冶金工程自动化仪表技术

某有限公司2009年为适应生产360万吨棒线材的发展要求，钢产量要求达到500万吨/年，为此本着少投资、快产出、增效益的思想，在现有棒材车间的西侧新建规模120万吨/年的棒材生产车间。要求采用炼钢车间提供，并通过辊道直接供应热连铸坯，实现热送热装工艺。轧机机组由粗轧机组、中轧机组、精轧机组共18架轧机组成，18架轧机采用全连续布置方式，其中粗轧机组由五架Φ550轧机和一架Φ450轧机组成，中轧机组由六架Φ450轧机组成，精轧机组由六架Φ350轧机组成，全线轧机均为短应力线轧机。精轧机组出口最高速度18m/s。

棒材车间设计规模为年产120万吨的圆钢及螺纹钢棒材。

产品规格：螺纹钢：φ12～40mm（其中φ12～φ22mm的产品采用切分轧制）。

圆钢：φ14～40mm。

主要钢种：普碳钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢、合金结构钢。

交货状态：车间产品均为热轧状态直条交货，交货长度6～12m。

执行标准：圆钢：GB/T702～2004，螺纹钢：GBl499.1～2008，GBl499.2～2007

图3-8-1

棒材车间所需的原料——连铸坯由连铸车间经运输辊道热送至棒材车间原料跨内，轧线事故或检修时，连铸坯经下料冷床下料，由吊车将成组钢坯吊至原料跨堆放。正常生产时，连铸坯经转盘旋转90º，再由提升机提升、移钢台架移送，称重装置称重后，通过辊道运输进入加热炉加热。本车间加热炉采用蓄热式燃烧技术，炉底机械为步进梁式。钢坯由炉内的步进机构从辊道上取入炉内后步进加热直至加热炉出炉辊道上，此时钢坯温度根据不同的加热制度加热到1050℃～1100℃，然后由炉内输出辊道和出炉辊道配合出炉。

出炉后的钢坯经高压水装置除去其表面在加热时形成的氧化铁皮， 然后由粗轧机组前的夹送辊辅助喂入第一架粗轧机中，粗轧机组由六架高刚度短应力线轧机组成，全部为平立交替布置。轧机型号分别为：前五架为Φ550轧机，后一架Φ450轧机。钢坯在粗轧机组上经6道次轧制后，其形成的圆中间坯断面约在φ75mm左右。

粗轧机组轧制后的钢坯随后经过1号飞剪切去头部，进入中轧机组轧制。中轧机组由六架平、立交替布置的高刚度短应力线轧机组成，六架均为Φ450轧机，且后三架轧机之间设有活套装置。钢坯在此轧制后，轧件最大断面为φ40mm。

精轧机组由六架Φ350轧机组成，其中第二架为立辊轧机，第四架和第六架为平立可转换轧机，其他为平辊轧机。各架轧机间设有活套，单线生产时可实现无张无扭轧制。为提高生产率，对于φ12～φ22mm 的螺纹钢产品，采用切分轧制，其中Φ12~Φ14mm轧件四切分，Φ16~Φ18mm轧件三切分，Φ20~Φ22mm轧件二切分。

钢坯在精轧机组中轧成成品尺寸，速度最高可达18m/s。

为提高钢材强度在精轧机组后还设置了螺纹钢穿水冷却装置（QTB），通过控轧控冷，螺纹钢产品的强度可在不多增加合金元素的情况下提高一个等级。该设备根据产品的生产方式，由多组水冷装置组成，分别适应四线切分、三线切分、二线切分、单线穿水和冷却旁通辊道。穿水（或不穿水）后的钢材由3＃飞剪剪切成与冷床相适应的倍尺长度，由冷床输入辊道和带裙板辊道配合将棒材运输并拨入位于冷床前部的齿形矫直板上。

冷床采用齿条步进式机构，动齿条负责钢材的移动。当钢材步进到位于冷床后部的对齐辊道时，对齐辊道和挡板配合将钢材头部对齐，然后钢材继续由动齿条运到用于收集的链子上，再由冷床卸钢装置成组地（每组钢材根据辊道宽度、钢材断面尺寸和冷剪的能力确定根数）卸到冷床输出辊道上。

成组的棒材从冷床上卸下后，由冷床后运输辊道运到8500kN冷剪处进行定尺剪切，钢材定尺长度为6～12m。剪切后的钢材通过剪后运输辊道运至移钢检查台架处，并由移钢检查台架前取钢装置卸至检查台架上，并由链式移钢机移送计数。再由取钢装置取出放至辊道上，运往打捆机勒紧打捆。打捆的钢材随即被运至后部的收集台架上称重、挂签，然后由吊车吊至成品库堆放，等待发货。

生产线孔型以椭圆——圆孔型系统为主，轧线导卫装置也普遍采用滚动导卫以保证产品的生产质量和提高产品的成材率。

轧制线上从加热炉输出辊道到QTB穿水冷却段间各设备下方设冲渣沟，用于收集轧制过程中落下的氧化铁皮，并由水力冲至旋流井处理，循环使用。

轧制过程中切头、切尾和碎断后的轧件由平台下的切头筐收集，定期用叉车清运。

根据今后5～10年国内钢材市场发展趋势，结合“做大、做精、做强”和可持续发展的战略目标，本项目的设计指导思想是：依托河北敬业集团轧钢有限公司的优势，充分发挥敬业集团现有的炼钢及轧钢的技术装备优势，采用国内外先进技术和设备。以市场需求为导向，以经济效益为核心，以工艺装备优化组合为手段，以技术改造为重点，结合敬业轧钢有限公司的自身有利条件，通过对国内外棒、线材市场的调研，发挥敬业轧钢有限公司已形成的普碳钢、低合金钢、专用钢、优质钢等为主的拳头产品优势。注重节能节水降耗、资源综合利用、环境保护、使敬业轧钢有限公司120万吨棒线车间成为国内一流的科技型、可持续发展的企业。

1）本工程的设备装备水平为国产设备先进水平。新设备的选型尽量保持高线和棒线相同设备、备件的互换性，以减少备件数量、降低成本且便于管理。

2）拟建的一条棒材生产线和一条线材生产线，总产量为200万吨/年。两条生产线共用一个厂房，隔跨布置，其中高速线材设计规模为年产80万吨高速无扭热轧盘条，棒材设计规模为年产120万吨的圆钢及螺纹钢棒材。

3）积极贯彻国家的环保政策和可持续发展的战略，采用环保型的工艺装备，在车间生产的各个环节上充分利用能源，尽最大能力降低能源消耗，充分提高二次能源的回收和再利用，以提高资源的利用率。本工程把保护环境放在重要地位，推进节能环保——清洁生产技术，采用源头控制策略，降低污染物和有毒物对环境的污染，对产生的废水、废气、噪声和固体废物均进行了充分地研究，采取有效的控制措施，使其达到国家和地方规定的标准（工业废水做到“零”排放）。执行“三同时”规定，执行安全卫生和防火等规定。

4）工程总体设计本着技术先进，经济合理、实用、安全、可靠的原则进行设计。

5）尽量减少企业用地，节约土地资源的原则。

2.3.1 生产工艺和设备装备水平

·全线十八架轧机平立交替、顺序布置，实现了全连续轧制工艺，保证了产品的高质量要求。

·钢坯热装热送工艺，达到降低能耗，提高成材率的目的。

·装备完整的钢材控制冷却设备，可对螺纹钢产品进行在线热处理，使钢筋在不加入合金元素的前提下提高其强度等级。

2.3.2 电控水平

全线工艺设备主辅传动采用国际先进的全交流控制，其优点如下：

·功率因数高，节省供电设备投资，而且生产时耗电省。

·相对于直流电机来说，交流电机生产维护量大大减少。

交流主传动系统由18架轧机传动电动机，1#～3#飞剪及摆剪电动机组成。分别由整流变压器供电，传动装置由进线保护开关、整流单元、直流母排、逆变单元、制动单元等组成。

2.3.3 自动化控制系统

自动化控制系统采用基础自动化及过程管理的二级计算机控制系统。

控制关系清晰，系统成熟可靠。采用三级网络系统结构，通过以太网TCP/IP协议网络连接，具有客户机—服务器结构。

基础自动化系统控制范围全面，从连铸坯热送辊道开始，包括加热炉入/出炉辊道，轧制、剪切、冷却一直到成品打捆收集，均在系统控制范围之内，同时相应的液压、润滑、干油站系统也包含在该系统中，另外，本系统也具有物料自动跟踪功能。

过程管理级计算机系统针对整条生产线的生产进行管理，包括：生产过程的监视，销售和生产计划的管理，产品产量的管理，生产报表的生成及打印，车间停产原因报告，设备检修计划，控制质量、参数的历史趋势表的统计管理，故障保护监测，以及实时故障报警、记录、打印管理等。同时还设有完善的MMI 人机接口监控和与ERP 系统的接口功能。

本工程的自动化仪表系统由轧线和加热炉两大自动化系统组成,两个系统间通过以太网进行管理和控制数据的交换；

现代化的冶金工业生产，为了保证产品的高质量、低能耗和低成本，充分发挥生产能力，应采用一套较高水平的自动化控制系统，以实现全线的生产过程控制、监视和统一调度，实现科学化管理和过程控制的最佳化，轧线自动化系统要求控制可靠性高、速度反应快、网络开放灵活。

本套全连续棒材轧机自动化控制系统由高性能工控机、可编程序控制器（PLC）构成，辅以全分布式网络，具有先进的技术水平，轧线自动化系统的配置图见图3-8-2。

图3-8-2 轧线自动化系统的配置图

3.1.1 轧线自动化系统构成

基础自动化系统采用西门子公司S7-300/400系列PLC产品，远程I/O站采用ET200S。SIEMENS S7-300/400系列产品功能强大，配置灵活，有如下突出特点：

·高速。

·坚固。

·功能完善、强大。

·强通讯能力。

本系统所选CPU装备了ProfiBus-DP接口，保证了对分布式I/O进行快速数据交换。强大的通讯模板允许点对点通讯，并可用工业以太网进行通讯。

ET200S是一个模块化的场分布式远程I/O站，防护等级为IP20，具有最低的布线成本，可完成过程信号的采集与转换。

基础自动化系统由2台PLC完成全部的自动控制功能，其控制功能初步分工如下：

·PLC1：完成从热送辊道至冷床输入辊道（不含加热炉本体设备）的自动控制及加热炉区及轧区介质系统的接口监控。其控制的主要设备有：热送区设备、加热炉入料、出料设备、1-18#主轧机、轧线上全部活套、1-3#飞剪等。

·PLC2：完成冷床输入辊道之后设备的自动控制及冷床精整区介质系统的接口监控。其控制的主要设备有：冷床输入辊道、制动裙板、步进式冷床、冷床下料装置、冷剪、精整收集设备等。

3.1.2 轧线自动化系统功能描述

基础自动化系统主要控制功能如下：

·出炉辊道控制。

·图形化人机界面。

·轧线区域起停。

·辊径设定及修改。

·轧线顺序控制。

·速度级联控制。

·轧件信号跟踪及自动切废检测。

·HMD测试。

·微张力控制。

·活套控制。

·自适应控制。

·轧机冲击速度补偿。

·轧机中的轧件检测。

·机架冷却水控制。

·预水冷控制。

·穿水冷控制。

·人工干预控制。

·飞剪控制。

·碎断剪控制。

·模拟轧制。

·收集区设备逻辑控制。

·控制级故障检测、记录、显示。

·历史趋势记录。

·液压及润滑系统的控制。

·空压站控制系统。

·轧机区自动化控制。

轧机区控制系统主要包含轧线设定系统、轧机起停控制系统、轧机速度控制系统、轧件跟踪系统、水冷控制系统等部分。

·轧线设定系统

轧线设定系统用于选择轧机组态，指各主轧线机架的延伸率及各轧机的辊径等。所有设定均采用工艺参数，与电机及传动系统的参数无关，对于直流传动的主轧线，则根据设定的延伸率、辊径、辊环修正系数等自动计算出各机架的速度给定值, 从而保证连续轧机各点金属流量相等。

·轧机速度控制系统

轧机速度控制可分为速度手动调整、级联控制、微张力自动调整、活套自动调整、速度设定自适应、冲击速度（动态速度降）补偿等。

·飞剪的剪切控制

飞剪的剪切控制采用西门子公司专用于飞剪控制的T400模板，该模板插在传动控制系统中，可根据控制要求，对重要程序实行定时控制，最小可达1ms,从而对轧件进行高精度剪切长度和剪刃定位控制。用户可利用SIMOVIS友好界面，了解飞剪控制系统的结构，根据现场实际情况方便地改变重要的控制参数。T400软件功能通过软件中参数构成的程序模块来实现，所有的控制、调节、监控都由微处理器来实现，系统结构可软件组态，通过背板总线与6SE70直接进行通讯，可快速地实现飞剪位置闭环控制和速度控制。控制软件中还通过与CBP的数据交换，得到监控画面来的飞剪的一些控制参数如切头长度、切尾长度、倍尺长度、尾优化、飞剪的超前系数等。

·模拟轧制

所谓模拟轧制，就是在轧线上并未真正存在轧件的情况下，通过模拟轧件的轧制来确定电气、机械的动作是否正常，它通过自动化控制系统编制模拟轧制控制程序来实现。当虚拟轧件在轧线上行进时，轧线上相应位置的HMD、高温计和轧机负荷继电器等检测元件模拟发出检得、检失（ON/OFF）信号，模拟轧制控制程序根据这个信号进行规定设备的动作并对此予以确认。

3.1.3 轧线人机界面（HMI）

人机界面配置5个高性能工控机操作站（OS1-OS5）。其中1个操作站放置于加热炉区操作室，2个操作站（互为备用）放置于轧线主操作室，1个操作站放置于冷床操作室，1个操作站放置于精整操作室。

本工程所采用的WinCC（Windows Control Center，即视窗控制中心）系统软件包是HMI服务器的核心软件，它具有数据采集、监视和控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机的操作监视系统。其显著特点就是全面开放，在WindowsXP标准环境中，它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面，精确地满足生产实际要求，确保安全可靠地控制生产过程。WinCC还可提供成熟可靠的操作和高效的组态性能，同时具有灵活的伸缩能力。因此，无论简单或复杂任务，都能胜任。

SIEMENS公司的图形监控软件WinCC V6.0，具有实时监控、历史趋势图和报表、故障信息、良好的人机界面、丰富的图形库、过程控制功能块和数学函数等功能。

3.1.3.1 轧线主操作室两个操作站

轧线主操作室两个操作站（互为备用）主要用于在线的轧制表和故障报警的存储、显示和打印；工艺参数的预设定和修改，主轧线模拟图及轧线跟踪画面等。

同时用于轧线各参数的动态显示，包括速度、电流、张力、活套套高等。

主操作室操作站的主要功能和画面有：

·轧制表的存贮、修改、打印。

·故障报警信息的显示与打印。

·工艺参数的预设定及修改，包括：

─ 级联速度设定。

─ 冲击速降补偿设定。

─ 辊径设定。

─ 活套高度及起落套延时设定。

─ 微张力控制张力系数设定。

─ 切头、切尾长度、速度超前率等参数设定。

─ 冷床跳钢、步进、卸钢链、移送链时间参数设定。

·轧制过程状态显示包括：

─ 主轧线模拟图。

─ 主辅调速传动电流和速度的直方图和趋势图。

─ 活套高度基准值和实际值的直方图。

─ 各电气设备的就绪、运行、停止和故障显示画面。

─ 故障报警画面。

─ 显示画面的主菜单和子菜单。

·电气设备的一般操作，主要为轧制开始前的操作，主要包括：

─ 各调速传动系统的合/分闸、启动/停止操作。

─ 自动/手动方式选择操作。

─ 介质系统的方式选择及设备启动/停止操作。

─ 非轧制状态的模拟操作（如模拟轧钢）等。

3.1.3.2 加热炉区操作室操作站

─ 本区域内设备运行状态参数显示。

─ 本区域内有关数据的设定。

─ 轧线及各种设备的动态显示。

─ 事件、事故的显示、报警、诊断。

─ 数据采集、记录、趋势分析。

3.1.3.3 冷床操作台操作站

─ 可以显示主操作台操作站的全部画面，但不能进行参数修改和操作。

─ 冷床供电系统单线图及各电气设备的状态（合/分闸、就绪/故障、运行/停止等）。

─ 冷床各电气设备的故障信息，包括故障内容、产生时间、解除时间等。

─ 冷床控制设备的参数设定。

─ 各通讯网络的工作状态和故障诊断等。

3.1.3.4 精整操作台操作站

─ 可以显示主操作台操作站的全部画面，但不能进行参数修改和操作。

─ 精整供电系统单线图及各电气设备的状态（合/分闸、就绪/故障、运行/停止等）。

─ 精整各电气设备的故障信息，包括故障内容、产生时间、解除时间等。

─ 精整控制设备的参数设定。

─ 各通讯网络的工作状态和故障诊断等。

3.1.4 通讯网络

·轧线自动化系统通讯网络分为两层：

·第一层：人机界面与PLC之间及PLC彼此之间联成以太网，实现彼此的信息交换。通过以太网，把轧制工艺参数设定值和对电气设备的操作从人机界面传送到各PLC，把各设备的状态和工艺、电气参数及故障由PLC收集送到人机界面的显示器显示。PLC彼此之间也通过以太网实现控制信息及数据的传送。

以太网的性能指标介于远程网和多处理机之间，它主要用于办公自动化、分布式数据处理、终端访问以及其他高速、突发式信息交换系统。

·第二层：PLC与各自的远程I/O站之间和调速传动之间采用Profibus-DP通讯网络，PLC把设定参数和控制指令传送到各调速传动系统，并收集各调速传动系统的状态和电气参数送到人机界面的显示器上显示。

Profibus-DP网是一种实时、开放性工业现场总线网络。其特点是：使用数字传输，易于正确接收和差错校验，保证了传输数据的可靠性和准确性，有利于降低工厂低层设备之间的电缆连接成本，易于安装、维修和扩充，能及时发现故障，便于尽快处理。它的最大优点是能充分利用智能设备的能力。

3.2.1 概述

加热炉自动化仪表系统主要有步进梁加热炉燃烧系统和汽化冷却控制系统。加热炉分设加热1段、加热2段、均热段3段控制供热。加热炉配备2台助燃风机（1用1备），3台（2用1备）引风机，系统采用空煤气双蓄热方式，换向控制采用集中换向控制，段与段换向错开方式，围绕上述条件做出下列控制方案。

3.2.2 仪表检测控制系统的特点

加热炉自动化仪表和检测控制系统的装备以先进、经济、实用、可靠为原则，选择在其他类似加热炉上使用具有成功经验的控制系统和检测控制仪表为基础，以满足加热炉的高效率、低消耗、安全、自动的操作的控制要求，确保生产和产品的质量等技术经济指标。该系统过程自动化控制系统，就是对现场一次检测元件和执行机构实时在线检测和控制，达到控制加热炉各项功能要求。

控制系统的监控集中管理，操作容易，操作人员经简单的培训后即可掌握生产操作。处理问题快捷方便。

系统能稳定运行，两台操作站之间可互为备用提高了系统安全性，连续长时间工作，故障少，故障的恢复时间快。

控制系统设置了UPS不间断电源，工厂区域停电时UPS系统留有充足的时间不低于30分钟进行故障处理，完成必要的安全工作。

3.2.3 加热炉本体主要控制功能

3.2.3.1 能源介质的安全监控

在能源介质供应异常时报警，若可能危及人身、设备安全时，控制系统将自动处理到安全状态。

3.2.3.2 炉内温度与燃烧控制

·炉内温度控制

本加热炉分为3个燃烧控制段，各燃烧控制段的控制方式相同。

在加热炉每个控制段顶部安装2支S分度热电偶（按照炉宽方向排布）信号送给PLC，在加热炉每个控制段下部安装2只热电偶，两只电偶分别安装在加热炉的两侧，热电偶的测量信号由PLC进行处理并在HMI上显示。各段炉顶电偶检测信号作为控制该段炉温的检测信号，另外炉侧两只电偶正常时在HMI中显示，每段的炉温测量值与PLC内的炉温目标设定值进行比较，经比值控制输出方式控制煤气流量和空气流量调节阀，达到控制炉温目的。

·燃烧控制

各段煤气流量经孔板及差压变送器检测后送PLC进行处理，经双交叉限幅控制方式输出调节信号至煤气流量调节阀，按炉温需要调节煤气流量如图3-8-3所示。

PVf ,SPf—燃料流量的测量值和设定值 PVa ,SPa—空气流量的测量值和设定值TC ,FfC ,FaC ,FO2C—分别为温度，燃料，空气，氧量调节器 τCMP—纯滞后补偿环节HS,LS—高值，低值选择器a1,a2,a3,a4—偏置单元 HL,LL—高频，低频滤波r ,1/r—乘法器和除法器 Tg—炉温 MVt—温度调节器输出(燃料目标流量)

图3-8-3 煤气流量调节图

3.2.3.3 换向控制

三通阀的换向过程执行先关后开的原则。即由排烟状态换向为进气状态时，先关闭排烟侧，再打开进气侧；由进气状态换向为排烟状态时，先关闭进气侧，再打开排烟侧。

3.2.3.4 炉膛压力控制

在均热段设置炉压取压点，以均热段作为控制点。手动方式：操作人员手动调整引风机风门电动执行机构，通过加大或减少排烟量来控制炉膛压力。

自动方式（A方式）：由PLC系统根据炉压设定值对引风机风门电动执行机构进行自动控制。

3.2.3.5 排烟温度控制

在各个供热段三通阀后支管设有烟气调节阀，根据三通阀后的排烟温度作为控制排烟量的测量值，自动控制烟气调节阀控制该段的排烟量大小，使该段的排烟温度控制在设定范围内。

3.2.3.6 安全和保护

煤气总管道上设有事故自动切断阀，在发生煤气低压、助燃空气低压、压缩空气低压、鼓风机停机、引风机停机等重大故障时短时间内自动切断煤气。为了更加安全可靠在系统控制柜中加装硬件连锁功能（紧急事故人工按钮），它是独立的硬件连锁关系不受因控制系统故障的原因的影响，而由人工处理事故最为可靠及时硬件单元。

3.2.3.7 燃烧安全装置

助燃空气、煤气以及仪表压缩空气的压力同时增加压力开关检测，当检测压力异常时进行报警，必要时进行燃烧切断。为了防止压力开关的误动作，进行压力检测延时控制。

各种故障分为重故障和轻故障。轻故障时进行报警，重故障发生时进行燃烧切断。

3.2.4 汽化冷却系统主要控制功能

·汽包水位检测控制。

·汽包压力控制。

·步进梁水回路检测控制。

·水冷回路检测控制。

·水封槽水位控制。

·地坑水位控制。

·循环水泵连锁。

·给水泵连锁。

·软水泵连锁。

3.2.5 加热炉自动检测与控制系统设备概述

3.2.5.1 系统概述

加热炉仪表自动化控制系统是由S7-400PLC控制系统作为系统主控制器，I/O采用分布式控制结构ET200M系统，现场总线采用PROFIBUS-DP总线结构将主控制器和ET200M系统相连接，工作站（HMI）与控制器连接方式L2采用工业以太网形式组成，同时也为整个轧线的数据交换提供了良好的通讯方式，便于工厂级的管理网络的拓展连接构成全厂信息化管理网络，为领导管理层提供了最基础的数据平台。PLC控制器用于生产过程的逻辑和顺序控制，闭环调节控

制、数据采集、计算和过程I／O处理等。工作站用于参数设定、操作和修改、报警和事故显示、过程画面显示、系统状态显示等。

图3-8-4 加热炉自动检测与控制图

3.2.5.2 控制系统功能

PLC控制系统完成对生产过程中各种参量、数据的采集，输入输出信号的变换、处理、显示、记录、运算、连锁报警、回路控制、逻辑控制、数据通讯等功能。

采用HMI屏幕显示的方式，显示各监视、控制所必需的各种操作、监视画面。操作人员通过对HMI上的总貌画面、流程画面、趋势记录、报警、操作等画面的观察分析，使用计算机键盘、鼠标进行操作。

报表可通过打印机打印。

·仪表画面清单：

─ 系统总貌画面。

─ 汽化冷却画面。

─ 报警总貌画面。

─ 参数设定画面。

─ 分段显示画面。

─ 控制回路画面。

─ 实时趋势画面。

─ 历史记录画面。

·控制系统配置：

根据工艺技术要求设置2台操作站（仪控2台操作站互为热备），作为操作、监视及工程组态用。1套S7－400控制器及远程I/O ET200M。I/O通道备用不低于15％。

设置1台A4网络激光打印机，用于打印报警记录、报表及编程打印。

整个PLC系统配置1套UPS不停电电源装置（和电控系统公用），停电后能维持大于30分钟的供电时间，以保证数据的存贮和安全处理。

3.2.6 现场仪表

重要现场仪表均为电子式智能仪表。

装在现场的流量、压力、差压变送器、压力开关、调节阀等保护等级为IP65。装在控制室内仪表与电气设备的保护等级为IP54。

各类调节阀均为电动调节阀。

风机入口和烟道闸板采用电子式电动执行机构。

切断阀为气动阀。

温度检测用热电偶、热电阻和双金属温度计。燃烧系统的煤气采和空气采用标准孔板；其他部位和介质流量检测用先进合理的测量仪表。

3.2.7 仪表控制用电源和气源

3.2.7.1 仪表控制用电源

仪表控制用电源为220VAC 50HZ,容量15kVA。负荷类别与工艺设备相同。电源由电气控制室提供。

3.2.7.2 仪表气源

仪表气源为除油、除尘、脱湿后的洁净压缩空气，供气动调节阀、三通阀和切断阀及其他仪表装置使用。

为方便生产调度指挥人员及管理人员能够直观地观察到工作现场不易看到的重要生产部位及生产环境较为恶劣的重要生产环节,实现安全生产,设置工业电视监控系统。

在棒材生产线的钢坯上料台架（1 处）、粗中轧区（1处）、精轧区（1处）、3#分段飞剪（1 处）、冷床入口（1处）、冷剪区（1 处）、打捆区两侧（2处）共设置8 套彩色工业摄像机及相关配套设备。在1CS操作室设置一台监视器（监视钢坯上料台架、粗中轧区），在2CS 操作室设置两台监视器（都为四画面分割）（监视所有摄像机信号）、两台四画面分割器以及其他配套专用设备，在3CS 操作室设置一台监视器（监视飞剪区、冷剪区、打捆区）（四画面分割）、一台台四画面分割器以及其他配套专用设备，4CS操作室设置一台监视器（监视打捆区）。

图3-8-5

4.2.1 现场准备工作:

讨论调试计划、安全保证措施

筹备现场调试工具及材料

筹备现场办公设施

4.2.2 单体设备开通

传动装置

① 通电前检查通电检查。

② 不带机械调试。

③ 带机械调试。

PLC硬件检查（依据PLC设备设计原理图）

① 上电前检查

② 上电检查

网络通讯检查

基本控制功能检查

功能检查（主轧线）

① 各机架的点动运行。

② 速度调整。

③ 级联调速、非级联调速。

④ 启动及停车包括快停、紧急停车。

⑤ 传动复位。

⑥ 分区启动（中轧区、精轧区）:按指定的加速减速曲线分区启动各传动装置，检查加减速曲线是否满足要求。

⑦ 故障联锁检查:控制电源故障，欠电压故障测试。

⑧ 启动允许条件检查:风机正常运行信号，润滑系统正常信号，可控硅保护正常，故障复位按钮动作后信号。

⑨ 轧机工作速度设定检查。

⑩ 核对由工作站的轧制程序（计算机）给出的各轧机的主电机设定速度值，可按下列因素核对设定值:

·基准架出口速度。

·各机架的减面率。

·冲击速度补偿。

·轧机的减速比值。

·各机架轧辊直径（工艺计算值）。

系统联调

1）联调准备及关键参数确认

① 讨论现场条件及联调计划。

② 确认现场条件具备联动试车条件。

③ 解决遗留问题。

2）无钢热试

① 各机架的点动运行。

② 速度调整。

③ 级联调速、非级联调速。

④ 启动及停车包括快停、紧急停车。

⑤ 传动复位。

⑥ 分区启动（中轧区、精轧区）:按指定的加速减速曲线分区启动各传动装置，检查加减速曲线是否满足要求。

⑦ 故障联锁检查：控制电源故障，欠电压故障测试。

⑧ 启动允许条件检查:风机正常运行信号，润滑系统正常信号，可控硅保护正常，故障复位按钮动作后信号。

⑨ 轧机工作速度设定检查。

3）带钢热试

① 级联自动控制功能检查。

·级联速度设定。

·自动级联调节功能检查。

② 速度设定自适应功能校验：

·冲击速度（动态速降）补偿。

·活套自动控制系统调试。

③ 微张力控制检查。

④ 机架空过控制。

⑤ 轧件跟踪功能检查。

⑥ 飞剪控制系统的调整。

4）完整的系统备份

① PLC程序。

② 人机接口程序。

该项目于2009年4月16日顺利一次热试成功,现已投产运行5年多，该项目所设计与应用的自动化仪表系统总体运行平稳、安全、可靠，达到国内领先、国际先进水平，由于采用了新的工艺和物料自动跟踪功能，因此大大降低了事故排放及能耗，满足了工厂对健康、安全、环保与节能减排的要求，同时也降低了生产操作和管理人员、仪表维护人员的人力投入，同时为了使业主更好地维护和使用该套自动化仪表系统，还做了以下的电气控制培训工作：

1）设计过程中基础培训。

2）控制系统软、硬件培训。

3）传动系统培训。

4）实验室系统仿真调试培训。

5）操作人员及维护人员的现场培训。

6）在冷试车和热负荷试车开始时，乙方将组织工艺、设备、电控人员进行试车前的交底和操作说明的讲解培训。

该工程的主要工程创新如下：

1）以市场为导向，跟踪国内外市场需求，特别是周边地区需求，以取得最佳的企业经济效益和社会效益。

2）积极贯彻国家的环保政策和可持续发展的战略，采用环保型的工艺装备，在车间生产的各个环节上充分利用能源，尽最大能力降低能源消耗，充分提高二次能源的回收和再利用，以提高资源的利用率。

3）本工程把保护环境放在重要地位，推进节能环保——清洁生产技术，采用源头控制策略，降低污染物和有毒物对环境的污染，对产生的废水、废气、噪声和固体废物均进行了充分地研究，采取有效的控制措施，使其达到国家和地方规定的标准（工业废水做到“零”排放）。执行“三同时”规定，执行安全卫生和防火等规定。