自動降速控制：
（1）被選蓄勢器壓力值大于等于 19MPA、耦合器零檔限位未到、耦合器升速閥未工作，降速閥得電，開始降速。（2）蓄勢器液位保護降速：被選蓄勢器zui高液位開關(guān)到、零檔限位未到、耦合器升速閥未工作時，降速閥得電，開始降速。
3 運行中出現(xiàn)的問題
3.1 2# 泵組 PLC 5# 站損壞導致整個高壓水系統(tǒng)癱瘓
由于蓄勢器壓力變送器信號送到 2# 泵組對應的 PLC5# 站上；一旦 PLC5# 站出故障，2# 泵組停機，同時蓄勢器壓力變送器信號異常，導致無法正常升降速，1#、3# 泵組也無法正常使用。而 1# 泵組對應的 PLC 4# 站故障，或者 3# 泵組對應的 PLC 6# 站故障，則不會影響蓄勢器壓力，也不會影響其它備機的使用。
3.2 蓄勢器液位控制異常
爐卷高壓水蓄勢器液位檢測使用磁翻板液位計和液位開關(guān)，但經(jīng)過多年使用后，發(fā)現(xiàn)磁翻板和液位開關(guān)的穩(wěn)定性極差，磁翻板中浮球容易卡阻，液位開關(guān)也很容易出現(xiàn)無信號或誤信號。當液位開關(guān)出現(xiàn)無信號時，蓄勢器容易出現(xiàn)空罐或者滿罐的現(xiàn)象；當zui高水位出現(xiàn)誤信號時，容易造成升降速異常。嚴重影響高壓水的安全穩(wěn)定運行；同時磁翻板液位計又在現(xiàn)場，就地查看不便，無法做到實時監(jiān)控。
4 采取的措施和效果
4.1 優(yōu)化 PLC 系統(tǒng)，解決三臺泵互為備用
在 1#、2#、3# 泵所共用的 PLC1# 站中選取備用站點，通過使用分配器將蓄勢器罐壓力變送器信號增加到備用站點中；然后編輯程序，在相應的 1#、2#、3# 泵控制程序中，并聯(lián)增加蓄勢器壓力控制程序，參與到升降速控制中；同時在高壓水 WINCC 畫面上增加備用蓄勢器壓力點的切換按鈕和壓力數(shù)值顯示。
再有發(fā)生 2# 泵站所對應的 PLC5# 站故障時，只需在 HMI 上點擊切換按鈕，更改蓄勢器壓力取向，就不會影響蓄勢器壓力值，即可實現(xiàn) 1#、3# 備用泵的投用不受影響，zui終實現(xiàn)所有 3 臺泵可以互為備用泵。
4.2 改進蓄勢器液位控制
經(jīng)研究在蓄勢器上增加液位計，選擇遠傳液位計，型號為 JC-56L-3316mm，安裝到磁翻板液位計外；在 PLC 站中選取備用站點，將4-20MA 信號引至 PLC 模板上，編輯 PLC 程序，將信號轉(zhuǎn)換為液位數(shù)值 0-3316mm，將液位數(shù)值大于 2250mm 的信號與蓄勢器zui高液位開關(guān)到信號并聯(lián)，增加到耦合器的保護降速程序中。另外編輯 WINCC畫面，在高壓水蓄勢器畫面上增加液位數(shù)值顯示。
優(yōu)化了蓄勢器液位控制，保證了高壓水升降速的穩(wěn)定運行；提高了液位判斷的準確性，減少了液位開關(guān)信號丟失后的高風險性，保證了蓄勢器的安全使用。
5 結(jié)論
高壓水系統(tǒng)的電氣控制改造，解決了爐卷高壓水出現(xiàn)的一系列控制問題，提高了高壓水系統(tǒng)的可靠性和安全性，保證了除鱗效果；同時也方便了故障判斷和解決，減少了軋線停車時間，保證了爐卷軋線的穩(wěn)定運行。
