摘要：随着我国科学技术水平的迅猛发展，为电气自动化技术水平的提升带来了新的机遇，电力工程利用了电气自动化的技术不仅能够帮助人们掌握电网运行的情况，还可以保证电力系统的安全性。在其情况下，相关部门需要重视电力自动化技术的发展情况，将电气自动化技术应用至电力工程中，为供电系统的稳定性、安全性提供出有力保证。本文主要对电气自动化技术的改造进行探讨。
关键词：电气工程；自动化技术；改造
前言：下文主要根据笔者从事此行业的多年实践经验，就轧钢生产线上运用到的电气自动化技术的改造出现的相对应的问题进行了探讨，并提出了相对应的措施，仅供同行参考。
1 电气自动化技术改造中的难点
实施技术改造的目的是做到“吃大坯”和“一火成材”，提高轧制速度和成品质量。但是实施高速轧制后，带来轧材上冷床的控制以及冷床拨料周期不能适应高速轧制节奏等问题。因此，解决“超短冷床”对高速轧材收集的协调控制问题是本次技术改造的核心问题。
在原有条件下实现改造的工艺设备布置如图1所示。通过对增加的单夹辊、分线器、双夹辊、双夹制动器和双线收集落料器等工艺设备的整体协调控制使上述矛盾得以解决。而其本质在于“一线”变“双线”。具体工作过程是：轧材从成品机架出来后先由倍尺飞剪剪切，然后用分线器将高速行进的轧材交替送入1#通道或2#通道，双夹辊的作用是保证分线后的轧材能顺利行进，当轧材尾部接近双夹制动器时，制动器对高速行进的轧材进行制动，使轧材以较低的速度安全抛送上冷床的双线收集落料器，再由双线收集落料器将轧材放入“步进式齿条输送冷床”的相应位置，完成轧材收集任务。
1―推钢机；2―加热炉；3―Φ500 mm×3机列；4―160 t剪；5―Φ400 mm×1机列；6―Φ300 mm×5机列；7―Φ300 mm×3机列；8―飞剪；9―单夹辊；10―分线器；11―双夹辊；12―双夹制动器；13―双线收集器；14―冷床；
由于飞剪之后的轧材可以由分线器分别送入两条输送通道，因此能有效解决高速轧制和冷床收集能力低的矛盾。显然这种“提高”收集能力的办法是通过“双线收集落料器”的双线收集能力和将轧材分别放入不同的步进齿条位置的功能，使步进齿条输送机的一个工作周期的动作等效完成了两次步进输送动作而实现的。通过上面的介绍可以知道，这种工艺的实现要求电气控制系统必须完成对单夹辊、分线器、双夹辊、双夹制动器和双线收集落料器以及步进式齿条输送机等设备的整体协调连动控制。各单体设备的动作时机要准确、恰到好处。否则，轻则影响轧材质量，重则导致跑钢事故。
2 电控系统的配置
实施上述改造方案以后，轧制速度提高，因此差动连轧机列存在轧制的稳定问题。解决的办法是增设活套实现无张力轧制或微张力轧制。倍尺飞剪也必须与终轧速度配合，完成剪切控制。同时还要对系统的运行状态进行监测和保护，完成对各架轧机的基速设定，实现多台工艺设备的联动控制。
3 主要问题的技术措施
3.1 高速轧制与超短距离制动矛盾的解决
从成品轧机出来的轧材经倍尺剪切后上冷床的自由滑行距离与其速度的平方成正比。
改造后的终轧速度为14 m/s，轧材的自由滑动距离为24.5 m，原有飞剪与冷床的距离只有12.8 m，显然不能满足要求。为解决这一问题，在冷床前部设置了制动器，使高速行进的轧材适当降速以便实现安全上冷床。由（1）式可知制动的速度也不能太低，应与制动器到冷床的距离相配合，保证轧材离开制动器后能全部自由滑入收集器内。由此可以确定制动器的速度应为
3.2 分线器的转换时机
用制动器解决高速轧材上冷床的问题实质上仅是解决了轧材的高速度与超短距离制动的矛盾，并不能彻底解决整条自动化生产线的矛盾，反而会带来轧材的制动和高速轧制节奏的严重冲突。这个问题的解决是通过设置一个分线器，实现一线变双线使之得到彻底解决的。从这个角度可以说分线器是体现新轧制工艺的关键设备。
分线器进行转换动作的时间参考点有两个，一是飞剪的剪切时刻，在飞剪剪切前一段时间动作；二是双夹辊的动作时刻，双夹辊夹住轧材后就可以保证轧材在该线路上正常行进，此时分线器就可以动作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用前一参考时刻要受到飞剪动作的影响，使系统更为复杂，因此实际系统中采用后一种办法，简单可靠。
3.3 双线收集落料器的控制
双线收集落料器与步进齿条输送冷床配合动作。当倍尺轧材全部进入收集器后，传动轴转动半周，轴上凸轮将槽瓦打开，轧材落入步进冷床。传动轴每转动半周，双线收集落料器完成一次落料动作，落料动作两侧交替进行，这样与分线器、双侧制动器配合，就可以解决因终轧速度高而出现的冷床拨料周期来不及的问题。
双线收集落料器的工艺动作是基于在双线两侧设置的金属检测器信号再配合适当的延时以及配合配置在落料器转动轴上的半周检测器信号共同完成的。
3.4 热金属检测器
为了完成轧线各设备的协调动作，在飞剪前、单夹送辊前和双夹送辊前设置了热金属检测器
F0、F1和F2（F3）。各检测器的作用如下：
（1）F0为飞剪切头、切尾提供动作的基准信号；
（2）F1为单夹输送器提供动作的基准信号；
（3）F2（F3）为分线器、双夹输送器和制动器提供动作的基准信号。
为了正确地完成工艺动作，各信号均需配合一定的延时时间。其中，由F2（F3）产生的信号要控制分线器、双夹输送器和双线制动器等几个设备的动作，与它配合的有几个延时时间。从工艺动作的要求可以看出：双线输送器和双线制动器的动作必须是互补的。所谓互补，是说当一侧的输送器实现输送动作时，同侧的制动器必须处于非制动状态；而当本侧的输送器完成输送动作后，这一侧的制动器则开始制动动作。另一侧的情况也是如此。具体的动作过程如下：
当棒材从成品的终轧机架来到热金属检测器F0时，F0发出一个信号给PC，PC接收到这个信号后经过一个延时t0（确保棒材已到达飞剪）向飞剪发出切头动作信号，使飞剪完成切头动作。当棒材头部还没有到达F1时，分线器处于原始位置（例如1#通道），后面的双侧夹送输送器的两侧都处于放松状态，尽管没有棒材，但此时双侧的制动器都处于制动状态。当棒材头部到达F1时，它向PC发出一个信号，经过一个延时t1后（确保棒材已经到达单夹输送器），PC向单夹输送器发出动作信号，使单夹输送器实现夹送动作。此时的分线器仍处于原始位置（例如1#通道），因此棒材将被送入1#通道。
当1#通道的热金属检测器F2检测到棒材时，将信号提供给PC，经过延时，PC向1#通道的双夹输送器发出动作指令，实现棒材的接续输送功能，此时同侧的制动器立刻变为放松状态，保证
正常输送棒材。一侧的双夹输送器一旦完成夹送动作，就为分线器的换线动作（由1#通道转换到2#通道或由2#通道转换到1#通道）提供了充分条件，但是为了减少不利的轧制工况（扭曲拉伸轧制），经过适当的延时后，PC再向分线器发出动作命令，为下一根棒材进入2#通道做好准备。
当棒材尾部离开F0以后，F0信号的消失通知PC适时做切尾动作。
由于飞剪进行倍尺剪切前，单夹输送器早已处于夹送状态，飞剪倍尺剪切时，由于前后棒材的速度不同，必然使切开的棒材之间出现空档。因此，当前一根棒材一离开F1，F1的信号会变为低电平，使单夹输送器立刻放松，为下一次夹送棒材做好准备。
当棒材尾部离开F2时，双线夹送器1#侧立刻放松，稍加延时同侧的制动器即开始夹紧制动动作，实现制动上冷床。下一根棒材的头部来到F2时，工况变为下一个轧制节奏。单夹输送器重复以前的动作，而此时的分线器已指向2#通道，从而实现了分线功能。这以后2#通道的工况与1#通道一样。
结束语：
总而言之，电气自动化的这种技术改造方案的推广难度低，投资少，见效快，已经被实践验证，改造后可以提高轧制速度近1倍，年创产值和带来的经济效益极为可观，并且可以大幅度降低设备的故障率，降低工人的劳动强度，减少人员配置，具有广泛的适用性，
参考文献：
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[3]陈红霞.电力系统运行中的电气工程自动化技术应用研究[J].山东工业技术，2014，（23）.
论文作者:王宇浩1 王辉2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/2/26
标签：冷床论文; 动作论文; 制动器论文; 料器论文; 棒材论文; 步进论文; 通道论文; 《基层建设》2017年第33期论文;