熱軋主電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用

劉勝利

（河鋼集團(tuán)唐鋼信息自動(dòng)化部, 河北唐山，063000）

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)組成

河鋼唐鋼熱軋1700主電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)原設(shè)計(jì)采用西門子200系統(tǒng)，此系統(tǒng)沒有上位機(jī)，所有的報(bào)警無(wú)法畫面顯示，出現(xiàn)故障時(shí)也無(wú)法通過(guò)程序進(jìn)行連鎖查找。新系統(tǒng)包含4臺(tái)PLC柜，位于潤(rùn)滑站就近位置；3套上位機(jī)，分別位于粗軋操作室、精軋操作室和電氣室。新的系統(tǒng)采用西門子300系統(tǒng)，增加各路油壓、液位模擬量檢測(cè)儀表，程序自動(dòng)控制備用油泵和油壓控制器，并能在事故狀態(tài)下自動(dòng)切換，同時(shí)將切換信息提示在上位機(jī)上。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況開發(fā)人機(jī)交互畫面，配備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)及報(bào)警信息，使操作人員從遠(yuǎn)程就可以完成對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的起停控制和監(jiān)控，縮短處理時(shí)間，大大降低了事故風(fēng)險(xiǎn)，減少安全生產(chǎn)事故及經(jīng)濟(jì)損失。

新的系統(tǒng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況開發(fā)人機(jī)交互畫面，配備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)及報(bào)警信息，使操作人員從遠(yuǎn)程就可以完成對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的起停控制和監(jiān)控，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，縮短處理時(shí)間，大大降低了事故風(fēng)險(xiǎn)，避免安全生產(chǎn)事故及經(jīng)濟(jì)損失。

熱軋1700主電機(jī)潤(rùn)滑站共有四個(gè)潤(rùn)滑站點(diǎn)，全部位于地下油庫(kù)，原系統(tǒng)泵的啟停控制、壓力及溫度的顯示都在現(xiàn)場(chǎng)操作，沒有上位機(jī)，異常報(bào)警也不能在生產(chǎn)線畫面顯示，出現(xiàn)故障時(shí)也無(wú)法通過(guò)程序進(jìn)行連鎖查找。新系統(tǒng)包含4臺(tái)PLC柜，位于潤(rùn)滑站就近位置；3套上位機(jī)，分別位于粗軋操作室、精軋操作室和電氣室。現(xiàn)場(chǎng)PLC柜通過(guò)網(wǎng)線連接，PLC與電氣室上位機(jī)由光纖通信，各上位機(jī)之間通過(guò)光纖。新的系統(tǒng)采用西門子300系統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況開發(fā)人機(jī)交互畫面，配備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)及報(bào)警信息，使操作人員從遠(yuǎn)程就可以完成對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)的起停控制和監(jiān)控。程序自動(dòng)控制備用油泵和油壓控制器，并能在事故狀態(tài)下自動(dòng)切換，同時(shí)將切換信息提示在上位機(jī)上。采用了上位機(jī)及監(jiān)控軟件，技術(shù)人員在電氣室就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，縮短處理時(shí)間，大大降低了事故風(fēng)險(xiǎn)，避免安全生產(chǎn)事故及經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì)

1.2.1 控制思路(基本功能)

本次EL項(xiàng)目改造完善了備用泵機(jī)制，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的循環(huán)泵出口壓力和高壓泵出口壓力及時(shí)啟動(dòng)備用泵，防止由于潤(rùn)滑系統(tǒng)故障造成的軋機(jī)的停車和堆鋼事故，進(jìn)而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。重新編寫了加熱器和冷卻水閥的控制機(jī)制，重新設(shè)定了溫度參數(shù)，使其更加合理和符合運(yùn)行狀況。編寫了循環(huán)泵高壓泵的手動(dòng)/自動(dòng)啟動(dòng)方式，符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。將循環(huán)泵和高壓泵的壓力以數(shù)值和報(bào)警的形式實(shí)時(shí)的展現(xiàn)在操作面板和HMI操作界面。

1.2.2 畫面設(shè)計(jì)

本次EL項(xiàng)目改造增加了HMI遠(yuǎn)程界面操作功能。HMI界面采用西門子Wincc v7.3 軟件編輯，界面內(nèi)容包含了：泵的模式選擇、泵的啟停操作、加熱器和冷卻水閥的工作狀態(tài)、壓力和溫度以及液位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警信息的界面顯示和記錄、操作信息的記錄、設(shè)備診斷等功能。HMI遠(yuǎn)程界面操作界面的設(shè)計(jì)使得操作員能夠在電氣室實(shí)現(xiàn)EL潤(rùn)滑系統(tǒng)的操作控制，并監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀況，自動(dòng)記錄EL潤(rùn)滑系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，為EL潤(rùn)滑系統(tǒng)的操作和維護(hù)帶來(lái)了極大地便利。

1.2.3 硬件組態(tài)

本系統(tǒng)采用西門子S7-300 PLC替代原有的S7-200 PLC,S7-300具有更加模塊化的硬件，易于擴(kuò)展；更加豐富的編程語(yǔ)言，功能塊化的設(shè)計(jì)，使其不僅在編程過(guò)程中條理更加清晰，也增加了程序的可讀性。

1.2.4 程序設(shè)計(jì)

程序部分包含手動(dòng)啟泵、自動(dòng)啟泵、備用泵功能、加熱器控制、冷卻水控制、泵故障提示等功能。

2 關(guān)鍵技術(shù)

新系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求增加了備用泵功能，壓力、溫度和液位的實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。在原有系統(tǒng)的的不足和新增功能的基礎(chǔ)上重新進(jìn)行設(shè)備選型，重新圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和柜體加工，使新系統(tǒng)通功能更加完善、設(shè)計(jì)更加合理、柜體布局更加簡(jiǎn)潔。

增加了備用泵功能。原系統(tǒng)中當(dāng)循環(huán)泵出口壓力或高壓泵潤(rùn)滑壓力達(dá)不到設(shè)定值，只能采取主電機(jī)停車的方式保護(hù)設(shè)備，這樣將會(huì)導(dǎo)致堆鋼事故。新系統(tǒng)中采用備用泵機(jī)制，當(dāng)循環(huán)泵出口壓力或高壓泵潤(rùn)滑壓力低會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)備用泵，保證循環(huán)泵出口壓力或高壓泵潤(rùn)滑壓力在設(shè)定值范圍內(nèi)，大大提高了設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性，減少了事故率。

新系統(tǒng)中增加了HMI界面功能。通過(guò)友好的的界面設(shè)計(jì)將EL潤(rùn)滑系統(tǒng)更加簡(jiǎn)潔呈現(xiàn)在電腦畫面，方便操作員在電氣室對(duì)EL潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行操作和監(jiān)控，新增的報(bào)警和操作記錄界面實(shí)時(shí)記錄設(shè)備的運(yùn)行狀況和操作信息，方便操作員查找過(guò)往的報(bào)警和操作信息，幫助操作員快速查找故障原因。

增加曲線監(jiān)控功能。在新系統(tǒng)中加入了曲線監(jiān)控軟件，將系統(tǒng)中的數(shù)字量和模擬量全部加入監(jiān)控軟件，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。對(duì)設(shè)備的功能劣化可以動(dòng)態(tài)掌握，避免了因設(shè)備故障而造成的停車。

3 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)大部分主電機(jī)潤(rùn)滑都是采用ET200系統(tǒng)，程序邏輯簡(jiǎn)單，報(bào)警不易查詢，很少設(shè)置上位機(jī)。本系統(tǒng)改造的思想已經(jīng)很成熟，控制技術(shù)也已經(jīng)完全掌握。控制的準(zhǔn)確性和成熟性也已經(jīng)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。通過(guò)7個(gè)月的運(yùn)行測(cè)試，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，達(dá)到了預(yù)期效果，滿足了改造要求，保證了生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。