探究磁翻板液位計在爐卷高壓水系統中的改造過程

 

    摘　要：高壓水系統是爐卷生產線上的重要設備，通過對其工藝的了解和電氣控制系統的分析，對高壓水系統電氣控制進行完善和改造，解決了高壓水系統不穩定的現象，保證了爐卷軋線生產的穩定運行。

 

    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生的氧化鐵皮。高壓水系統的穩定嚴重影響了除鱗效果，直接影響后續的軋制過程。然而高壓水系統的電氣控制在使用過程中，由于原有系統設計的缺陷，暴露了很大的問題，嚴重影響了高壓水系統的正常使用。針對生產中的問題，重新制定方案，從軟件和硬件上完善控制系統，zui終實現了高壓水系統的穩定運行。

 

    1　概述

　　安鋼爐卷線高壓水系統包括有 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。高壓水系統升降速由耦合器控制，耦合器上有升降速閥、調速勺管和檔位檢測開關；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。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

　　高壓水控制系統采用 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；畫面監控采用 WINCC 軟件。

 

 

 

    2.1　高壓水系統升速控制

　　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　運行中出現的問題

    3.1　2# 泵組 PLC 5# 站損壞導致整個高壓水系統癱瘓

　　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，但經過多年使用后，發現磁翻板和液位開關的穩定性極差，磁翻板中浮球容易卡阻，液位開關也很容易出現無信號或誤信號。當液位開關出現無信號時，蓄勢器容易出現空罐或者滿罐的現象；當zui高水位出現誤信號時，容易造成升降速異常。嚴重影響高壓水的安全穩定運行；同時磁翻板液位計又在現場，就地查看不便，無法做到實時監控。

 

    4　采取的措施和效果

    4.1　優化 PLC 系統，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值顯示。

 

　　再有發生 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 1#、3# 備用泵的投用不受影響，zui終實現所有 3 臺泵可以互為備用泵。

 

    4.2　改進蓄勢器液位控制

　　經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，將信號轉換為液位數值 0-3316mm，將液位數值大于 2250mm 的信號與蓄勢器zui高液位開關到信號并聯，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值顯示。

 

　　優化了蓄勢器液位控制，保證了高壓水升降速的穩定運行；提高了液位判斷的準確性，減少了液位開關信號丟失后的高風險性，保證了蓄勢器的安全使用。

 

    5　結論

　　高壓水系統的電氣控制改造，解決了爐卷高壓水出現的一系列控制問題，提高了高壓水系統的可靠性和安全性，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定運行。