铝板冷精轧机组技术规格书附件CNEW.docx
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铝板冷精轧机组技术规格书附件CNEW
1700mm铝板冷精轧机组
技术附件2C
技术规格书(电气部分)
二重集团(德阳)重型装备有限责任公司
二〇一一年五月
1700mm铝板冷精轧机组
电气控制系统
技术规格书
1.概述
根据用户对1700mm铝板冷精轧机组的技术要求和机械、液压专业的技术附件,编制本电气技术规格书。
本规格书在技术方案制定及系统配置中,既考虑到整个系统的先进性,又充分考虑到系统配置的实用性及可升级性,尽量节省建设投资,使整个系统有优良的性能价格比。
机组采用基础自动化系统(L1)及监控计算机系统(L1.5)两级计算机控制。
灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。
本规格书对机组轧线设备提出了电气传动及自动化系统的初步方案。
本技术规格书是该机组设备电气传动及自动化系统报价的依据。
1.1.报价范围
电气系统涉及到的设备范围:
运卷小车、开卷机、开卷器、入口侧套筒及残卷装卸、夹送辊、夹送辊的清刷辊、切头剪、3辊稳定辊、入口底座移动装置、四辊轧机、轧机入口和出口导板、工作辊换辊装置、支承辊换辊装置、支承辊清辊器、出口偏转夹送辊、清刷辊、张力卷取机、双压辊、皮带助卷器、卸卷车、出口侧套筒装卸、轧机排雾系统;铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。
AGC、弯辊控制系统;
辅助液压站、伺服液压站、工艺润滑站、稀油润滑站。
1.2.装机水平
1)机组采用监控计算机系统(L1.5)和基础自动化系统(L1)两级计算机控制。
整个控制系统采用了计算机监控技术、PLC工艺控制技术、全数字调速技术及远程通讯联网技术,通过两级网络将轧机供电、交流和直流电机控制系统、PLC系统、远程I/O系统、监控系统联成一体,从而构成了现代化轧机的整体电气控制系统。
攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。
2)主操作台和计算机房均设有人机界面(HMI),完成轧机状态画面显示(开卷、卷取张力值、轧机电流值、速度值等主要工艺参数,主电机的轴承温度、定子温度显示等)及人工调整、轧制工艺参数设定、故障报警和打印报表。
趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。
3)机组传动采用全数字调速装置供电
4)卷取机采用张力控制技术。
本系统采用ABB公司的张力计,进行直接张力闭环控制。
5)机组采用全液压压上技术,具有液压AGC自动控制功能。
系统具有恒辊缝位置闭环控制技术、压力AGC闭环控制、流量AGC闭环控制、厚度预、监控(AGC)控制及轧辊调偏、同步控制功能等。
夹覡闾辁駁档驀迁锬減。
6)机组具有液压弯辊控制技术。
中间辊具有窜辊予设定、位置自动控制及锁定功能;并具有正弯辊控制手段,弯辊可单侧控制。
视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。
7)轧机电气控制系统具有过载保护,断带保护和紧急停车等安全保护措施;机组具有带尾自动减速、准确停车功能;卷取机具有圈数记忆、带长计算、工作辊接轴准确定位功能。
偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。
8)机组生产工艺联锁及故障报警采用PLC可编程控制,实现生产过程自动化及故障报警自动化。
9)机组具有工艺过程参数的预设定、工艺过程参数和设备关键参数的检测、显示和报警。
10)上卷自动对中、自动测径。
11)在线设置测厚仪、张力计、测速仪、位移传感器、压力传感器、编码器等测量仪表,实现在线测量。
12)板型仪(可选)
2.电气传动
电气传动系统全部采用交、直流混合传动方式。
即开卷机、卷取机、轧机主传动采用直流传动;其它采用交流传动。
緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。
2.1.电源系统
整流变压器的进线电源:
三相三线制,电压:
AC10KV。
整流变压器参数:
轧机主传动整流变压器:
2700KVA/1350KVA、1350KVA,D/Y-11、D-12,10KV/690V,短路阻抗6%,数量1台。
騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。
开卷机、卷取机主传动整流变压器:
2000KVA,D/D12,10KV/690V,短路阻抗6%,数量1台。
疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。
供电单线图
开卷机
镞锊过润启婭澗骆讕瀘。
2.2.电动机
2.2.1.传动电动机
传动电动机。
开卷机、轧机、卷取机主传动电机采用直流电动机。
开卷主传动电动机主要参数:
功率350KW、电压DC660V、转速350/1400r/min;数量2台。
榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。
轧机主传动电动机主要参数:
功率900KW、电压DC660V、转速600/1200r/min;数量2台
卷取机主传动电动机主要参数:
功率350KW、电压DC660V、转速350/1400r/min;数量3台。
邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。
主传动电机冷却方式为空水冷却;电机防护等级IP44;绝缘等级F;工作方式S1;环境温度≤40℃;过载能力:
电机在基速时过载1.15倍可长期运行,电机在基速时过载1.75倍,历时1分钟,最高转速时过载1.5倍,历时1分钟。
嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。
运卷小车平移、夹送辊、出口偏转夹送辊、卸卷车平移传动电机采用YP变频交流电机;
具体参数见下表:
序号
机械设备名称
传动电机
数量
型号
功率
转速
电压
过载
备注
KW
rpm
V
能力
1
1700mm冷轧机组
1.01
运卷小车
升降
液压传动
平移
1
YP2-160M1-4
7.5
AC380
2
安装编码器
1.02
开卷机
主电机
2
350
350/1400
DC660
1.75/1.5
安装编码器+速度开关
1.03
开卷器
液压传动
1.04
入口侧套筒及残卷装卸
液压传动
1.05
夹送辊
1
YP-180L-4
22
1460
AC380
2
带减速机、制动器、风机
1.06
夹送辊的清刷辊
液压传动
1.07
液压剪
液压传动
1.08
3辊稳定辊
液压传动
1.09
入口底座移动装置
液压传动
1.11
六辊可逆轧机
主电机
2
900
600/1200
DC660
1.75/1.5
安装编码器+速度开关
1.12
入、出口导板
液压传动
1.13
换辊装置
液压传动
1.13
支承辊清辊器
液压传动
1.15
出口偏转辊
电机
1
YP-180L-4
22
1460
AC380
2
带减速机、制动器、风机
1.16
清刷辊
液压传动
1.17
张力卷取机
主电机
3
350
350/1400
DC660
1.75/1.5
1台安装编码器+速度开关
1.18
双压辊
液压传动
1.19
皮带助卷器
液压传动
1.20
卸卷车
升降
液压传动
平移
1
YP2-160M1-4
7.5
AC380
2
安装编码器
1.21
出口侧套筒装卸
液压传动
1.22
排雾风机
1
2.2.2.液压站、润滑站泵用电机
液压站、稀油润滑站泵用恒速电机采用Y系列鼠笼式电机;
工艺润滑站供油泵电机采用供油泵变频防爆电机;工艺润滑站其它恒速电机采用Y系列鼠笼式电机;
排雾风机电机采用Y系列鼠笼式电机;
序号
机械设备名称
液压设备传动电机
数量
型号
功率
转速
电压
备注
KW
rpm
V
2
1700mm冷轧机组
2.01
低压液压站
工作泵电机
4
75
AC380
3用1备
循环泵电机
1
5.5
AC380
加热器
6
2
2.02
高压液压站
工作泵电机
3
90
AC380
2用1备
循环泵电机
1
5.5
AC380
加热器
3
2
2.03
稀油润滑站
工作泵电机
2
15
AC380
1用1备
加热器
6
5
2.04
工艺润滑站
供油泵变频防爆电机
3
75
AC380
2用1备
过滤泵防爆电机
3
45
AC380
2用1备
循环加热泵防爆电机
1
4
AC380
循环加热器
1
100
搅拌电机
1
1.5
AC380
板式过滤器压紧电机
2
7.5
板式过滤器走纸电机
2
2.2
2.3.传动系统
2.3.1.主传动直流调速系统
开卷机、轧机、卷取机主传动采用直流电机传动。
系统进线采用整流变压器进线,开卷机、卷取机、轧机主传动对每台电机供电采用6相整流。
该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。
主传动的控制器采用西门子SIMOREG6RA70全数字直流调速器。
除控制系统核心部分采用西门子原装控制板外,其余元件如整流变压器、功率单元(即功率柜)等均由中国国内生产。
整个系统即具备西门子6RA70的高性能指标。
劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。
全数字控制系统性能好,可靠性高,可以满足高动态品质与高调速精度的要求。
对传动系统的控制采用了灵活多样的软件模块,可以满足各种不同控制的要求,并具备调速系统最佳控制性能的自动优化功能。
全数字装置还提供了对传动系统完备的监控保护与故障自诊断功能。
同时还拥有方便快捷的通讯连网形式,可以同自动化系统连网通讯,进行参数的设定和各种信息的交换。
臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。
直流传动调速系统配有PROFIBUSDP通讯接口板,与基础自动化(L1)PLC通过网络进行通讯。
主传动励磁采用小触大方式给电机的励磁供电。
轧机主传动采用速度控制系统,自动弱磁控制,速度反馈采用脉冲编码器。
轧机主传动二电机间采用负荷平衡;其通讯协议采用采用USS通讯接口。
开卷机、卷取机为速度/张力控制系统,最大力矩工作方式,自动弱磁控制。
每套装置均装有带“卷绕”的软件工艺模块T400,用以实现卷径跟踪和记忆,同时具备摩擦力矩补偿,和惯性补偿功能,以保证带材的恒张力轧制。
角速度反馈和线速度反馈均采用编码器,张力反馈采用张力计;鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。
开卷机、卷取机为直接张力控制;
开卷机主传动前、后主电机控制系统采用主从控制实现负荷平衡,其通讯协议采用USS接口。
卷取机主传动三电机的控制系统采用主从控制实现负荷平衡,其通讯协议采用USS接口。
正常停车情况下,采用逆变制动。
2.3.1.1.轧机主传动电气设备组成
轧机主传动直流调速系统主要由整流变压器、功率柜、进线保护柜、调节柜组成。
系统过载1.75倍。
轧机主传动调速系统单线图
主要技术参数
功率柜宽*深*高=800*1200*2200,2台;
进线保护柜:
宽*深*高=800*1200*2200,2台;
调节柜:
宽*深*高=800*1200*2200,2台;控制单元为6RA7013-6DV62-0.
2.3.1.2.开卷机主传动电气设备组成
开卷机主传动直流调速系统主要由进线柜、功率调节柜组成。
系统过载1.75倍。
开卷机主传动调速系统单线图
主要技术参数
进线柜宽*深*高=800*1200*2200,2台;
功率调节柜:
宽*深*高=800*1200*2200,2台;控制单元为6RA7013-6DV62-0.
2.3.1.3.卷取机主传动电气设备组成
卷取机主传动直流调速系统主要由进线柜、功率调节柜组成。
系统过载1.75倍。
卷取机调速系统单线图
卷取机主传动主要技术参数:
卷机机进线率柜宽*深*高=800*1200*2200,3台;
卷机机功率调节柜:
宽*深*高=800*1200*2200,3台;控制单元为6RA7013-6DV62-0.穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。
2.3.2.辅传动交流调速系统
交流调速设备:
运卷小车平移、夹送辊、出口偏转夹送辊、卸卷车平移。
辅传动采用交流传动电机,交流调速采用西门子公司S120系列交流调速装置供电。
变频调速系统主要由进线电抗器、变频器组成。
隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。
S120逆变单元将整流后的直流电压转换为频率电压可变静止电源,逆变单元由控制单元控制。
控制单元采用CU310DP。
浹繢腻叢着駕骠構砀湊。
每套调速装置配有DP通讯板,以实现与PLC间的通讯(通过PROFIBUS网)。
其供电见下图
辅传动供电单线图
交流传动交-直-交调速系统采用输出电压AC380V的西门子是S120变频调速装置。
各设备变频器主要参数:
运卷小车平移AC380V变频器:
容量15KW、数量1台。
夹送辊AC380V变频器:
容量37KW、数量1台。
出口偏转夹送辊AC380V变频器:
容量37KW、数量1台。
卸卷小车平移AC380V变频器:
容量15KW、数量1台。
2.3.3.在线恒速传动控制系统
烟雾除尘风机采用Y系列鼠笼式电机传动,电机控制采用软启动器供电,选用西门子公司软启动器。
排雾风机
2.3.4.非在线电机的控制
非在线传动系统包括液压泵站、稀油润滑泵站、工艺润滑泵站。
冷轧机组非在线恒速系统属于长期连续工作制,对于容量<75KW工作泵电机采用自动开关、接触器方式供电。
对于容量≥75KW工作泵电机,为降低启动时对电网的冲击以及避免设备损坏,采用软启动器供电,选用西门子公司软启动器。
鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。
冷轧机组非在线调速系统采用西门子MM440变频器装置供电,装置主回路进线采用自动开关、进线电抗器、接触器控制;为了与PLC进行通讯,MM440变频器装置选用PROFIBUS-DP通讯模块。
惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。
液压泵站、稀油润滑泵站供电单线图
75KW
贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。
工艺润滑泵站
压紧2
嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。
油气润滑站的控制箱由油气润滑设备带。
该系统与主PLC信号交换采用硬线连接。
干油润滑站的控制箱由干油润滑设备带。
该系统与主PLC信号交换采用硬线连接。
3.基础自动化控制系统
3.1.自动化系统概述
冷轧机组自动化系统是由基础自动化系统(L1)、监控计算机(L1.5)、过程计算机(L2)组成。
基础自动化系统与传动系统、现场控制箱、操作台(箱)采用工业现场总线PROFIBUS-DP通讯;基础自动化系统PLC与基础自动化系统PLC通讯采用工业以太网(TCP/IP)通讯;基础自动化系统与监控计算机、过程计算机通讯采用通讯采用工业以太网(TCP/IP)通讯。
薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。
其网络组成见附图。
低压液压站操作台
齡践砚语蜗铸转絹攤濼。
工艺润滑站操作台1
3.2.自动化系统的硬件及网络配置
自动化系统设备及网络配置原则是在满足生产工艺需要、满足产品质量的前提下,无论是在设备选型上,还是在系统配置上都充分考虑元件性能。
绅薮疮颧訝标販繯轅赛。
操作员站(HMI)选用台湾研华公司的工业控制计算机;可编程序控制器(PLC)选用西门子公司的S7-400、S7-300以及ET200系列产品;工业以太网交换机采用赫斯曼(HIRSCHMANN)的MS20交换机。
饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。
冷轧机组轧线主控系统采用一套S7-400PLC及远程IO站控制;
冷轧机组AGC控制系统采用一套S7-400+FM458及远程IO站控制;
冷轧机组辅助液压站、伺服液压站、稀油润滑站控制采用一套S7-300PLC及远程IO站控制;
冷轧机组工艺润滑站控制采用一套S7-300PLC及远程IO站控制。
自动化系统的设计将采用大量的分布式远程I/O从站,远程I/O从站分别设置在各操纵室、阀组站以及主要的工艺设备附近,每个远程I/O从站通过PROFIBUS-DP总线电缆分别挂在相应的PLC主站上。
烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。
1)机组基础自动化系统由轧线主控系统、AGC控制系统、液压站及稀油润滑站控制系统、工艺润滑站控制系统4部分组成;鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。
2)机组整个电气控制系统分为三级:
即传动系统(L0)、基础自动化级(L1)和监控计算机(L1.5)组成。
撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。
3)基础自动化PLC与基础自动化PLC、监控计算机之间数据交换采用工业以太网通讯,其交换设备采用赫斯曼的MS20交换机;基础自动化控制系统与传动系统、远程IO站的信息交换采用PROFIBUS-DP现场总线和点对点等方式;踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。
4)监控系统构成:
机组配置2台监控站(HMI),即主电室、操作室各设置1台监控站;监控系统由监控计算机、监软件组成;监控计算机采用研华的工业控制计算机、监控软件采用SIEMENS的WINCC研华公司的工业控制计算机。
婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。
3.2.1.系统主要硬件配置
3.2.1.1.PLC主要配置
机组采用S7-400PLC二台、S7-300PLC二台,主要配置如下:
CPU416-2DP模块,数量1块;
CPU414-2DP模块,数量1块;
CPU315-2DP模块,数量2块;
PS407电源模块;
PS307电源模块;
工业以太网模块;
PROFIBUS-DP扩展模块;
FM458-1DP基本模块;
远程I/O站采用ET200M接口模块;
DI/DO模块;
AI/AO模块;
位置输入模块。
3.2.1.2.网络设备
工业以太网交换机采用赫斯曼MS20模块化交换机二台,即主电室1台,主操作室1台。
主电室交换机配置有100M光纤端口2个、电气端口8个;主操作室配置100M光纤端口2个、电气端口4个;譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。
PROFIBUS现场总线技术改变了传统的集中式I/O结构,该系统采用分布式I/O结构,选用性能价格比最好的ET200M。
俦聹执償閏号燴鈿膽賾。
3.2.1.3.监控系统
监控系统的操作系统均为WINDOWSXP,工程师站中运用WINCC组态软件和STEP7编程软件,操作员站运用WINCC组态软件。
缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。
西门子WINCC组态软件在WINDOWSSXP标准环境中提供所有功能,并确保安全可靠的控制生产过程。
该软件除了能完成基本的组态任务外还包括很多的附加选项,如服务器、冗余等,软件中的各个附加部分必须安装相应的授权后才能使用,因此在每台上位机中还要进行相应的软件授权,下面分别介绍每台上位机上的软件授权:
骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。
操作员站:
1台,完全版1024点WINCC授权。
工程师站:
1台,完全版1024点WINCC授权。
AGC操作员站:
1台。
AGC过程管理计算机:
1台。
监控计算机的主要配置:
监控计算机选用台湾研华工业控制计算机,其工业控制计算机配置为当时流行产品P/19”液显/以太网卡。
工业控制计算机与PLC之间通讯用网卡采用西门子的CP5412网卡。
癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。
PLC的编程软件选用了Step7V5.4。
STEP7编程软件是西门子S7PLC的的标准编程工具,它允许用户以用户友好且简单方式对S7PLC进行编程调试。
STEP7具有硬件的配置和参数设置、通信配置、编程、调试及诊断等功能。
鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。
过程监控软件采用西门子的SMATICWinCC6.01024标签简体中文版。
3.3.控制器主要控制功能
3.3.1.机组主PLC(PLC1)的主要控制功能
上、卸卷控制;
开卷机和卷取机速度、张力控制;
轧机速度控制;
夹送辊、出口偏转夹送辊控制;
带卷尾部定位控制;
穿带控制;
带尾控制;
液压剪控制;
换辊控制;
排雾控制。
其它顺控功能;
通过工业以太网与其他PLC及操作站间的数据通讯;
通过PROFIBUS与传动数字控制装置间的数据通讯。
3.3.2.AGCPLC(PLC2)的主要控制功能
压下位置控制;
厚度控制;
弯辊控制;
液压缸的标定;
轧机刚度测定;
轧辊偏心补偿等。
3.3.3.液压站及稀油润滑站PLC(PLC3)的主要控制功能
低压液压站控制;
高压液压站控制;
稀油润滑站控制;
其泵站具体控制内容:
泵的启动、停止,液位控制,温度控制,压力控制等。
3.3.4.工艺润滑站站PLC(PLC4)的控主要控制功能
工艺润滑站控制;
工艺润滑站净油控制;
工艺润滑站回流控制;
过滤机等控制;
3.3.5.监控计算机(HMI)主要功能
操作画面;
参数设定画面;
速度、电流、张力、温度等数据实时显示;
速度、电流、张力、温度等历史曲线;
工艺流程动态显示;
事故报警显示;
历史数据查询;
操作及运行状态显示;
目标数据处理;
报表系统;
报表输出;
信息管理;
带卷跟踪模拟显示;
轧制规程表存储等。
3.4.自动化系统主要功能说明
3.4.1.机组设备控制功能
1)机组设备顺序控制
机组设备的顺序控制功能就是机组的各个设备根据带卷生产工艺流程和外部连锁条件自动地顺序起动/停止。
带卷通过行车由原料库运输到轧机入口带卷存放鞍座位置(带卷放下时处于上开卷位置,带头靠近鞍座以便拆捆后外圈不松卷)。
榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。
开卷机上卷小车移入到鞍座下方,上卷小车上升接受带卷,将带卷横移到开卷机卷筒附近。
同时,开卷机卷筒收缩,外支撑轴承打开。
逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。
上卷小车升降,自动对中开卷机设备垂直中心线。
上卷小车横移,将带卷装入卷筒,并自动对中机组中心线。
带卷装入卷筒后,外支撑闭合,卷筒胀大以便把持住带卷,压辊压下到带卷表面以防止外圈松卷。
上卷小车下降,下降到位后横移至鞍座下方(准备接下一卷)。
同时开卷机反向点动直至带头处于开卷位置,随后,穿带导板抬起(铲刀)并伸出到带卷带头下的开卷位置。
幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。
上卷完毕。
在开卷机卷筒和穿带导板之间安装有CPC(中间位置控制)装置,用其控制卷筒和机组中心线对齐,在正常轧制过程防止铝带跑偏。
誦终决懷区馱倆侧澩赜。
通过旋转开卷机卷筒,带头在穿带导板的引导下停在打开的夹送辊下经过夹送辊的带材,穿过液压剪,并穿过准备好的3辊稳定辊及轧机,轧机启动时,自动同步启动轧机的润滑油系统和空气吹扫系统。
卷材经过轧机到达出口偏转夹送辊。
在带头穿过出口偏转夹送辊时,上辊(偏导辊)压靠在带材表面,带头进入张力卷取机与皮带助卷器所形成的包角内,并让带头在张力卷取机卷筒上缠绕2~3圈,在缠绕过程对开卷机和出口卷取机之间对带材施加张力,以便带材紧紧缠绕在卷筒上。
穿带完毕后,出口穿带导板缩回。
轧机后的X射线测厚仪开进,开始升速轧制。
医涤侣綃噲睞齒办銩凛。
轧机、卷取机和开卷机同步加速到设定的速度,并建立给定的轧制张力,AGC自动投入,带材的板形通过操作正弯和负弯辊、轧辊润滑油喷嘴集管的开启和AGC油缸的不对称调整进行控制。
舻当为遙头韪鳍哕晕糞。
在轧制过程中,带材跟踪以及
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