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1、冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,彩涂生产线机组,自动控制系统介绍,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,目 录,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,一、彩涂线生产工艺简述,(1)基本概述 生产工艺：两涂两烘热风卧式固化工艺 我厂连续彩涂生产线采用两涂两烘热风卧式固化生产工艺。北京钢铁研究总院总负责，其中主要设备精涂机引进日本MS公司；初涂固化炉、精涂固化炉和废气焚烧处理系统引进日本Rozai公司，其它设备有国内配套制造。产品定位面向建筑业和轻工业。 设计生产能力10万吨/年。 主传动采用德国西门子逆变器45台进行控制，精涂机和固化炉采用三菱Q系列PLC进行控制。 供电是由六降压到高压配电室，由两台开关柜
2、直供1#-2#变压器（一备一用），进入彩涂配电室开关柜，提供辅助电压和主传动供电。 主传动由直流母线供电，采用由一台整流装置供电，主传动逆变器挂在直流母线上。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,逆变器供电示意图,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,机组运行技术参数,（2）机组速度 入 口 段：30110m/min；以1#张力辊入口辊为校准辊 工 艺 段：3080m/min；以3#张力辊入口辊为校准辊 出 口 段：30110m/min；以7#张力辊入口辊为校准辊 穿带速度：15m/min；以3#张力辊入口辊为校准辊 例如：,开卷机卷径计算： N1#张紧辊 D开卷机 = - d1#张紧辊 N开卷机 注：
3、D开卷机 - 开卷机卷径(mm) N1#张紧辊 - 1#张紧辊反馈转速(rpm) N开卷机 - 开卷机反馈转速(rpm) d1#张紧辊 - 1#张紧辊辊径(mm),开卷机力矩计算： T开卷机 = T静态 + T动态 = T设定 D开卷机 + N开卷机 K 注：T开卷机 - 开卷机力矩(KN.m) T静态 - 开卷机静态力矩(KN.m) T动态 - 开卷机动态力矩(KN.m) T设定 - 开卷机设定张力(KG) D开卷机 - 开卷机卷径(mm) N开卷机 - 开卷机反馈转速(rpm) K - 开卷机动态力矩系数,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,二、彩涂线设备分布图,1-1#上卷小车； 2-1#开
4、卷机； 3-1#开卷机后夹送辊； 4-2#上卷小车； 5-2#开卷机； 6-入口穿带平台； 7-2#开卷后夹送辊； 8、41-剪切机； 9-汇合夹送辊； 10-缝合机； 11-夹送辊； 12-去毛刺机； 13预清洗和热风吹干； 14-1#张力辊； 15、33-转向辊； 16-入口立式活套； 17、24、39-卧式双辊纠偏； 18、2#张力辊； 19-清洗及热风吹干段； 20-立式转向辊； 21-化涂机； 22-化涂烘干炉； 23-3#张力辊； 25-1#精涂机；26-2#精涂机； 27、34-转向纠偏辊； 28-初涂机； 29-初涂固化炉； 30-水雾冷却及烘干； 31-立式双辊纠偏； 32-
5、4#张力辊；35-精涂固化炉； 36-5#张力辊； 37-6#张力辊； 38-出口活套； 40-7#张力辊； 42-卷前夹送辊； 43-卷取机； 44-卸卷小车,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,三、自动化基本配置,基础自动化控制系统采用PLC控制器和现场分布式I/O，同时配有监控系 统，传动控制系统、自动化控制系统和监控系统之间采用网络连接。 彩涂线PLC共分三套 L-PLC；固化炉PLC（引进日本ROZAI公司）；精涂机 PLC （引进日本MS公司AB系统）。精涂机PLC通过Prifibus-DP DP网络与L-PLC通讯。 全线自动化控制由1台L-PLC控制器承担，实现全线工艺过程控制和全
6、线 液压站控制。 L- PLC实现开卷机、张紧辊、卷取机张力与速度控制和 活套位置控制，实现设备逻辑控制，实现全线联锁控制。现场操作台/ 箱、MCC控制柜、液压及气动阀和检测信号通过分布式I/O连接到PLC系统 中，各分布式I/O站同PLC控制器通过Prifibus-DP现场总线连接。通信为 主-从方式，PLC为主站，分布式I/O站为从站。PLC同分布式I/O站的最高 通信速率为1.5Mbps，网络介质为屏蔽双绞线。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,自动化控制系统网络图,PLC,精涂机,精涂传动设备,固化炉,ET200,入口液压站,入口操作台,工艺操作台,工艺液压站,出口操作台,出口液压站,固
7、化风机等,生产线传动,入口触摸屏,出口触摸屏,固化炉触摸屏,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,程序控制的实现,PLC控制状态的实现 检测入口段传动状态； 按下入口段停止按钮，入口段停止 COMDB.ENZSOK = 1 COMDB.ENZJOK = 0 COMDB.ENZROK = 0 按下入口段爬行按钮，入口段以10m/min运行 COMDB.ENZSOK = 0 COMDB.ENZJOK = 1 COMDB.ENZROK = 0 入口速度COMDB.ENLST = 10.0（m/min） 按下入口段运行按钮，入口段运行 COMDB.ENZSOK = 0 COMDB.ENZJOK = 0 CO
8、MDB.ENZROK = 1,如果入口活套高度减速位置 入口速度COMDB.ENLST =工艺速度 COMDB.TELST + 30.0 如果入口活套高度减速位置&入口活套高度停止位置 入口速度COMDB.ENLST =工艺速度 COMDB.TELST + Vk（Vk随入口活套高度变化） 如果入口活套高度停止位置 入口速度COMDB.ENLST = 工艺速度COMDB.TELST 检测出口段传动状态； 按下出口段停止按钮，出口段停止 COMDB.ENZSOK = 1 COMDB.ENZJOK = 0 COMDB.ENZROK = 0,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,程序控制的实现,按下出口段爬
9、行按钮，出口段以10m/min运行 COMDB.DEZSOK = 0 COMDB.DEZJOK = 1 COMDB.DEZROK = 0 出口速度COMDB.DELST= 10.0（m/min） 按下出口段运行按钮，出口段运行 COMDB.DEZSOK = 0 COMDB.DEZJOK = 0 COMDB.DEZROK = 1 如果出口活套高度减速位置 出口速度COMDB.DELST = 工艺速度COMDB.TELST + 30.0 如果出口活套高度减速位置&出口活套高度停止位置 出口速度COMDB.DELST = 工艺速度COMDB.TELST + Vk（Vk随出口活套高度变化） 如果出口活
10、套高度停止位置 出口速度COMDB.DELST = 工艺速度COMDB.TELST,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,固化炉PLC控制系统,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,固化炉PLC控制设备,固化炉PLC控制系统是采用日本三菱公司控制系统。 仅用于固化炉、焚烧炉的点火控制，炉温控制，炉压控制，风机运行控制，板温监控，水淬喷雾控制等功能，实现涂敷后钢带的快速加热及冷却，保证钢带在15秒内达到所涂油漆允许的最大烘烤固化温度，然后快速冷却到常温。 系统由一套三菱的Q12PH系列PLC、27个调节风量阀门的位置控制器、8台调节变频风机转速的三菱变频器、19套烧嘴点火控制系统、两套水淬和风干系统组成。
11、其中，PLC系统：包括一个A985GOT触控操作屏，一套DELL电脑组成的HMI主控室操作界面，一套带两个扩展单元的三菱Q系列PLC（8个32点数字量输入模块，7个32点数字量输出模块，4个8点温度热电偶输入模块，3个8路模拟输入模块，5个8路模拟输出模块）。 网络控制：HMI电脑通过10BASE-5主干网连接PLC，GOT触控屏由232标准通讯电缆连接，PLC和变频器通过模拟信号数字量控制信号进行控制，PLC和风量控制器通过模拟量信号控制。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,固化炉PLC与生产线的互锁,生产线PLC,炉区PLC,炉区燃烧运行 炉区准备完毕 炉区LEL正常 炉区燃烧停止,炉区燃烧
12、升温在监控HMI画面颜色会改变为橘黄色，炉区准备信号中包括冷却水压力信号，因为在通过固化炉的钢带上有加热固化的漆膜，如果经过水雾冷却，会使漆膜表面更加牢固和降低表层温度，这样既保护产品的质量又为钢带通过张力胶辊提供方便，所以监控冷却水压力是必须的步骤，只有达到水压才能启动生产线运行。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,炉区HMI监控画面,初涂固化炉分为3个独立的温控区，每个区段设有辐射管和循环风机。辐射管装有煤气烧咀，每个烧咀能力为23104Kcal/hr。循环风机由变频马达驱动，根据生产速度和涂料固化性能确定初涂固化炉各区段的温度。各区段的温度通过辐射管燃料和助燃风的供给来调节。各段循环量和压
13、力通过变频马达驱动的循环风机来调节。每个区的顶部设置一个废气排出孔，根据有机蒸汽的挥发量在各区的分布确定每个废气排出孔的废气排出量。精涂固化炉长40m，分为4个温控区段。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,化涂机概述,化涂机是将钝化液均匀的涂到钢带的表面的设备 作用：为了提高有机涂层钢板基材与涂料之间的结合力，保证产品的机 械性能和耐腐蚀性能，在预处理后的钢带表面须涂上一层化学涂料以便 于后续涂漆时漆膜能与钢带很好的结合。 化学涂料在钢基表面与金属原子参加反应形成一种惰性金属绝缘膜，膜 呈连续的结构，与钢基表面形成一个整体，液态有机涂料渗入转化膜的 细微缝隙中，籍物理缠绕作用，可提高粘合强度；同
14、时又对膜表面具有 水合氧化物的金属基材，通过与涂料的化学作用提高结合力。所以这可 增强与漆膜的附着性、抗冲击性、可防止漆膜划伤区的膜下锈蚀作用。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,化涂机示意图,正面挂料辊,化学液体输液管,支撑辊,正面涂辊,化学液体输液管,废液收集盘,背面挂料辊,废液收集盘,转向辊,背面涂辊,起升辊,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,化涂机粘料调节示意图,不同的漆膜厚度不同的钢带厚度，其涂辊的转向和转速都有不同的数值，粘料的多少需要调节粘料辊的转向和转速。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,精涂机示意图,1#,2#,背涂,漆盘,挂料辊,计量辊,正面涂辊,漆盘,挂料辊,计量辊,正面涂辊
15、,提升辊,稳定辊,转向辊,稳定辊,背面涂辊,背面挂料,漆盘,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,废气处理系统主要工艺流程,固化炉废气首先进入废气预热器进行预热，预热后废气温度约400，然后进入高温焚烧室焚烧裂解。焚烧温度为750，废气在高温焚烧室停留时间大于1秒。为进一步利用焚烧炉烟气余热，废气预热器后设有空气预热器。来自辊涂室的排出气体经空气预热器后温度为300400，预热后空气返回固化炉与固化炉各区段循环气流混合后通过风箱喷向钢板。焚烧炉烟气经两级热交换后通过烟囱排入大气。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,生产线故障例案,彩涂计划换辊后生产线化涂机背涂辊变频器报F015（电机堵转或失步） 造成
16、F015故障的原因有： 1：由于过高的静负载 2：由于升速降速过快，或由于负载变化过快或过大。 3：由于脉冲编码器脉冲数P151或者模拟测速机标度P138的参数化错误。 4：由于转速信号干扰（测速机屏蔽层未连接）。 事故分析 根据现场操作工讲述，化涂机背涂辊是刚换好的新辊子，不存在大阻力。 所以在延长加速时间，还是出现报警。顺延第三种可能，在优化参数后还不能使变频器正常的工作。只能检查屏蔽层，重新拧接码盘的接线，故障依旧。 拆开电机与辊子的万向联轴器，手动转动涂辊，不能很轻松的转动。联系机械工程师检查，是涂辊的瓦轴装反了，致使辊子距离瓦座很近，摩擦力增大，更换后故障消失。,冷轧板厂,济南钢铁集团有限公司,Thank you!,
