浅谈大H型钢冷床步进梁磁尺网络优化

 焦志敏

（山东钢铁集团莱芜分公司自动化部，山东  莱芜  271104）

摘要：针对大型H型钢轧线冷床步进梁区域原设计网络结构不合理、通讯故障排查时间和备件更换时间较长、出现故障后经常造成长时间停机的问题，通过优化步进梁磁尺的网络，降低了冷床区域的通讯故障率。

关键词：Profibus-DP; SSI;通讯网络；隔热防护；步进梁磁尺  中图分类号：TP3 93.1 

 0  引言

 莱钢大型H型钢轧线冷床步进梁磁尺采用Pro-fibus-DP型，由于冷床区域环境温度高尤其是夏季磁尺工作环境温度高达60℃，经常使得磁尺和通讯电缆烤坏而造成通讯故障。冷床8组步进梁磁尺分布在两条通讯线路上，出现通讯故障后故障排查时间较长且更换磁尺或通讯电缆时间较长，造成了很长的停机时间。为了降低冷床区域通讯故障的停机率，决定对步进梁磁尺网络圾工作环境进行优化。

1  现状分析和研究方法

 冷床步进梁网络及安装环境存在的问题如下：

 (1)冷床步进梁磁尺采用Profibus-DP通讯型，该磁尺受环境因素影响较大，例如进入冷床的钢温度仍在1 000℃左右，造成冷床下环境温度在60℃左右，夏季可达70℃。环境温度过高容易烤坏磁尺和通讯电缆造成通讯故障。

 (2)冷床步进梁磁尺原设计网络结构不合理，通讯故障排查时间和更换备件时间均较长。

 通过研究影响冷床通讯故障的原因，对步进梁磁尺网络及工作环境进行优化，以降低大型H型钢轧线冷床区域通讯故障率。制定的基本解决方案如下：①查阅检测元件选型图册，选择适合该区域环境的磁尺；②分析原通讯网络，根据该区域实际情况制定合理的网络；③勘察现场环境，为远程站选择合适的安装位置；④对检测元件进行隔热防护，改善磁尺和通讯电缆的工作环境温度。

2实施方案

2.1针对该区域环境特点选择合适的磁尺类型

 原设计中大型H型钢冷床8组步进梁磁尺采用Profibus-DP通讯型，通过Profibus-DP电缆与远程站通讯进行步进梁横移位置的测量。由于冷床步进梁区域环境温度过高，热锯锯切火花四溅，经常引起步进梁磁尺或通讯电缆损坏，从而造成该区域通讯故障。通讯型磁尺缺点是：①当该条通讯线路上一个磁尺或一条通讯电缆出现故障，会影响到该条通讯线路上所有的检测元件或者远程站；②故障点不容易排查，经常造成长时间的停机。冷床步进梁区域由于环境恶劣，经常造成通讯故障，而且每次处理故障的时间不低于40 min，严重影响了生产节奏。由此可以看出，通讯型磁尺不适用于步进梁区域，需要更换磁尺的类型，更换后的磁尺应该满足当自身出现故障后并不会影响其他的磁尺。

 经过咨询其他维护班组和查阅检测元件选型手册，我们决定采用SSI型磁尺来替换Profibus-DP通讯型磁尺，该磁尺通过硬线与远程站连接，不存在通讯故障问题，而且当其中一个出现故障时不会影响到其余磁尺。将步进梁横移磁尺更换为SSI型磁尺后，大大降低了由于磁尺通讯故障而造成的停机。

2.2优化冷床步进梁区域通讯网络

2.2.1  冷床步进梁区域通讯网络现状

 整个冷床自控系统的通讯网络采取Profibus-Dp总线型拓扑通讯网络，使用光纤和Profibus混用的通讯线路。在距离较远的ET200远程站和电磁干扰较高区域采用光纤作为通讯线路，通过光电转换器(OBT)将光信号转化成接收Profibus通讯协议的电信号。在距离较近处直接铺设费用相对较低的Profi-bus通讯电缆，在节约成本的基础上保证信号传输的正确性和稳定性。原冷床步进梁磁尺的通讯网络见图1。

 冷床区域步进梁磁尺及所在远程控制柜安装位置见图2。

 对比步进梁区域通讯网络图和设备位置安装图，可以看出第1组步进梁磁尺的安装位置距离所在远程控制柜TS12最远，且处于热锯下方锯切火花多，环境温度最高，最容易引起磁尺或通讯电缆的损坏。如果第1组步进梁磁尺或通讯电缆出现故障，从网络图中可以看出其所在通讯网络上的4组步进梁磁尺均会出现通讯故障。一方面，按照通常通讯故障的排查顺序进行故障排查，最后才会排查到第一组，排查故障的时间较长；另一方面，如果第1组步进梁磁尺的通讯电缆损坏，需要更换的电缆长度大约60 m，并且更换时间较长。因此需要优化冷床步进梁区域的通讯网络。

2.2.2制定通讯网络优化方案

 将冷床步进梁磁尺换型后，可以通过新增远程控制柜的方式优化通讯网络，减少通讯电缆的长度和数量。优化后通讯网络见图3。

2.3  步进梁编码器所在远程站移位

 原设计中远程控制柜TS12、TS13安装位置位于冷床输入辊道北侧约1m位置，该位置温度高，虽然在辊道和远程柜之间增加了隔热挡板并采用风机降温，但是远程控制柜内温度仍然过高，夏天柜内温度甚至达到70℃高温，造成了柜内元件的损坏。因此需要对两个远程控制柜进行移位，降低控制柜的工作环境温度。

 通过对冷床区域环境进行勘察，并综合通讯电缆走向等因素，决定将两个远程控制柜移至冷床下输入辊道正下方，该位置环境温度低，适合远程控制柜的工作温度。移位后，控制柜的安装位置见图4。

3结束语

 通过对冷床步进梁区域网络优化后，降低了由于磁尺及通讯电缆故障引起的停机时间，降低了大型H型钢轧线冷床区域通讯故障率，提高了轧制节奏，使自控系统逐渐趋于完善，满足了现场生产的实际要求，保证了生产稳定和产品质量的进一步提高，给企业创造了较大的经济效益。