СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ ПРОКАТНОЙ УСТАНОВКИ, УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ И/ИЛИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ПРОКАТНОЙ УСТАНОВКИ, МАШИНОЧИТАЕМЫЙ ПРОГРАММНЫЙ КОД, НОСИТЕЛЬ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ, А ТАКЖЕ ПРОКАТНАЯ УСТАНОВКА
METHOD OF REDUCING POWER CONSUMPTION OF ROLLING PLANT, CONTROL AND/OR REGULATION DEVICE FOR ROLLING PLANT, COMPUTER-READABLE PROGRAM CODE, DATA STORAGE MEDIUM, AS WELL AS ROLLING PLANT

Изобретение относится к способу снижения потребления энергии прокатной установки. Изобретение также относится к устройству управления и/или регулирования для прокатной установки, машиночитаемому программному коду для такого устройства управления и/или регулирования, носителю хранения данных с сохраненным на нем машиночитаемым программным кодом, а также прокатной установке, включающей в себя такое устройство управления и/или регулирования.
Из уровня техники, например, из GB 2175417 А известно, что при работе прокатного стана с плановыми паузами, например, при загрузке нового прокатываемого материала, снижают потребление энергии прокатного стана.
Как в прокатных станах горячей прокатки, так и в прокатных станах холодной прокатки во время работы возникают различные по длительности паузы в прокатке. Эти паузы в прокатке могут быть внеплановыми, например, из-за смены валков, отсутствия исходного материала, обрыва полосы или электрических или механических неисправностей. В течение неплановых пауз в прокатке, как правило, не происходит отключения других компонентов оборудования прокатных клетей. Другие компоненты оборудования потребляют, таким образом, и при непроизводительных паузах в прокатке большие количества энергии, которые приводят к соответствующим затратам. Другие компоненты оборудования обычно оператором прокатного стана отключаются вручную по собственному усмотрению только при длительных паузах в прокатке. Из-за сложности отключения такие вмешательства осуществляются, как правило, только в отдельных, легко управляемых частях установки.
При этом под компонентами оборудования понимаются, например, вспомогательное оборудование или вспомогательные агрегаты, как, например, оборудование отсасывания пыли, гидравлические механизмы, нагревательное оборудование, вентиляционные установки, системы смазки или приводные системы, приборы автоматизации, датчики или измерительные приборы, которые используются в прокатной установке. Компоненты оборудования приводятся в действие электрически и обеспечивают или поддерживают работу прокатной установки или отдельных прокатных клетей, то есть дополнительные компоненты оборудования могут представлять собой, например, вспомогательные устройства компонентов прокатного стана.
В основе изобретения лежит задача максимально исчерпывать энергосберегающий потенциал прокатной установки во время паузы в прокатке.
Эта задача в соответствии с изобретением решается способом снижения потребления энергии прокатной установки, включающей в себя однокомпонентный или многокомпонентный прокатный стан, а также другие электрические компоненты оборудования, которые технологически связаны с прокатным станом, причем во время неплановой паузы в прокатке ввиду случая неисправности работа прокатного стана останавливается, и во время паузы в прокатке по меньшей мере один из других компонентов оборудования автоматически переводится в энергосберегающий режим, и причем тип неисправности идентифицируется, и в зависимости от типа неисправности определяется ожидаемая длительность паузы в прокатке.
Изобретение основывается на идее согласования рабочего состояния других компонентов оборудования с рабочим состоянием прокатного стана. В случае неисправности, который приводит к неплановой паузе в прокатке, таким образом, по возможности многие из других компонентов оборудования автоматически одновременно с отключением прокатного стана или непосредственно после этого переводятся в энергосберегающий режим.
Непосредственно после возникновения неисправности идентифицируется тип неисправности, и в зависимости от типа неисправности определяется ожидаемая длительность паузы в прокатке. Например, причина неисправности или тип неисправности распознается оператором стана и подается на устройство управления и/или регулирования прокатной установки. Как только тип неисправности распознан, устройство управления и/или регулирования может, например, на основе уже полученных эмпирических данных определить ожидаемую длительность паузы в прокатке для конкретной неисправности.
При этом перевод в энергосберегающий режим компонентов оборудования во время паузы в прокатке развязан от субъективной оценки оператора прокатного стана, и способ действий в случаях неисправностей становится единообразным, так как он характеризуется высокой степень автоматизации. Благодаря автоматизации возможные ошибки из-за ручных отключений, которые могут привести к повреждениям компонентов оборудования или дополнительным временам бездействия, исключаются, и при данных условиях достигается технологически максимальная глубина отключения прокатной установки.
2
Предложенный способ снижения потребления энергии отличается также повышением срока службы компонентов оборудования, сокращенным временем работы и сокращением количеств CO в энергосберегающем режиме. Тем самым обеспечивается сокращение издержек в расчете на единицу продукции. Этот тип энергосбережения может, за счет настройки программного обеспечения управления, использоваться в существующих системах автоматизации без больших затрат и в существующих прокатных установках.
Перевод компонентов оборудования в энергосберегающий режим может осуществляться различными способами. Согласно предпочтительному варианту, компоненты оборудования переводятся в энергосберегающий режим за счет того, что они отключаются, так что они более не потребляют тока. Согласно другому, альтернативному варианту, ток компонентов оборудования в энергосберегающем режиме только снижается, то есть компоненты оборудования находятся в дежурном режиме. Под дежурным режимом при этом понимается состояние ожидания компонентов оборудования, в котором их полезные функции временно деактивированы, но в любой момент и без подготовки или длительных времен ожидания могут быть вновь активированы. По сравнению с полным использованием, в дежурном режиме потребляется лишь минимальная энергия. Если компонентами оборудования являются такие, через которые транспортируется массовый поток материала, то эти компоненты оборудования целесообразно переводятся в дежурный режим тем, что транспортируемые через них объемы сокращаются.
Примерами перевода компонентов оборудования в энергосберегающий режим являются:
- отключение систем охлаждения двигателей и выпрямителей в зависимости от температуры обмоток или приборов,
- сокращение транспортируемых объемов и давлений гидравлического и пневматического оборудования,
- сокращение производительности оборудования отсасывания пыли,
- сокращение расхода водяного охлаждения/нагревателей/циркуляционных насосов для гидравлического оборудования и смазки валков,
- отключение намагничивания главного привода,
- отключение устройств разбрызгивания и продувки и
- отключение транспортирующих устройств и рольгангов.
В другом предпочтительном варианте выполнения автоматически определяются компоненты оборудования, которые должны быть переведены в энергосберегающий режим, с учетом длительности паузы в прокатке и длительности времени, требуемого для остановки и запуска компонентов оборудования. Если, например, обусловленная неисправностью пауза в прокатке длится от нескольких минут до часов, то большинство и, в частности, все компоненты оборудования переводятся в энергосберегающий режим, так как в этом случае время остановки и запуска компонентов оборудования меньше, чем пауза в прокатке. Если, однако, ожидаемая длительность паузы в прокатке составляет лишь несколько минут, то в энергосберегающий режим переводятся только компоненты оборудования, для которых перевод в энергосберегающий режим и запуск осуществляются быстрым и несложным способом.
Рациональным образом, несколько компонентов оборудования и, в частности, все компоненты оборудования, которые переводятся в другое энергетическое состояние, переводятся в энергосберегающий режим или запускаются с помощью единственной команды управления. После ввода типа неисправности оператором прокатного стана устройство управления и/или регулирования автоматически определяет длительность паузы в прокатке или то, какие компоненты оборудования должны переводиться в энергосберегающий режим, и переводит их также автоматически в энергосберегающий режим. Команда управления для перевода в энергосберегающий режим выбранных компонентов оборудования инициируется, таким образом, посредством ввода типа неисправности.
Согласно предпочтительному выполнению, кроме того, предусмотрено, что по окончании паузы в прокатке компоненты оборудования, которые находятся в энергосберегающем режиме, автоматически запускаются с прокатным станом. При этом компоненты оборудования запускаются в зависимости от технологических требований процесса прокатки или прокатного стана, в частности, одновременно или непосредственно перед или после возобновления работы прокатных клетей.
Указанная задача в соответствии с изобретением решается, кроме того, посредством устройства управления и/или регулирования для прокатной установки, содержащего машиночитаемый программный код, который содержит управляющие команды, которые при их выполнении побуждают устройство управления и/или регулирования выполнять упомянутый способ.
Кроме того, указанная задача решается машиночитаемым программным кодом для такого устройства управления и/или регулирования для прокатной установки, причем программный код имеет управляющие команды, которые побуждают устройство управления и/или регулирования выполнять упомянутый способ. Кроме того, задача решается носителем для хранения данных с сохраненным на нем таким машиночитаемым программным кодом.
Наконец, задача решается прокатной установкой, содержащей такое устройство управления и/или регулирования.
Пример выполнения изобретения более подробно поясняется со ссылками на чертеж, на котором схематично показана прокатная установка 2 для холодной прокатки полосы В металла. С прокатной установкой 2 ассоциировано устройство 4 управления и/или регулирования, которое из соображений простоты далее называется устройством 4 регулирования. Прокатная установка 2 также содержит прокатный стан 6 с некоторым количеством прокатных клетей, в показанном примере выполнения с тремя прокатными клетями 8, 10, 12. В начале и в конце прокатного стана 6 в показанном примере выполнения предусмотрена соответствующая моталка - сматывающее устройство 14 и наматывающее устройство 16 - для металлической полосы В. В зоне впуска, а также в зоне выпуска прокатного стана 6 расположен соответствующий S-ролик 18. S-ролики 18 направляют металлическую полосу и поддерживают ее внутренние напряжения натяжения.
Прокатная установка 2 содержит, кроме того, другие электрические компоненты оборудования, например, устройства охлаждения, гидравлическое и пневматическое оборудование, оборудование отсасывания пыли, нагревательное оборудование, насосы, а также различные датчики и исполнительные элементы. На чертеже показаны только некоторые из датчиков и исполнительных элементов 20, 22, 24, 26, 28.
Прокатная установка 2 управляется посредством устройства 4 регулирования. Устройство 4 регулирования содержит управляющий компьютер 30, который через промышленную Ethernet-шину 32 информационно-технически соединен с устройством 34 автоматизации. Через управляющий компьютер 30 может выполняться обслуживание компонентов прокатной установки 2. Различные исполнительные элементы или датчики 20, 22, 24, 26, 28 соединены информационно-технически с устройством 34 автоматизации. Кроме того, децентрализованная периферия 36 соединена с устройством 34 автоматизации. Через децентрализованную периферию 36 некоторые исполнительные элементы или датчики 26, 28 могут управляться или оцениваться посредством устройства 34 автоматизации.
С устройством 4 регулирования также ассоциирован машиночитаемый программный код 40 с управляющими командами 42, сохраненный на носителе 38 для хранения данных, таком как, например, жесткий диск или CD.
Посредством устройства 4 регулирования на прокатные клети 8, 10, 12, моталки 14, 16, S-ролики 18, а также другие компоненты 20-28 оборудования выдаются команды для включения и выключения или запуска и перевода в энергосберегающий режим.
Если, например, в одной из прокатных клетей 6, ввиду неисправности, произошел отказ, то другие компоненты 20-28 оборудования также переводятся в энергосберегающий режим. Некоторые из этих компонентов оборудования отключаются, так что они не потребляют тока. Другие компоненты оборудования переводятся в дежурный режим, в котором их потребление электроэнергии снижается по сравнению с нормальным режимом работы. В оборудовании отсасывания пыли, устройствах охлаждения, нагревательном оборудовании, вентиляционном оборудовании и насосах, например, снижаются объемы материала, транспортируемые через эти компоненты оборудования, чтобы потреблять меньше энергии.
Перевод компонентов 20-28 оборудования в энергосберегающий режим во время внеплановой паузы в прокатке осуществляется следующим образом.
Как только возникла неисправность, так что процесс прокатки не может продолжаться при нормальных условиях, весь прокатный стан 6 останавливается. Затем тип неисправности или причина неисправности идентифицируется, в частности, оператором прокатного стана. Через управляющий компьютер 30 оператор прокатного стана вводит тип неисправности в устройство 2 регулирования. Посредством базы данных, которая построена по типу матрицы неисправностей, устройство 2 регулирования, на основе типа неисправности, определяет ожидаемую длительность паузы в прокатке. Компоненты 20-28 оборудования, у которых время перевода в энергосберегающий режим и запуска короче, чем пауза в прокатке, автоматически переводятся в энергосберегающий режим. Посредством единственной управляющей команды 42, которая инициирована посредством ввода типа неисправности, затем несколько компонентов 20-28 оборудования одновременно с прокатными клетями 8, 10, 12, моталками 14, 16 и S-валками 18 переводятся в энергосберегающий режим.
Когда неисправность устранена, компоненты 20-28 оборудования, которые находятся в энергосберегающем режиме, в зависимости от технологических требований процесса прокатки или прокатного стана 6, автоматически с прокатным станом вновь запускаются в действие. За счет автоматизации отключения компонентов 20-28 оборудования при неплановых паузах в прокатке, таким образом, возможности энергосбережения отдельных компонентов 20-28 оборудования единым образом определяются и затем используются. Благодаря высокой степени автоматизации этого процесса, выполняется оптимальный выбор того, какие компоненты 20-28 оборудования переводятся в энергосберегающий режим, так что наряду с максимальным энергосбережением также повышается срок службы компонентов 20-28 оборудования.