关于高速线材厂精轧机电气自动化控制系统的考察报告

第一篇：关于高速线材厂精轧机电气自动化控制系统的考察报告

关于高速线材厂精轧机电气自动化控制系统的考察报告

2009年10月13日至17日，我们到北京西门子有限公司就公司高速线材厂精轧机主电机交流传动系统的自动化控制设备进行了考察、系统调试、操作和试验。

西门子公司工业系统热轧长材部王旭工程师为我们系统的介绍了高速线材厂精轧机主电机电气自动化各个控制单元的工作原理、结构、作用、程序、功能和性能。

公司高速线材厂精轧机主电动机是交流同步电动机，功率为5500KW，电压为2750伏，属于中压型电压等级，电机定子为双绕组，两个单独绕组相差30度电角度。电机的过载倍数为1.15。.每分钟1000转以下时为恒转矩控制，每分钟1000----1500转时为恒功率控制，1000转为基速。

主回路由公司10KV供电给整流变压器初级侧，次级侧输出2500V的交流电压。此电压经变频器内两个独立的6脉冲电流源变频器，与上一级控制系统共同作用，为同步电动机提供一个12脉冲的电源，作为精轧机主电动机的电源。

高线厂精轧机主电机的变频器规格型号为GL150型电流源变频器。此变频器的特点是；整流侧调电流，逆变侧调相位。是非常适合交流同步电动机的。

精轧机主电机有了12脉冲的电源后，要使电动机启动和运行还

必须有控制单元。西门子公司为主电机配置的控制单元为CU320型。此单元为闭环传动控制。主要分三部分进行控制；

1、对交流侧整流器的控制；包括了速度调节器、电流调节器的计算给定值。当电动机运行在基速以上时，速度调节器对给定参数进行自适应。每一个交流侧整流器都有其自己的电流调节器，这两个电流调节器与交流侧整流器共同产生了直流连接的电流，此电流与电动机实际需要的转矩成正比。

2、对负载侧逆变器进行电子换向。即；直流连接电流根据电动机转子的实际位置接通到相应的定子绕组，以获得最大的电机转矩。这种电子换向方法的特殊性在于任何时候都与其供电电源同步的旋转。

3、对电动机转子的实际位置和磁通轴角度的检测。此检测是在电动机模拟器上根据电动机定子电流和电压的实际计算值进行的。通过现场操作证明；不仅在电动机运转时，甚至在停车期间，电动机也可以根据磁场的建立所产生的定子感应电压来确定转子的精确位置。于是，电动机可以进行可控的启动和加速。

准确、稳定、可靠的逻辑控制和诊断系统也是CU320的特点。

逻辑控制单元包括；

1、传动辅助设备的开、关和控制。

2、相关传动的连锁，即；分闸或合闸的内部和外部信号。

3、所有传动的连锁，对于设定值和闭环传动调节器释放的内部和外部信号。

4、传动故障的所有内部、外部的连锁，以使得传动能立即停车。

5、所有故障的连锁，以使得传动延迟停车。以上几类功能的建立就能确保传动系统安全的操作开车或停车。

诊断系统包括；诊断系统大部分是标准化的。除此之外，根据需

要可以在应用软件内随意设计。最重要的是对整流变压器触发脉冲的连续监控，以确保系统的安全。同时，对以下几项也进行诊断和监控；

1、同步电压丢失或故障。

2、交流电压和同步电压的角度偏差故障。

3、触发脉冲丢失或故障。

4、相序控制。

5、过电流故障。

6、电压实际值硬件故障。

7、交流侧欠电压故障。

8、发生外部脉冲封锁导致的故障。

9、超速、超载和接地故障。等等。都能在第一时间显示出来。为操作、维护、维修人员提供信息，以便快速、准确的排除故障，使生产正常进行。

此次北京西门子之行，使我们了解了高速线材厂精轧机电气自动化控制系统的控制单元、软件和硬件以及操作系统都是很先进的。电机的传动系统和控制系统以及装备水平也是很高的。下一步，我们电气自动化的技术人员、管理人员、工作人员做好一切准备工作，在设备安装和调试工作中，严密组织，精心调试，精心操作，精益求精，积极的配合和协助厂家的工程技术人员，力争在最短的时间内，把设备安装好、调试好、掌握住。为国义公司高速线材厂的尽快试生产、达产和稳产而贡献我们的力量。

卢绍印陈平

2009年10月22日

第二篇：高速线材精轧机辊箱进水原因和预防措施

高速线材精轧机辊箱进水原因和预防措施

１． 概述

韶钢高速线材厂精轧机组采用意大利达涅利（ＤＡＮＩＥＬＩ）公司设计 的顶交 ４５°无扭悬臂辊环式轧机，主要生产 φ５．５ｍｍ～φ２０ｍｍ 的盘圆。精轧机组由 ８ 机架精轧机和 ４ 机架减定径机组成，每个机架由一台锥 箱和一台辊箱构成。在生产过程中，由于密封、轧件温度、压力、摩擦等 因素的影响，导致精轧机组辊箱进水，造成精轧机组设备故障。

２． 辊箱轧辊轴密封的结构和原理

５ １ ６ ７ ２ ４ Ａ 迷宫式增压系统 Ａ 为压缩空气系统入口 １．内抛油环 ２．外抛油环 ３．八字型面板 ４．双唇密封件

５．Ｏ 形圈 ６．偏心套 ７．轧辊轴 图 １ 精轧机辊箱密封结构图

轧辊轴密封原理

高速线材厂精轧机组辊箱采用净化压缩空气迷宫密封，其密封结 构见图 １。内抛油环和外抛油环安装在旋转轴上，内、外抛油环在安装 时相互贴紧，内抛油环端面由轧辊轴的轴肩支承，外抛油环则由辊环压 紧；双唇密封件安装在八字型面板的密封保持架上，密封保持架与八字 型面板相固定；密封唇与内、外抛油环的内表面相接触受到预紧力，产 生压应力。在轧制过程中，偏心套及油膜轴承、双唇密封、密封保持架和 八字型面板保持静止状态；内、外抛油环随着主轴高速同步旋转。密封 效应主要来自双唇密封件：一是密封唇的接触应力，密封唇与抛油环在 轴向有压缩，唇口向内收缩形成过盈量，唇口边缘产生压应力形成密封 带，阻止润滑油和冷却水的相互渗透，起到密封作用；二是密封件封油 侧唇口的甩油效应，将唇部边缘的油液高速甩出，使之回到主轴箱，避 免在密封件唇部大量聚积；同样，封水侧唇口的甩水效应，使水汇集到排 水系统，排到外界。所以双唇密封件是高速线材精轧机辊箱的关键部件。

３． 辊箱进水的原因

３．１ 辊箱的动密封件和静密封件

（１）动密封件由内抛油环和外抛油环组成。在内抛油环和外抛油环 压紧时，如果外抛油环与八字型面板之间的间隙太大，轧辊轴高速旋转 时高压冷却水易将氧化铁皮等杂质带入抛油环与双唇密封件之间，造

成双唇密封件的磨损，导致辊箱进水。另外，内、外抛油环与双唇密封件 之间的压紧量不当也会导致辊箱进水。

（２）静密封件由八字型面板、双唇密封件、Ο 形密封圈等零部件组 成。双唇密封件与内外抛油环之间是相对静止的，如果装配尺寸不当，辊箱就会进水；实际生产中，如果处理堆钢时间过长，就会导致八字型 面板变形，破坏辊箱与八字型面板的密封条件，辊箱进水也会发生在偏 心套与八字型面板之间；Ο 型密封圈与八字型面板的台阶面位置配合 不当辊箱也会进水。

３．２ 双唇密封件的材料性能

双唇密封件（见图 ２）的作用一是保证密封轴承腔体内的润滑油形 成连续不断的油膜的同时，避免润滑油的泄漏；二是防止外界的冷却 水、铁屑、灰尘等杂质进入轴承腔内污染润滑油，避免油膜轴承烧坏。

图 ２ 双唇密封件简图

双唇密封件胶料的耐油性是影响其密封性能的一个重要因素。当 橡胶与润滑油接触时，在高温下会比干热空气下产生更为复杂的物理

和化学变化。高速线材厂精轧机组双唇密封件唇口线速度高达 １２０ｍ／ｓ，由于高速旋转导致摩擦升温，水无法进入到橡胶接触面，橡胶与外抛油

环形成干摩擦，使密封唇口工作面局部高温老化，致使双唇密封件失效 导致辊箱进水。双唇密封件在使用过程中始终承受外界压力，随着使用 时间的增加，唇口形状会发生变化，无法恢复到原来的尺寸，其与内、外 抛油环的配合间隙增大，导致内泄漏油和外进水事故的发生。

３．３ 压缩空气压力大小

高速线材厂精轧机组辊箱采用净化压缩空气迷宫式密封，用洁净 的压缩空气对双唇密封件的封水唇边进行吹扫和冷却，使唇边紧紧压 住外抛油环，确保辊环冷却水和杂质不进入辊箱。其设定压力为

０．８ＭＰａ，压力过大容易损坏双唇密封件的封水唇，降低了双唇密封件的 使用寿命；压力过小既降低了压缩空气对双唇密封件封水唇边的冷却 效果，也不能防止辊环冷却水和外界的杂质进入辊箱。

３．４ 其它原因

辊箱与锥箱的配合面进水、热电偶压盖处进水、抛油环未压紧进 水、辊箱体面上两个导向柱松动和固定螺栓的防水垫片损坏渗水、精轧 机组稀油站的板式换热器漏水等都会导致辊箱进水。

４． 辊箱进水之后产生的危害

辊箱进水造成润滑油粘度下降，破坏油膜产生机理，油膜轴承的油 膜承载力下降，导致轧辊轴与油膜轴承干摩擦而烧损辊轴，更为严重的 是烧损一台辊箱可能引起连锁反应，导致其它的辊箱也损坏。

辊箱进水带入的氧化铁皮和固体颗粒物使油膜轴承和齿轮得不到 很好的润滑，轻者缩短油膜轴承的使用寿命或造成齿面粘结，重者可能 使整台辊箱报废。

冷却水和氧化铁皮从辊箱进入润滑系统，造成稀油站过滤器堵塞，频繁更换滤芯；进水严重时导致润滑油乳化。

５． 辊箱进水的预防措施

５．１ 完善辊箱装配操作规程

将辊箱面板、八字型面板、辊箱与锥箱的结合面的平面度纳入安装 操作规程；对八字型面板的保持架、八字型面板与辊箱面板的结合面等 进行研磨处理和平面度检测；抛油环安装前仔细检查是否有局部变形 或残留物存在，装配过程中严禁用金属工具敲打；安装双唇密封件时应 注意八字型面板的保持架与双唇密封件骨架是否松动，然后同时加压，直至将其安装到位；严禁敲打双唇密封件的唇边。

５．２ 改进双唇密封件的材质和结构参数

（１）双唇密封件工作时，旋转的轧辊轴偏心跳动是不可避免的，如果 双唇密封件相随性差，双唇密封件的唇口与内外抛油环之间容易形成 间隙，造成润滑油泄漏或辊箱进水。因此，双唇密封件必须要有良好的 耐磨性和回弹性来提高油封的相随性。

（２）严格控制好双唇密封件的唇口过盈量：过盈量太小，密封性降 低，在工作中容易造成泄漏；过盈量太大，使唇口紧贴在内外抛油环上，唇间的间隙过小，唇口和抛油环之间呈“干接触”，在高速旋转下，唇口 和抛油环表面都会迅速升温，从而加速唇口老化龟裂，甚至损伤密封唇 和内外抛油环上的氧化铬，使密封失效。因此，选择适当的双唇密封件 的唇口过盈量非常重要。

５．３ 提高预警能力

（１）在精轧机组的回油管路上增加监控仪器，用来监测润滑油的进 水量，更准确地掌握润滑油的进水情况，及时找到具体的进水机架，有针 对性地对辊箱进水进行处理。

（２）加强对压缩空气压力的控制，确保压力在 ０．８ＭＰａ～１．０ＭＰａ 范围之内。

（３）制定严格的装配工艺、装配清洁要求及备件定期更换制度，加强 对备件的把关和测量，使辊箱进水因素逐步下降。

６． 结语

高速线材厂通过对辊箱进水原因的分析，采取了有效的预防措施，精轧机组辊箱和润滑系统运行状况越来越好，大量进水的现象基本能 够避免，有效地降低了油耗，减少了润滑油泄漏对环境造成的污染。对 偶尔出现的进水情况，能及时发现并在短时间内处理，大大降低了维护 成本，为生产提供了有力保障，创造了一定的经济效益。

第三篇：博纳电气精益自动化生产规划方案(新)

论博纳精益自动化生产

前言：

随着国家电网及南方电网智能电表统一招标的逐步实施深化，电能表产品技术及质量标准的深化，对电能表生产厂家的质量/交期/价格提出了全新的要求，直接导致电能表生产厂家间的竞争进一步加剧，迫使电能表生产行业必须进行一次新的生产及工艺技术革命，在满足国网/南网产品技术/质量标准及交货期的前提下，大幅降低生产运营成本，才能在竞争中生存下来！目前国网/南网招标入围的电能表生产厂家，都在寻求探索一种新的电能表制造生产模式，目前已经有一些电能表生产厂家通过不断探索摸出了一些适合电能表自动化生产的方法，走在了生产及工艺技术革命的前沿，并取得了一定的经济效益。

博纳自2011年以来，一直都在摸索适合博纳文化及产品设计的高质/高效/低成本的生产及工艺方案，也取得了良好的成绩，但这些从现在的国网/南网招标形势及同行电能表生产厂家的发展势头来看，博纳必须进行一次更深层次的生产及工艺技术革命，方可以在这次产业技术革命竞争中生存下来并取得可喜的经济效益。

现况：

工业自动化技术的迅猛发展，不少自动化设备公司研发出了不少半自动化生产机器及机器人，拟在工厂应用过程中，通过合理的工艺组合及人机配置后取代部分人工作业，达到提升产品品质，生产效率，降低人工成本的目的，例如半自动焊接机及半自动螺丝机，目前已有部分电能表生产厂家通过部分采用并取得了一定的成绩，但到目前为止还没有电能表生产厂家将这些半自动化设备改善创新，有机组合来形成流线化自动化生产线！随着国网/南网电能表技术/质量新标准的颁布实施，为电能表自动化生产提供了良好的产品设计及工艺设计标准化基础。

思路：

通过对国网/南网新标准电能表设计方案及样表的工艺技术分析，形成满足自动化生产的设计标准及规范及满足自动化/标准化生产的工艺流程及作业方法。

通过对半自动化设备的工作原理分析，结合生产工艺流程作业方法及自动化/模组化设计思路，设计满足自动化生产的全自动模组化焊锡机；全自动模组化板检液晶检测机；全自动模组化组装机；全自动模组化除尘机；全自动模组化调表机；全自动模组化耐压机；全自动模组化功检线；全自动模组化包装线；全自动化完全可以形成电能表生产过程中涵盖自动焊接，自动组装调校耐压，自动功检，自动包装的流线化自动化生产。

成果：

1.通过设计优化，工艺优化，制程整合，我们设计并完成了电能表生产行业的第一条全自动化焊接生产线，涵盖自动焊接，自动软件烧录，自动板检，自动液晶显示检测，通过自动线的运行数据分析，完全可以满足产品质量提升，效率提升及降低生产成本。（见生产现场图）

2.通过设计优化，工艺优化，制程整合，我们设计了电能表生产行业的第一条自动化组装生产线，涵盖自动组装，自动清洁除尘，自动调校，自动耐压，目前设计方案已经通过试验及评审，计划2014年1月启动，3月建成电能表行业第一条自动化组装生产线。（见方案设计图）

3.通过设计优化，软件优化，制程优化，我们设计了一条高质高效的全自动化功检生产线，设计方案已经通过试验及评审，计划2014年2月启动，4月建成。（见方案设计图）

4.通过设计优化，工艺优化，制程整合，我们设计了一条高质高效的自动化包装生产线，设计方案目前已经通过试验及评审，计划2014年3月启动，5月建成。（见方案设计图）总结：

通过自动化生产的推进，结合精益生产管理，全员质量管理，稳步提升博纳公司的产品质量，提升生产效率，降低生产运营成本，在未来的3-5年内，博纳将稳定腾飞，并在电能表行业形成全新的一个博纳品牌，引领行业生产技术及自动化生产创新潮流。

编制：陈翔

时间：2013/12/30