上海宝钢实习电气培训教材Word格式.docx
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10.2.6交流电源线路43
11电讯设施44
11.1电讯设施种类：
44
11.2自动电话44
11.3指令电话44
11.4工业电视系统45
11.5火灾自动报警47
1概述
轧钢车间新建主厂房面积约40000m2,热轧生产线加热炉设备为步进梁式加热炉1座、室式炉1座，隧道式中间加热炉1座；
轧线主要设备为1架二辊可逆粗轧机、16架450连轧机、1台摆剪、4台飞剪、1台冷剪、1台砂轮锯、冷床收集等在线和离线装置，轧辊间设轧辊车床等；
后道精整热处理部分包括作为轧后预退火的移罩炉2座，连续式退火炉1座、车底式退火炉2座、时效炉1座；
新建或利旧矫直机、抛丸机、砂轮倒棱机、探伤仪、砂带抛光机等精整设备；
以及与其相配套的公辅设施。
年生产4万吨高合金系列中的镍基合金、钛合金、高工模具、叶片用钢为主，6万吨不锈钢、阀门钢等钢种为辅的热轧型材，产品规格主要是14－85mm的圆钢，20－50mm的方钢,以及8~20×
28~75mm的扁钢，并将建成公司特殊合金和高合金的热轧热处理精整中心。
2供电电源及高压供电
本工程电源引自七中央变电所，由变电所6kV高压配电室不同段母线馈出线柜，分别在每段母线馈出一路6kV电源送ER2主电室6kV高压配电室
、
段母线，总计二路。
每路采用6/6KV交联聚乙稀绝缘电力电缆规格以排管方式联接七中央变电所至本工程6kV高压配电室。
高压开关柜基本型式为KYN28-12型6.3Kv铠装移开式交流金属封闭开关柜，继电保护：
采用微机监控保护装置,高压系统的操作及保护电源采用带免维护蓄电池的硅整流直流系统，电压为DC220V。
为提高电能利用律，将尽可能使6.3KV高压电源直接深入负荷中心。
车间低压动力电源，拟采用PCC和MCC二级制供电，或直接采用MCC一级制供电。
车间电压等级：
AC:
6.3KV,380V,220V,24V
DC:
220V,24V
主要高压供配电设备表
序号
设备名称
单位
数量
1
6.3KV中置式真空开关柜，
台
24
2
微机保护系统
套
3
DC220V/65Ah直流电源
4
3000/2×
1500kVA，6.3KV/690V/690V/870V三绕组油浸整流变压器
4
5
750kVA，6.3KV/400V油浸整流变压器
2
6
2500kVA，6.3KV/690V/870V三绕组干式整流变压器
7
1600kVA，6.3KV/400V干式整流变压器
8
1250kVA，6.3KV/400V油浸动力变压器
9
400kVA，6.3KV/400V油浸动力变压器
10
1600kVA，6.3KV/400V干式动力变压器
11
1250kVA，6.3KV/400V干式动力变压器
3低压供电
工程共拟设置变压器16台，。
其中：
轧线交流传动整流变压器8台。
为动力变压器3台。
照明变压器1台。
水处理动力变压器2台。
精整热处理工序动力变压器2台。
为提高供电可靠性，动力变压器二次侧通过母线或电缆联络起来，以互为备用。
低压交流动力电源为380V，低压配电系统采用以放射式为主，放射式与干线式相结合的方式。
低压配电柜选用固定分隔式开关柜。
4电气室
轧钢车间内设4个电气室（ER0ER3）
ER0电气室：
位于加热炉偏跨。
内设步进梁式加热炉区MCC控制柜及用于炉前及炉内辊道的变频传动装置等。
ER1电气室：
位于粗轧区。
内设粗轧机组变频传动装置及室式炉区MCC控制柜及用于炉前及炉内辊道的变频传动装置等。
ER2主电室：
为三层建筑。
一层安装变压器，主轧线交流主辅传动装置，PLC设备。
二层为电缆层。
三层安装高、低压开关柜，MCC控制柜，微机保护系统，L1、L2网络设备等。
ER3电气室：
位于冷床及收集区。
内设变压器，冷床及收集区MCC控制柜及传动控制装置等。
5操作室
轧钢车间根据工艺要求设有5个操作室。
CP1操作室：
用于加热炉上料。
CP2操作室：
用于粗轧机。
CP3操作室：
用于连轧机。
CP4操作室：
用于冷剪及锯子。
CP5操作室：
用于收集打捆。
6照明
车间内照明由一台专用照明变压器供电，小部分照明由动力变压器供电，照明变压器二次侧通过电缆与一台动力变压器的二次侧联络，以保证照明电源的可靠性。
至照明灯具的照明线路采用380/220V三相四线制供电，至插座的线路采用380/220V三相五线制，车间及轧辊机修间采用金属卤化物灯照明，其它房间采用荧光灯或白炽灯照明，ER2主电室电缆室采用工厂灯照明，重要场所如主电室、电控室、操作室、主值班室等设应急照明灯。
一般照明电压为220V，检修照明拟采用手提充电灯。
7系统接地
（1）工作接地及保护接地
低压供电系统工作接地类型为TN－C－S系统，车间防雷按第三类工业建筑标准设计。
（2）防静电接地
对于易燃气体及流体流经的金属管道，每隔一定的距离及在管道的分支处进行接地。
（3）防雷接地
厂房防雷保护可利用金属屋面或在厂房屋面设金属圆钢构成的网络，其引下线就近接到接地网上。
（4）控制系统逻辑接地
（5）计算机系统接地
对于所有无特殊要求的接地系统，可以采用统一的接地体，其接地电阻按各接地系统所需的最小接地电阻确定。
对于设备供货商有特殊接地要求的电气设备，单独进行接地设计。
对控制系统逻辑接地及计算机系统接地，其接地线路应采用放射式连接。
其它的系统接地，其接地线路可采用干线式连接。
车间内所有正常不带电的电气设备的金属外壳均应可靠接地。
8电气系统的消防措施
本轧钢车间为二级负荷，由二回线路供电。
在主电室、电气室、操作室及主值班室设置手推车式或手提式灭火器及应急照明灯，ER2主电室还设有疏散指示标志，同时在上述建筑物（不包括操作室及值班室）、变压器室内设置火灾自动报警装置；
这些建筑物内的通风设备将与火灾自动报警系统联锁。
电缆的防火与阻燃主要采取如下措施：
在电缆敷设完毕后，对所有电缆穿越的孔洞用阻燃材料进行封堵。
对于电缆桥架，每隔一定距离设置一段阻燃桥架，同时在此段电缆上涂刷阻燃涂料。
在环境温度高的区域使用耐高温电缆。
在火灾危险环境使用阻燃电缆。
9轧线控制系统（由ASIRobicon公司提供）
9.1自动化一级（L1）
9.1.1一般结构
ASIRobicon微处理系统（AMS）是用于热棒材轧机实时控制的ASIRobicon自动化系统的基本装置。
所有实时轧机控制功能都是在标准Motorola®
公司配有Motorola®
PowerPCTM微处理器，400MHz版本的CPU芯片实现的，以达到所有需要的处理能力，从而在轧机控制活套和设置点上达到最高精度。
这些CPU芯片的主要特性是：
RISC技术微处理器，运行在400MIPS（4亿次操作/秒）
直接连接以太网网络
由Motorola®
公司设计和制造，该公司是嵌入式系统微处理器芯片的全球最大制造商。
PowerPC芯片位于标准VME总线内。
由ASIRobicon提供的VME总线总是以带有便于将来应用的空槽发货。
安装的操作系统是VxWorksTM，由WindRiver®
公司开发。
目前，VxWorks是实时操作系统领域的基准，在今天也是使用最多的一种。
VxWork的主要特性是：
最新的全32位，
中断反应时间低于10μsec（微秒）。
实时多任务处理。
轧机控制应用软件由ASIRobicon开发
该应用软件是用ISAGRAF开发系统来编写的，它的主要特性是：
服从IEC61131-3编程设计语言标准。
多种编程语言可选择：
梯式、指令列表、序列和逻辑块（FBL）
在Windows95/98/NT/2000操作系统下运行。
容易试车和升级
与ASIRobicon主传动的连接是通过Profibus数据处理网络实现的，它由ASIRobicon构造以达到传输率低于10ms。
通常来讲，Profibus数据处理协议允许最多127位使用者共同连接在一根线上。
ASIRobicon已经设计了一个多段Profibus数据处理设计方案（多个并行段），以使全程传输率低于10ms。
该设计既完全服从Profibus数据处理标准，又能实现高性能。
9.1.2PLC
AMS系统管理轧机速度的控制。
其余安置在轧机前后的辅助传动通过PLC控制。
高合金钢生产项目选用了SiemensS7-400系列PLC。
AMS与PLC的连接使用的现场网络是Profibus数据处理和工业以太网。
通常，在棒材轧机中有多个区域：
轧机机架
冷床
打捆区
对于上述列出的每一区域，ASIRobicon都分别提供了一套PLC。
所有PLC是通过一个标准的现场网络连接。
最后，AMS和PLC两者可被视为一个单一的整体系统，它的主要特性如下：
高处理能力
完全服从以下标准：
-CPU
-PLC
-网络
-操作系统
-编程环境
友好的用户和维护界面
9.1.3网络系统
网络系统的结构设计为三种不同的等级：
传动级：
标准现场网络（Profibus数据处理）将ASIRobicon数字传动连接到AMS和PLC。
AMS/PLC级：
标准现场网络（Profibus数据处理）连接所有PLC和AMS
PCs以太网TCP/IP：
连接监控PC。
PLC和AMS也连接到以太网上以能够与PC进行数据交换，而不是与它们自己。
尽管网络等级被分割，但这种结构使得信息流动于整个系统：
PC以太网TCP/IP不影响AMS/PLC数据流通量并且即使以太网TCP/IP出现故障，AMS/PLC系统可以停止其工作和轧制而不会产生更多的问题。
9.1.4剪切机控制器
由ASIRobicon制造和设计的一个单板微处理器芯片控制剪切机的启动/停止。
该微处理器芯片配备Profibus数据处理界面，同时有一个序列或一些并行端口，能够与PLC连接。
在这个控制器内可以自行实现下列功能：
●所有类型的剪切周期：
剪切长度、头部、尾部、切废剪、测试。
●具有可得到线速、棒材长度和剪切机位置的脉冲发生器的界面
●参数设置和指令的PLC界面。
PLC把设置的剪切参数（长度、循环类型等等…）传送至芯片，并且接受有关进行剪切的反馈数据
9.1.5控制台和PC
轧机的主副控制台配有许多PC，连接在一个以太网TCP/IP网络上，具有客户端-服务器结构
PC和它们的任务列表如下：
●监控PC：
它们负责所有所需的管理功能（设备配置、设备的大体布局设计、慢速通行、报警等等…）
按照这个体系，ASIRobicon已经开发了运行在PC上的核心功能和应用软件包，而这些PC使用的是标准的市场工具：
操作系统：
MicrosoftWindows2000
轧制程序数据库管理系统：
ASIRobicon应用软件包运行在SQL兼容的Microsoft关系数据库上。
●RollMaster系统PCs：
它们使用RollMaster应用软件包，这是专用于轧制表的管理，专用于轧制产品尺寸变化的工具变化协议的生成，专用于轧辊转动的管理并且指导在轧辊车间里的准备工作。
RollMaster的软件应用包由机械商提供，它被集成在ASIRobicon提供的L1级和L2级自动化系统中。
●维护PC：
具有数据采集系统（DAS）进行实时快速数据记录，它可以作为一个示波器使用。
这个PC也可以作为监控PC使用。
●控制台PC：
具有的应用包使操作者能够实时控制轧机；
●服务器PC：
作为客户机的其它PC的服务器，它主要具有整个轧机的数据库，这是由ASIRobicon应用软件进行管理的，其运行在标准微软SQL兼容的关系数据库管理器上。
数据库位于服务器上并且客户PC均可访问。
这个体系结构有许多优势：
-数据的安全性。
-系统灵活性：
它可以扩容和升级而不影响服务器结构。
-服务器可作为通向更高级别系统的网关（生产管理的公司网络）。
●现场PC：
现场PC安装在现场控制台内，其提供有关区域的图形操作界面：
冷床、盘卷处理、打捆区域。
现场PC的软件性能与上述监控PC一样。
●与三级系统的通信PC：
该PC专用于ASIRobicon提供的二级系统和特殊钢分公司的三级MES系统之间的通信管理，它具有保护L1级和L2级系统所需的抗病毒包，由于安装的抗病毒包，因此可以避免服务器设备性能的下降。
9.1.6应用软件
下面将介绍在AMS系统上执行的最重要功能。
9.1.6.1速度参照的处理
主要传动和辅助传动的电动机速度设置值（rpm）是由系统自动计算的。
计算过程依据下列参数：
生产最终材料所需的传动（机架）清单
精轧机架速度
缩减因子
轧辊传输直径
这些数据储存在每个轧制程序中。
9.1.6.2单一模式下机器速度参照的调整
这项功能允许对单个机器速度设置值进行慢速或快速的调整而不影响其它设置值。
这种调整是通过控制台PC的键盘进行的。
9.1.6.3级联模式的速度设定点调整
这项功能允许对一组机器的速度设置值进行慢速或快速的调整以保持它们之间恒定的速率比。
这种调整通过控制台PC的专用键盘进行，并影响到在设备配置阶段定义的机器。
机器的级联顺序是完全可配置的，根据轧机布局不同，可以设计成上游、下游或上游与下游混合型。
在系统配置阶段，也可以设计几个不同的级联管理模式。
然后，在编辑轧制程序中选择一个正确的模式：
把每一个轧制程序链接到先前定义的设备配置的一个轧制程序。
在一个轧制程序内，可以启用/禁用精轧产品所需的机器（机架）；
系统会自动地调整正确的设置点级联而不需要任何操作行为。
9.1.6.4速度参照值的主控制
通过这项功能可以调整精轧速度的设置点而不影响机器之间的速率比。
在自动化模式下，系统完全控制着整个轧机的速度设置点：
机架间的速度之比总是保持不变。
而且，在快速紧急停机的情况下，传动装置上的制动斜坡会暂时保持原有工作状态，此时，停机命令从第一个机架开始往后传输，并带有一定的时滞，这样就可以避免相邻两个机架轧制棒材的挤压或拉伸。
9.1.6.5机架速度限制
无论是在单一模式下还是在级联模式下，当电动机达到速度设置点上限（允许的最大速率）时会发出报警信号，并且系统会自动禁止速度设置点的进一步上升。
系统也可以设置成当电动机达到最大允许速度时速度设置点自动下降。
操作员获得一个报警信号。
9.1.6.6冲击速降补偿
这项功能避免当棒材挤压进机架时电动机内产生瞬时的速度下降。
它的实现是通过一个超速运行，在挤压之前启动并且机架上无任何东西。
超速所达到的速度可以设定成实际速度设置值的一定百分比，当棒材压进机架时根据可调整的斜坡减速。
斜坡由挤压所触发，热金属探测器或来自于数字转换器的信号都可以检测到挤压。
超速百分比和每个机架的斜坡时间长度都可以通过操作员的视频屏幕设定，并且可以储存在轧制程序中。
9.1.6.7自动活套控制
活套控制功能是借助于一个材料活套来保持相邻两个机架之间无压力的轧制。
调整器作用于机架速度设置点，从而形成活套，并按操作员设定的那样保持其高度。
当棒材尾部接近机架时，活套的顶点会平稳地下降，以防止棒材尾部离开机架时产生撞击和震动。
活套控制功能是依据下列基本的要求执行的：
保持机架速度设置点的变动范围尽可能低；
这些只是在短暂的阶段所必需的，这时活高度会上升或者下降。
当机架没有材料或者活套处于稳定的位置时，机架的速度设定值必须是相同的。
这意味着，调整器会检测出轧机预设速度比与理想速度比之间的差异，并对此进行纠正，从而实现最佳的轧机设置；
该速度设定将以施加在轧制材料上的最小压力来控制活套。
活套的位置可从活套扫描仪上读出；
它的输出将与设定值相比较，并把修正信号添加到控制活套的机架速度设定值中。
活套是通过两个规则来控制的：
-比例的（临时的）：
这是一个PI（比例积分）的调整器，它可以迅速补偿受控机架中出现的活套高度错误，并且只有当钢坯位于机架之中时才起作用。
这个调整器作用于每一个新的钢坯以形成并复原活套。
-积分调整（永久的），它提供永久的速度设定修正来校正稳定状态下活套高度的错误。
它的作用是低速设置级联纠正功能，该功能可以对控制活套的机架R（缩减）因子进行刷新。
它具有对轧机速度设定进行自我调整的特性，因为对下列钢坯将以更好的速度设定进行轧制，而且速度设定瞬时值的长度会下降。
通常，只有当棒材的中间部分进行轧制时，积分调节器才起作用，这时棒材头部和尾部的瞬时值不会影响速度设定。
当轧制新产品时，有关这种调整的校正只对头三个到四个钢坯才有效。
在这之后，将达到最优的速度比率设置，并且只有临时的校正才能进行活套控制。
通常，活套位置由上游的机架控制。
根据车间的布局，可以使用校正的下游传播来控制活套。
在轧制程序中可以选择对每一个活套实施上游或者下游控制。
下面列出活套控制的参数和操作员的职责：
比例调整、积分调整和活套控制启用
活套位置预设（%）
活套形成和恢复斜坡次数
比例调整器P和I增益
永久活套调整器增益
活套参照复原量（对于双线轧机）
活套扫描仪的偏移
活套升降的延迟空间
永久活套调整器插入的延迟空间
永久活套调整器的死区
操作员屏幕上显示的实时变量：
活套位置设定点
活套扫描仪读数（实际活套位置）
活套位置
控制台的可用命令：
活套高度设定点上升／下降
活套测试循环
9.1.6.8自动最小张力控制
这种控制保持在喂料阶段两个机架之间棒材的张力恒定。
当两个机架之间有很大的材料截面或者距离非常短时造成活套无法形成，则应采用该项控制。
对于能够进行最小张力控制的机架，系统对有关的电动机力矩（电流）进行采样，这一过程在喂料期间和材料进入下游机架之前进行。
张力调整器中将使用一个ASIRobicon的运算法则来处理这些样本从而过滤噪音和尖峰以获得一个适当的电流设置点。
在设置点处添加一定比率的修正以获得轻微的推力/拉力作用。
在轧制程序可以使用这种修正。
在下游机架上产生挤张之后的瞬间，调整器启动，并且它可以使力矩保持在挤压前的水平，这意味着材料未受张力。
调整器估计了实际力矩和样本力矩之间的误差：
零误差意味着材料不受张力影响。
调整器的输出是对下游机架速度设定的修正。
这个修正的R因子将自动更新。
通过下游机架活套控制器在先前（下游）钢坯的末端停止瞬时速度设置的校正，可以获得最小张力调整器的最优性能。
通过这一方法，先前钢坯的下游机架活套调整器并不会影响在张力控制部分力矩的采样过程中机架的速度。
为了确保这项功能的良好性能，要求机架之间的坯头传送时间多于0.6秒。
假如满足了上面提及的钢坯传送时间的限制，就可以从1#到16#机架中选择最小张力控制。
在安装了活套的情况下，可以选择活套控制或最小张力控制。
活套控制参数和操作员职责如下：
调整器启用
设定张力调整器
调整值增益
调整框架禁用的延迟空间
调整框架时间长度的延迟空间
9.1.6.9紧急处理
系统的设计可以在紧急情况下自动停止设备运行。
停止功能可直接由操作员激活或者通过传感器的自动故障探测来触发。
根据紧急情况的程度，可以立即或者延迟停止设备，以便让剩余的材料得到充分的轧制。
如果需要，可以随时激活剪头机。
9.1.6.10废料探测工具
这项功能根据现场传感器的探测来跟踪通过轧机的棒材头部。
如果机架之间或者机架与下游HMD之间的运行时间以一个事先设定的允许限度超过了计算出的理论值，那么在出现废料且阻碍炉子出口的机架之间的上游，剪切机会自动激活。
当一个新的轧制程序需要不同的轧机设置时，这项功能可自动重新校准（控制编号，机架之间的空间）。
9.1.6.11模拟钢坯轧制
这是一个很有用的功能，可以从控制台激活：
AMS和PLC系统能够仿制钢坯的轧制，从而可以对所有序列和硬件设备进行正确的测试。
9.1.7监控系统–一级
轧机监控由ASIRobicon一级系统管理。
该系统基于带微软Windows2000TM操作系统的个人电脑，通过以太网TCP/IP连接。
系统有一个标准的、用户友好的图形界面，可以进行轧机配置和实时监控。
9.1.7.1设备配置
ASIRobicon一级是一个标准产品：
使用它的配置工具，可以实现对生产棒材的轧机的监控。
作为系统安装第一步的设备配置，通过设置下列的这些变量、记录和功能进行：
通过名称、功能和网络地址进行定义的轧机中安装的机器（传动装置+电动机）的完整列表。
速度设置点级联设置-定义机架速度设置点间的链接。
这项特性允许有几种级联模式：
完全上流
完全下流
上流和下流的混合：
即双线精轧区域和公共的粗轧、中间轧机区域
根据各种可能的设置布置，系统允许设置和存贮几种级联设置。
活套控制设置-定义活套的控制机架，其可能是上流或下流。
这些特性使ASIRobicon一级监控系统可以控制根据全系列精轧产品的各种可能的设备配置或布置。
任一单独的轧制程序都与正确的设备配置/布置相联系，这样可以容易的管理轧制程序。
9.1.7.2图形化的操作界面
轧机的机架监控是通过PC上的图形页面来进行，这些页面包括设备所有部件的总体和详细的画面，并看上去尽可能和真实的部件一样。
总体图形页面可以让操作员快速监控每个机器/设备的实时状况，但不仅限于速度设置、温度值等……最关键的区域。
屏幕上还有启动/停止命令。
9.1.7.3轧制程序管理
所有对于精轧产品必须的数据都存贮在一个轧制程序中。
在这样一个轧制程序中包括的信息有：
激活的机架/机器列表
精轧机架速度设置
每个机架的减速因子（简称“R”因子），用于定义机架输入区域和输出区域之比，或与输入、输出速度之比相同。
R因子可以容易获得，因为一般它们会由设备机械制造商提供，而且它们独立于电动机的电气数据。
对于“辅助”设备如：
夹送辊，高于/低于设置速度的修正
每个机架的外部轧辊直径和孔型系数，孔型系数定义为外部直径和工作直径的差异，对于一根给
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