-
-
手机阅读
中板厂精轧AGC系统在作业率提升攻关中的网络重构及优化 |
| 摘要：本文主要介绍了，如何针对精轧液压AGC系统在生产过程中出现的各类设备故障，通过网络结构的重组、操作台的优化设计、复杂环境下电缆选型及防护、位移传感器的安装模式、各检测元器件的接线模式等方案进行多角度攻关设备隐患，提升系统稳定性的过程。 关键词：AGC ； 优化； 效益； 1．前言 2007年以来，国内钢铁市场竞争日益加剧，顾客对产品质量要求进一步提高，产品需求已经由粗放型快速生产向精细化稳定生产转变，新形势下对AGC系统稳定性和控制精度都提出了更高的要求。中板液压AGC系统的长期稳定运行，已经成为我厂提高产品成材率、确保产品质量、减少质量异议，打赢“绿色品牌年”这一产品质量攻坚战的关键所在。 为了能够满足生产工艺的要求，实现AGC系统的稳定运行，我们组织了技术力量，对系统存在的频繁出现“灰屏”现象、操作台布局不合理、电缆抗干扰性差、控制电缆寿命周期短、位移传感器信号波动、线路更换时间长等因素，进行问题的提出、分析、方案论证和实施。通过技术攻关，最终进一步提升了我厂AGC系统的作业率，取得了良好的应用效果，创造了巨大的经济效益。 2．问题的提出 原AGC系统采用德国SIEMENS公司的SIMADYN D数字控制系统。近几年来，在AGC系统运行阶段，由于现场检测元器件的安装方式、线路、通讯问题，一定程度上影响了系统的正常运行，造成了刮框、板形不稳等设备事故，直接影响到了钢板质量和成材率。基于以上各方面的要求和原因，我们决定对中板厂精轧液压AGC系统的网络进行重新构架与系统的全面优化。 3．原因分析 3．1 网络结构的原因分析 原上位机频繁出现“灰屏”现象：该项目最初采用光纤通讯方式，网络构架由尾纤、光电转换器、光纤熔接盒、五类双绞屏蔽线、交换机、计算机等部分组成。这种连接方式构成的通讯网络中间环节繁多，而实际通讯距离较远、干扰大。导致系统网络的稳定性强弱，依赖于元器件的性能优良与否。因此，网络结构的不合理是“灰屏”的主要原因。 3．2 元器件的布局优化的原因分析 由于原来AGC操作台面上信号灯、按钮、转向开关、电流表等电控元器件共计63个，布局不合理，操作人员操作动作繁琐，容易造成疲劳、注意力下降、生产操作故障增加等现象。因此，操作台面元器件多、布局不合理、操作人员易疲劳等因素是增加设备故障的隐患之一。 3．3 现场线路问题原因分析： 由于原来控制线路均采用普通控制电缆，而现场轧机作业环境存在大量油污、水汽、高温等因素，线路本体常出现高温老化、屏蔽不好信号干扰、更换周期短等问题。对系统的长期稳定构成了威胁。因此，线路本体是提高系统稳定性的环节之一。 3．4 位移传感器安装方式出现问题的原因分析： 精轧液压ＡＧＣ系统中，原位移传感器安装于每个缸体两侧，置于水套之内。该模式下由于缸体震动、水汽环境、转缸等外部因素，容易出现插头松动、脱落，插头焊接线掉落等现象，造成刮框等重大设备事故。因此，位移传感器的安装模式与位置是进一步提升系统稳定性的又一个因素。 3．5 检测元器件接线方式优化 原检测元器件接线方式是将做插头与由轧机至控制室内的线路直接对接，一旦出现线路问题往往需要线路短接留下新隐患点或者更换大约200长的整条线路。因此，系统与检测元器件的接线连接方式也是进一步提高系统稳定性的因素。 3．6 防护优化： 原轧机顶部的控制线路是放置于压下动力线路桥架内，更换时费时、费力，没有单独的线路桥架。由顶部到位移传感器这一段近2米左右均为普通蛇皮管防护，造成线路寿命缩短。因此，控制线路的本体防护问题，也是进一步需要优化的环节。 3．7、汇总需要解决的问题：  4． 方案及其可行性分析 4．1 优化网络结构： 目前网络技术在工控领域内的发展日趋成熟，以太网技术的应用也越发广泛。因此，用以太网技术来直接完成光纤通讯任务，从技术角度而言是完全可行的，可以做到杜绝频繁“灰屏”现象。 4．2 操作台优化 为了简化操作台面设计，将动作频率低的元器件功能用WINCC上位机完全可以实现，能够大幅度减少操作台面上的元器件，优化元器件布局，使得操作更加人性化。 4．3 线路优化 由于目前线路使用普通控缆，抗干扰行弱。选用屏蔽性能好的双屏蔽双绞耐高温电缆，可以确保优良的抗干扰行、耐高温性。彻底杜绝由于线路抗干扰性差引起检测信号波动，从而导致设备事故因素。 4．4 位移传感器优化： 目前位移传感器共计4套，分别安置于水套内，安装于两个液压缸体两侧。而将其至于缸体中央的安装方式将会避免使用水套，避免遭遇到水汽等恶劣环境，减少位移传感器信号失效的外界诸多因素。 4．5 检测元器件接线方式优化 原线路方式为由控制柜体直接到轧机检测元器件方式，一旦出现线路问题将会对整根线路进行更换。可以在机旁增加一个分线箱体，这样会大大减少线路更换长度和难度，节约大量时间，杜绝由于插头松动、进水、接地、更换线路费时等造成信号无效、故障处理时间长。 4．6 线路防护优化： 原线路由于至轧机后仅仅用蛇皮管进行防护，寿命短、防油性差，完全可以将其全部通过走管线方式，将其至于钢管内最大限度缩小线路的外露部分。杜绝由于线路防护不利引起线路短路、断路、接地、频繁更换现象；此次搬迁优化为上轧机的桥架与压下动力桥架进行分离，同时用隔热板进行了防辐射处理；出现线路问题时，可以迅速方便的对线路更换处理；现在由桥架至检测元件这部分线路基本上用蛇皮管进行防护，优化为所有检测元件由桥架至元件进行标准配双路管路进行对线路的彻底防护，将线路外漏部分最小化； 5．方案实施及其问题解决 5．1优化网路结构：由目前光纤通讯方式改为以太网通讯方式； （1）最初系统网络结构图：  （2）优化方案及其实施后的网络结构  由此网络结构图可知：该网络结构在优化前，从SIMADYN-D系统到操作台上位机之间环节多。优化后大大减少了中间环节，由于以太网通讯距离的限制，仅仅在厂房顶部增加了交换机，就可以确保该网络构架稳定运行。 5．2 元器件的布局优化对策： 结合操作台搬迁对操作台进行重新设计，将不常动作元器件，改为由操作台上位机操作。由热轧车间对操作人员进行广泛征求意见，形成将元器件最少化布局建议和元器件操作最优化位置，根据以上意见建议重新设计操作台。 5．2．1原操作台面设计如下：  由以上原因分析可知，原操作台面有元器件共计63个。操作人员操作不便布局不合理，疲劳强度大。因此，优化操作台布局要因在于： ● 减少元器件数量为要因之一； 5．2．2优化后的操作台结构  如图新操作台内仅仅8、10、11频繁使用的三项为AGC元器件，更加适合操作人员的操作，提高工作效率、降低劳动强度。 5．3.复杂环境下控制电缆选型优化 由于控制电缆的屏蔽方式、电缆耐高温与否、线路是否双绞，成为减少线路本体故障的几个衡量因素。所有控制线路由原来的普通控制电缆改为用双绞屏蔽阻燃电缆，确保信号的长期稳定运行，提高线路抗干扰性和耐高温性，延长线路本体的寿命，最大限度降低由于高温、磨损、腐蚀等造成的接地、短路等现象； 5．4．位移传感器的安装方式优化 位移传感器的安装方式是解决辊缝信号波动不稳定的要因，配合分厂完成对缸体备件定制时，完成位移传感器中心安装位置方案的实施。利用新缸体制作备件定制时，与厂家协调，将位移传感器安装于缸体中心位置。优化为缸体中间内部安装位移传感器方式，由原来４只位移传感器和４套机械水套的安装模式，改变为共用２只位移传感器即可。减少了位移传感器２支，减少了４套水套。安装结构的改变，从根本上改变了位移传感器本体的运行环境，减少了设备故障点，提高了位移传感器的稳定性； 5．5．检测元器件接线方式优化 检测元器件线路连接方式是解决由于线路更换问题造成长时间设备故障的要因。因此，选择了轧机主跨北墙位置，安装了新的控制线路端子箱体8AT，由控制柜体来现场所有控制电缆，接线与端子排上端子。大大减少由于线路更换维护时间。 5．6．控制线路防护优化 控制线路的防护到位与否是控制电缆是否能够长期稳定使用的要因。检修开始时组织施工队伍进行如下工作： 6．项目实际应用效果分析 6．1通讯模式重组后设备影响时间对比 网络结构优化前、后，因网络通讯问题造成电气设备影响时间06～07年度统计如下：  由该调度日志统计数据对比图可以知道，通过改变网络结构实现以太网络通讯方式后，完全解决了“灰屏、死机”等通讯问题，实现了长期稳定运行，效果显著。 6．2 通过操作台重新设计、线路换型、位移传感器安装方式改变、检测元器件线路连接模式调整、线路防护等方案实施。AGC设备影响时间改造前后对比图如下：  7．结束语 中板厂AGC系统，通过操作台搬迁、控制柜体搬迁项目的有步骤实施，对整个系统逐步进行了优化。整个生产组织已经由原来每个月都有大的设备事故、生产操作事故出现，逐步过度到了长期安全、稳定运行阶段。连续数月创造了该设备“零影响”时间的佳绩。为中板厂产品质量的进一步提升，奠定了坚实的设备基础。该项目的成功应用，大大减少轧费板数量，减少备件消耗、产品质量异议，减轻了操作工的劳动强度。确保了我厂产品质量的稳定性、提高了产品成材率，在“绿色品牌年”中提高了产品竞争力，提升了产品的美誉度。每年可为总公司增创156万元的直接经济效益和良好的社会效益。 |