棒材热锯电控系统优化改造

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摘 要：针对棒材热锯运行中主轴电机、进锯电机、进锯限位、热锯操作台的控制出现的各类制约生产效率的问题，积极对其电控系统进行数字化技术升级优化，解决了生产瓶颈问题，提高了设备运行的可靠性，节约了大量备件费用，提高了合金钢棒材成材率，大大减轻了工人的劳动强度和维修工作量。

关键词：热锯 电控 数子化

1存在的问题

棒材线2台热锯，投运以来运行状况较差，其中因热锯使用环境太差，锯屑太多，造成进锯直流电机经常烧；热锯进锯速度原使用电位计通过控制电缆传送给直流调速装置6RA70，很容易受到干扰，造成进锯速度不稳；原热锯所有控制都是控制电缆进出PLC，造成PLC柜内控制线多达数百根，一旦出现故障，查找故障十分困难；热锯进锯限位经常撞坏；热锯主电机因锯片未及时更换造成电流过大容易烧电机。为了彻底解决生产瓶颈问题，对其改造迫在眉睫。

2 改造思路和方案

2.1改造思路

（1）将热锯进锯电机由直流电机改为鼠笼式交流电机，由于鼠笼式电机密封性好，基本不受环境影响，并由6SE70变频器控制，采用模糊控制，自动调整速度，电机使用寿命大为延长；进锯电机采用转子回路串接电阻器，降低进锯电机转速，有效降低电机锯切电流，同时减轻锯片与圆钢、机械设备的冲击，提高锯片、机械设备寿命。

（2）将热锯操作台安装ET200，与S7-400型PLC以及变频器之间改走DP网线，这样原来的数百根控制电缆就由一根网线代替，大大减少了故障率，进锯速度由工控机在WINCC监控画面上设定，经由DP网络直接传送给进锯变频器，操作简单，稳定可靠，热锯的各种运行或故障状态均反馈到工控机监控画面上，能有效及时发现故障。

（3）热锯电气控制采用数字软启动器、码盘与接近开关双定位控制技术、锯片磨损自动检测技术、现代自控技术对合金钢热锯电控系统进行相关优化，并对相应的工控机程序进行重新优化编写，以解决实际生产中出现的各类问题。

2.2 改造方案

（1）热锯电机启动采用数字技术、计算机技术、现代自控技术与一体的高科技产品施耐德软启动器（ATS48C 41Q），电机启动时，电机启动电流值限幅在2.5倍电机额定电流， 将电机平滑的启动，减少尖峰电流对电网的冲击，此启动器具有电机与启动器的热载保护，消除转矩浪涌，保护机械设备，同时将热锯油泵接触器一常开点加入热锯电机启动控制回路中，有效保护热锯主轴，在热锯油泵控制回路中采用多功能电机保护器，并将其内一常闭点也加入热锯电机启动控制回路中，在不具备以上连锁条件下，热锯不能启动，最大范围保护热锯设备。其控制原理图如下图1所示：

图1 热锯控制原理图

（2） 热锯自动化改进

将热锯操作台安装ET200，与PLC之间以及PLC与变频器之间改走DP网线（详见下图2），这样原来的数百根控制电缆就由一根网线代替，大大减少了故障率，进锯速度由工控机在WINCC监控画面上设定，经由DP网络直接传送给进锯变频器，操作简单，稳定可靠。同时，热锯的各种运行或故障状态均反馈到工控机监控画面上，能有效及时发现故障。

图2 大型热锯PLC接线示意图

（3）根据生产实际需要，对热锯操作台电控显示进行优化。热锯的各种运行或故障状态均反馈到工控机监控画面上，能有效及时发现故障。

其故障监控画面如下图3所示：

图3 大型热锯故障监控画面

（4）将热锯进锯前后限位改为码盘与接近开关双定位控制，将外部信号输入引入PLC，定位准确，使控制精度大大提高，而且降低了故障率。

轧制后的红钢由辊道移钢机送至锯前辊道，经齐头挡板齐头或定尺机定尺后，按下锯切按钮，热锯机快速进锯，进锯至工作位置，热锯速度降为工进，进行慢速锯切，当圆钢锯切完成后，快速退锯，退至停车位后制动停车，等待下一次锯切。其锯切工艺流程如下图4所示：

图4热锯锯切工艺流程图

（5）因热锯主电机锯切时电流瞬时值远大于电机额定电流，一般电机保护器无法对其保护，所以弃用模拟量模块，现将电流互感器产生的0-5A电流通过电流变送器变成4-20mA信号再送到进锯变频器内，实现电流测量后送到进锯变频器内，当锯切电流大于某一个值时并累计计数过3次后，发出报警通知人员及时更换锯片，实现锯片磨损智能判断。

3 改造后的效果

（1）热锯使用网线使数据以数字化形式进行传输，大大提高了稳定性，使用网线传输数据大大减少了控制电缆的数量，便于检查维修。

（2）进锯电机改为交流电机，大大减少了烧进锯电机的可能性。

（3）热锯电机启动采用数字技术、计算机技术、现代自控技术与一体的高科技产品施耐德软启动器，电机启动时，启动电流值限幅在2.5倍电机额定电流， 将电机平滑的启动，减少尖峰电流对电网的冲击，此启动器具有电机与启动器的热载保护，消除转矩浪涌，保护机械设备。

（4）进锯改为码盘控制，既可提高进锯速度的稳定性，又可提高控制的精度。中型进锯定位采用无触点接近开关，将外部信号输入点引入西门子PLC224，在其内部输入自己编写的梯形图，用PLC输出点控制进锯电机接触器，定位准确，提高了可靠性。

（5）实施系统程序优化后，增加多方面的功能报警，监控热锯锯切电流可及时提醒生产车间更换锯片，使得整个热锯状态及各类故障直观的显示在工控机上，一旦发生故障，现场值班人员得以在较短的时间内找到故障点，大大提高故障处理速度，经济效益显著。

4 结束语

棒材热锯电控系统的优化改造，选项合理，技术先进，完全达到预期目标和生产要求，具有较大推广应用价值。