1、冷轧彩涂线开卷及卷取区域电气调试典型故障分析张学伟唐钢冷轧薄板厂自动化摘要：冷轧薄板厂各条生产线如彩涂、酸洗、镀锌、平整、重卷的开卷及卷取设备在电气控制方面有共同之处，彩色涂层线做为冷轧薄板厂第一条生产线，我们对在其设备安装和调试过程中出现的问题及解决对策进行了分析整理，为后来相继投产的酸洗、镀锌、轧机、平整、重卷等多条生产线提供了宝贵经验，促进了冷轧薄板厂一、二、三期各生产线的建设进程。本文所列举的电气调试过程中的故障涉及 PLC 控制程序及联锁、传动控制模式等技术难点。解决故障的过程中，我们借助美国罗克韦尔 A-B 公司的 PLC、传动系统在线数据监控，明确工艺过程中的故障现象，理清分析思
2、路，以求快速、可靠地排除电气故障，实现工艺要求。关键词：开卷 卷取 活套 转矩控制 逻辑联锁1、冷轧彩涂生产线简介彩色涂层生产线采用美国罗克韦尔 A-B 公司的 1336T 和 1336E 型矢量控制变频装置、Controllogix 控制器、RSVIEW32 开发软件。生产线由入口段、入口活套、化学处理段、涂层段、出口活套、出口段组成，如图一所示。在入口段通过测宽、测径后的钢卷由运卷小车输送并插入开卷机，钢卷头部由夹送辊送入双切剪，剪掉钢卷头部有缺陷的部分，再由夹送辊把带钢头部输送到双排型缝合机，将前后两卷带钢头尾缝合在一起。为了保证生产线可以连续生产，设置了立式入口、出口活套，其有效储量与
3、入口钢卷的处理时间、出口段分卷造成的减速相对应。 卷 取 机1 开 卷 机2 开 卷 机缝 合 机 双 切 剪1 张 力 辊出 口 活 套入 口 活 套2 张 力 辊1清 洗 段化 涂 机化 涂 炉 3 张 力 辊 精 涂 机备 涂 机初 涂 机 1 固 化 炉 冷 却 段2 固 化 炉 5 张 力 辊4 张 力 辊 6 张 力 辊43化 学干 燥 器 出 口 剪2 热 风干 燥 器2 热 风干 燥 器 冷 却 段水 冷 辊 检 查 室 覆 膜 机图一 彩涂生产线工艺流程图2、冷轧彩涂生产线开卷及卷取区域电气调试典型故障 2.1 开卷区域对带头的控制过程中解决的多个程序及传动系统错误开卷后，要
4、把带头由双切剪自动剪切后自动送到缝合机处。在双切剪处，钢料多次堆积，无法完成剪切动作。处理过程中，对相继发现的几个问题，处理如下。2.1.1 在程序中模拟有钢信号，调试逻辑联锁钢料多次堆积造成大量废钢料，增加了调试成本。镀锌卷按每米 30 元计算，两天已剪钢料 80多米，合计 2400 元。我认为此工艺过程逻辑并不复杂，为避免更多的钢料浪费，减少处理堆钢的时间，建议对程序进行处理，模拟有钢信号，调试逻辑联锁。2.1.2 双切剪前夹送辊的问题我经过现场观察，首先发现双切剪前夹送辊动作不正常，查程序，把原来瞬时的给定信号改为保持的信号，前夹送辊故障解除。2.1.3 双切剪后夹送辊的问题又发现双切剪
5、后夹送辊动作不正常故障集中在双切剪的下出口夹送辊，有时转有时不转。造成钢料堆积，传动装置报电机过载一次。再次运转时，我盯传动中参数，发现现场下出口夹送辊电机静止时，传动中速度反馈值为-134 转，观察传动中参数的曲线，现象异常，怀疑通讯不正常。但在PLC 程序中，通讯故障位始终显示正常。怀疑传动软件兼容性差。做了个试验，人为把传动装置分闸，PLC 中通讯故障位报警有效。于是，首先我们排除了 PLC 与传动之间的通讯问题。接下来，检查查堵转的原因。针对双切剪下出口电机过载的故障，我手动盘车，排除机械卡劲的可能后，检查电机的抱闸。抱闸无异常情况，但电机很热。确认抱闸正常后，我把抱闸强制脱开，做电机
6、点动。发现了钢料堆积的原因，当电机停止时，程序中电机零速信号偶尔没有，并且现场发现电机停止后，有时电机发出高频声音，每次电机过载都伴随着这种现象。动作过程中，我观察PLC 逻辑联锁和传动监控软件中的电机运转参数，发现当 PLC 中触发双切剪的上入口夹送辊转动时，有时电机不转，停车后，现场电机发出高频声音。此时电机参数中给电流反馈值比正常时大三倍，这是明确的堵转现象。而传动软件显示此时给定值为 0，PLC 程序中观察给定为 0，已发停车信号。电机参数中速度反馈为-89 转。也就是说无给定信号，电机有实际电流，有假的速度反馈。对于这种故障现象我们反复分析，终于解决。原来，此时在停车过程中按 PLC
7、 中的斜坡停车，等到传动中发出零速信号为止， PLC 中撤给定，给抱闸发信号抱住。传动中零速信号是判断当电机速度反馈值小于门槛值时，默认 30 转，零速信号置 1。PLC 撤给定后，传动装置按自己的停车方式（默认斜坡方式）完成余下 30 转速度的停车。问题出在此时 PLC 中已发抱闸信号，使传动中无法完成自己的斜坡停车，这就是实际堵转的原因。解决方法，更改传动中自己的斜坡停车方式为自由停车，故障解决。2.2 出口活套两次溜车的故障排查全线以 40 米每分钟联动。当停车时，出现险肇情况。全线停车后，出口活套小车一直下降，有断带的危险。当时，按以往经验，负责调试的电气专家判断故障原因是活套小车抱闸
8、失灵，但是当把抱闸线圈停电后，小车仍向下降。小车此时距底部还有一定距离，我建议出口活套急停，调试专家仍坚持自己的判断，认为是溜车，急停没用。小车继续下降，此时，现场报告出口段仍有速度，我据此判断，不是活套溜车。命令出口段撤张力。无效。最终拍下过程段的急停，PLC 程序中联锁，出口段停车，小车下降停止。故障分析：通过向操作人员了解当时现场情况，排除活套溜车，因为在活套出、入口没有钢带的堆积。因出口段一直有速度，小车下降的原因有二。一种可能是，全线停车后，各段张力未撤时，出口活套失张，造成卷出口段保持张力，拉动出口活套下降。另一种可能是，停全线时，出口段未停车。与负责调试的电气专家分析后，倾向于第
9、一种可能。出口段撤张无效是因为 PLC 程序中有漏洞，现场撤掉张力给定时，在过程段操作员触摸屏上建张命令仍起作用。已更正。以前曾发生过一次活套小车溜车，故障原因是调试专家的在线笔记本当机，为使程序中建张命令中止，强行中断 PLC，未考虑到抱闸线圈仍得电打开，造成活套小车向下溜车。把抱闸线圈断电后，溜车停止。2.3 入口活套电机的转矩控制问题调试入口段停车，由入口活套继续往过程段送钢料的动作，出现问题。在入口活套降套过程中，一号张力辊与入口活套之间的钢带出现规律性的松、紧、松、紧。因一号张力辊一直静止，初步判断，入口活套电机的转矩控制有问题。再次做动作时，我盯 PLC 中电机给定与反馈，发现速度
10、偏置与入口活套进出口速度差不合适，造成转矩给定时有时无。更改速度偏置值后，故障解除。2.4 风、水、油等外部条件在 PLC 联锁保护中的漏洞调试卷取机对中控制系统时，我发现芯轴做了个误动作：缩径。经查，PLC 程序中涨径线圈失电，出口液压站报过温故障。检查现场发现，冷却水阀门未开。过温故障应该联锁到不允许建张动作。这反应出，PLC 程序中的各种联锁保护有漏洞，应把所有联锁保护条件整理完善，保证现场调试顺利进行。2.5 核查 PLC 程序中原始机械设备参数除了 PLC 控制程序和传动装置本身的技术问题之外，还有一些比较典型的故障，拓宽了我们解决问题时的思路。如：全线以 60 米每分钟的速度联动时
11、，发现入口活套微微持继上升，出口活套缓慢下降。怀疑各段线速度有微小差异，排除 PLC 及传动方面的可能性后，核对机械厂家提供的电机齿比有误。校准后问题解决。2.6 停、送电及其它操作的标准化管理有助于减少事故发生率有一次 PLC 中报与传动装置的通讯丢失。在排查网络通讯之后，发现因整流柜送电步骤不正常，直流母线未上电。经上海 A-B 总部确认，不会造成硬件的损坏。解决方法，再次上电即可。此事反应出应加强电气停、送电及其它操作的标准化管理。3 结束语以上简要介绍了唐钢冷轧薄板厂彩涂生产线调试过程中出现的一些有代表性的电气故障解决事例。该厂共三期工程，包括十余条生产线，所选用的电气设备水平是世界领先的，各生产线电气设备组成差异很大，电气设备 PLC 及传动系统主要有 A-B 公司、西门子公司、ABB 公司、东芝三菱公司等公司的产品。生产实践中，在掌握不同厂家的设备技术前提下，不断从各条生产线的电气维护工作中总结规律，对于研究和实现冷轧各工艺流程的具体工艺要求，提高设备可开动率有很大帮助。2007-6-22
