论文部分内容阅读
[摘 要]我国工业经济的发展在国民经济增长中具有重要作用，现代化的工业生产需要在原有模式上不断突破和改革创新，对生产环节出现的不同问题予以技术分析，提高工业生产效率和产品质量，促进工业经济增长。钢厂行车属于物料搬运机械，在生产运行中可以应用自动化控制技术和设备进行生产原理和工业制造结构改进，本篇文章在此基础上，主要对钢厂行车自动控制系统改造方法和要求进行研究与分析。
[关键词]钢厂 行车 自动控制 系统 改造 方法 分析
中图分类号：R169 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0359-01
钢厂行车在物料搬运中具有重要作用，行车制造中相关技术部门需要组建技术人员进行制造管理、设备维修、机械使用、工艺制造和产品设计等方面的研究，在工作实践中不断总结方法和經验，实现钢厂行车技术进步和发展。但是在实际中发现，由于钢厂行车出现结构开裂问题较普遍，影响正常的钢厂生产秩序，对此需要对钢厂行车超负荷工作问题进行探讨，改造行车设计，应用自动化控制系统对钢厂行车作业任务进行合理调控，提高振动机械的抗疲劳能力，针对钢厂行车自动控制系统的改造问题，需要从原因分析和技术分析等角度展开解决方法探讨。
一、钢厂行车自动控制系统改造现状以及存在的问题
（一）钢厂行车设备改造前基本现状
炼钢用的行车设备副钩重达3吨，主钩在起重状态下重达15吨，设备在使用过程中出现的故障率相对较好，已经严重影响正常的钢厂生产，基于此，需要对行车设备基本的机械参数以及设备构造等内容进行集中分析，应用电气改造等手段对行车设备和配套机械进行配置调整。[1]钢厂行车设备的主钩起重量为15吨，电机型号为63KW，YZR315M-10；副钩起重量为3吨，电机型号为30KW，YZR250M-10。两台大车的电机型号为7.5KW，YZR180M-8，小车电机型号为3.7KW，YZR160M2-6。根据以上这些，综合钢厂行车总体机械设备概括，从生产线角度分析电车运行中容易出现的故障问题及其成因，做好基本构造改进。
（二）主要问题
钢厂行车应用的起重机为传统桥式，这种机械设备在运行使用过程中的控制系统内容为交流式电机绕线，电机转子与电阻串联，这种组合形式有利于控制系统的调速和启动，通过接触器和继电器的控制实现设备总控。但是这种控制系统在应用过程中由于行车设备起重的工作环境较差，机械任务重、负荷大，容易发生电动机断裂故障和串电阻烧损故障等，影响机械使用安全。另外由于接触器和继电器在控制过程中系统可靠度低，操作手法相对复杂，因而系统故障率也相对较高；转子串电阻在运行调速中由于机械特性不明显，转速随机械负载变化而变化，调速可控性差，转子串电阻在长期的发热状态下容易产生大量的电能消耗，工作效率低且电能浪费问题严重。[2]
二、钢厂行车自动控制系统改造方法和内容
（一）电机改造
钢厂行车自动控制系统在实施改造过程中需要应用可靠、稳定和先进的调速变频控制系统，成熟度高的控制系统能够保证行车设备的运行速率和运行安全性，同时对行车设备的电机使用寿命延长也具有重要作用。改造电机能够减小电网的波动，在系统启动时能够有效控制设备启动的平稳度，应用PLC控制系统需要调整工艺控制方式，做到布线精简和使用方便。钢厂行车自动控制系统电机改造中需要根据设备现场使用情况，主控制器为西门子PLC控制系统，应用ABB变频器为大车、小车调试控制单元，主要起到节能作用。[3]针对行车设备运行中容易出现的故障问题可以在操作室进行西门子文本显示配置，对行车设备运行状态以及出现的故障问题信息显示在主控室，给后续的设备检修工作提供便利。
（二）应急和变频设计
钢厂行车自动控制系统改造中使用PLC控制器的目的是对大车、小车的变频控制予以提升，控制器一般设置在行车控制柜中，而控制柜应该设置在应急旁路上，对大车和小车的电阻起到提升和控制作用。一般情况下，行车控制室操纵台受到电磁铁的影响，行车操作人员需要根据监视屏中显示的行车运行故障信息及时调整行车设备启动制动。钢厂行车自动控制系统电机部分应用应急旁路控制和变频控制，在机械设备运行状态正常情况下需要对电机的升降功能进行提升，而旁路接触器在应急情况下也需要对电机升降能力予以适时调控。[4]应急旁路和变频控制大车行走，旁路接触器控制应急电机行走，变频器控制正常状态下电机行走，两者的功能设计需要有所区别。
（三）人机交互性改进
钢厂行车自动控制系统改造一项重要的要求是提高行车系统的人机交互性，例如在行车设备驾驶室内可以设置文本显示器，主要方便大车、小车操作人员能够实时观测行车系统的运行状态以及故障问题，便于异常情况的及时处理。文本显示器中的内容应该实时更新，使行车操作人员能够根据文本信息更好的判断系统故障原因。除此以外，钢厂行车设备运行环境条件恶劣，电气设备要有效提高工作运行效率和使用寿命，需要应用全密封形式完成控制柜体的设计，电缆线的进出方式应该设计为下进线方式，进出方向的电缆锁头也需要进行密封处理，至少控制柜体防护等级至IP43级及以。[5]维护钢厂行车设备使用和维护的安全等级还需要实行电源分合闸的控制操作，使操作人员在断电、送电操作中不需要打开柜门即可完成命令操作。
结语
钢厂行车在超高负荷的工作压力下容易出现的设备故障问题，继而影响正常的生产秩序，应用自动化控制系统对行车机构进行合理、适度的改造，能够避免机械疲劳带来的多种损伤性故障问题。改进钢厂行车机械设计，需要对交流电气的传动方式进行改善，降低机械启动和制动过程中受到的外力冲击；另外对于行车电动系统的电阻串接、交流绕线回路等均要进行调速控制，防止机械在频繁冲击作用下出现剧烈振动。钢厂行车自动化控制系统改造能够有效改善钢厂机械运行使用状况，提高工业生产效率、有效促进经济增长。
参考文献
[1] 杨智东.PLC及自动控制系统在炼钢厂行车上的应用[J].冶金动力，2013，02：53-56.
[2] 何明阳.细论钢厂行车自动控制系统的改造[J].科协论坛（下半月），2013，06：39-40.
[3] 汤中敏，谭凌云.工业行车无线遥控电气改造——以5T双梁桥式行车为例[J].工业技术创新，2017，02：142-145.
[4] 王海亭，高婧，張弘，颜俊.某热轧带钢厂轧制油系统功能完善与优化[J].化学工程与装备，2015，08：165-169.
[5] 桑宁，李鹏翔，王新娣.加热炉风机电气控制系统改造[J].冶金动力，2010，04：16-17.
[关键词]钢厂 行车 自动控制 系统 改造 方法 分析
中图分类号：R169 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）29-0359-01
钢厂行车在物料搬运中具有重要作用，行车制造中相关技术部门需要组建技术人员进行制造管理、设备维修、机械使用、工艺制造和产品设计等方面的研究，在工作实践中不断总结方法和經验，实现钢厂行车技术进步和发展。但是在实际中发现，由于钢厂行车出现结构开裂问题较普遍，影响正常的钢厂生产秩序，对此需要对钢厂行车超负荷工作问题进行探讨，改造行车设计，应用自动化控制系统对钢厂行车作业任务进行合理调控，提高振动机械的抗疲劳能力，针对钢厂行车自动控制系统的改造问题，需要从原因分析和技术分析等角度展开解决方法探讨。
一、钢厂行车自动控制系统改造现状以及存在的问题
（一）钢厂行车设备改造前基本现状
炼钢用的行车设备副钩重达3吨，主钩在起重状态下重达15吨，设备在使用过程中出现的故障率相对较好，已经严重影响正常的钢厂生产，基于此，需要对行车设备基本的机械参数以及设备构造等内容进行集中分析，应用电气改造等手段对行车设备和配套机械进行配置调整。[1]钢厂行车设备的主钩起重量为15吨，电机型号为63KW，YZR315M-10；副钩起重量为3吨，电机型号为30KW，YZR250M-10。两台大车的电机型号为7.5KW，YZR180M-8，小车电机型号为3.7KW，YZR160M2-6。根据以上这些，综合钢厂行车总体机械设备概括，从生产线角度分析电车运行中容易出现的故障问题及其成因，做好基本构造改进。
（二）主要问题
钢厂行车应用的起重机为传统桥式，这种机械设备在运行使用过程中的控制系统内容为交流式电机绕线，电机转子与电阻串联，这种组合形式有利于控制系统的调速和启动，通过接触器和继电器的控制实现设备总控。但是这种控制系统在应用过程中由于行车设备起重的工作环境较差，机械任务重、负荷大，容易发生电动机断裂故障和串电阻烧损故障等，影响机械使用安全。另外由于接触器和继电器在控制过程中系统可靠度低，操作手法相对复杂，因而系统故障率也相对较高；转子串电阻在运行调速中由于机械特性不明显，转速随机械负载变化而变化，调速可控性差，转子串电阻在长期的发热状态下容易产生大量的电能消耗，工作效率低且电能浪费问题严重。[2]
二、钢厂行车自动控制系统改造方法和内容
（一）电机改造
钢厂行车自动控制系统在实施改造过程中需要应用可靠、稳定和先进的调速变频控制系统，成熟度高的控制系统能够保证行车设备的运行速率和运行安全性，同时对行车设备的电机使用寿命延长也具有重要作用。改造电机能够减小电网的波动，在系统启动时能够有效控制设备启动的平稳度，应用PLC控制系统需要调整工艺控制方式，做到布线精简和使用方便。钢厂行车自动控制系统电机改造中需要根据设备现场使用情况，主控制器为西门子PLC控制系统，应用ABB变频器为大车、小车调试控制单元，主要起到节能作用。[3]针对行车设备运行中容易出现的故障问题可以在操作室进行西门子文本显示配置，对行车设备运行状态以及出现的故障问题信息显示在主控室，给后续的设备检修工作提供便利。
（二）应急和变频设计
钢厂行车自动控制系统改造中使用PLC控制器的目的是对大车、小车的变频控制予以提升，控制器一般设置在行车控制柜中，而控制柜应该设置在应急旁路上，对大车和小车的电阻起到提升和控制作用。一般情况下，行车控制室操纵台受到电磁铁的影响，行车操作人员需要根据监视屏中显示的行车运行故障信息及时调整行车设备启动制动。钢厂行车自动控制系统电机部分应用应急旁路控制和变频控制，在机械设备运行状态正常情况下需要对电机的升降功能进行提升，而旁路接触器在应急情况下也需要对电机升降能力予以适时调控。[4]应急旁路和变频控制大车行走，旁路接触器控制应急电机行走，变频器控制正常状态下电机行走，两者的功能设计需要有所区别。
（三）人机交互性改进
钢厂行车自动控制系统改造一项重要的要求是提高行车系统的人机交互性，例如在行车设备驾驶室内可以设置文本显示器，主要方便大车、小车操作人员能够实时观测行车系统的运行状态以及故障问题，便于异常情况的及时处理。文本显示器中的内容应该实时更新，使行车操作人员能够根据文本信息更好的判断系统故障原因。除此以外，钢厂行车设备运行环境条件恶劣，电气设备要有效提高工作运行效率和使用寿命，需要应用全密封形式完成控制柜体的设计，电缆线的进出方式应该设计为下进线方式，进出方向的电缆锁头也需要进行密封处理，至少控制柜体防护等级至IP43级及以。[5]维护钢厂行车设备使用和维护的安全等级还需要实行电源分合闸的控制操作，使操作人员在断电、送电操作中不需要打开柜门即可完成命令操作。
结语
钢厂行车在超高负荷的工作压力下容易出现的设备故障问题，继而影响正常的生产秩序，应用自动化控制系统对行车机构进行合理、适度的改造，能够避免机械疲劳带来的多种损伤性故障问题。改进钢厂行车机械设计，需要对交流电气的传动方式进行改善，降低机械启动和制动过程中受到的外力冲击；另外对于行车电动系统的电阻串接、交流绕线回路等均要进行调速控制，防止机械在频繁冲击作用下出现剧烈振动。钢厂行车自动化控制系统改造能够有效改善钢厂机械运行使用状况，提高工业生产效率、有效促进经济增长。
参考文献
[1] 杨智东.PLC及自动控制系统在炼钢厂行车上的应用[J].冶金动力，2013，02：53-56.
[2] 何明阳.细论钢厂行车自动控制系统的改造[J].科协论坛（下半月），2013，06：39-40.
[3] 汤中敏，谭凌云.工业行车无线遥控电气改造——以5T双梁桥式行车为例[J].工业技术创新，2017，02：142-145.
[4] 王海亭，高婧，張弘，颜俊.某热轧带钢厂轧制油系统功能完善与优化[J].化学工程与装备，2015，08：165-169.
[5] 桑宁，李鹏翔，王新娣.加热炉风机电气控制系统改造[J].冶金动力，2010，04：16-17.