电磁搅拌电控系统逐流改造应用分析

韩晓艳

新疆八一钢铁股份公司炼钢厂 新疆 830022

摘要：本文主要针对八钢150t转炉电磁搅拌电控系统改造前后功能介绍及实施效果对比等方面进行全面分析，当设备出现故障停运，原系统不能给出清晰的故障指向，维修或抢修困难，时间较长，生产影响非常大。改造后故障判断功能全面，指向清晰准确。

关键词：电磁搅拌系统；电控系统；技术特点；改造应用

引言

一炼钢150吨连铸机于2012年建成投产，连铸机电磁搅拌系统由 5部分组成: 供电、 变频电源、10套结晶器电磁搅拌柜、10套末端电磁搅拌柜、冷却装置及远程控制。10kV高压电源经高压开关柜变送至主变压器至 380 V后送至电源分配柜,电源分配柜进行分配后分别送至10台结晶器电搅变频电源柜和10台末端电搅变频柜, 经变频电源柜变频变压后输出一个频率在 1~ 16 Hz、最大电流 500 A的低压电源至现场搅拌器。

一、电磁搅拌器技术特点

众所周知，电磁搅拌器的工作原理与实心转子三相异步电动机的工作原理基本相同，搅拌器激发的交变磁场渗透到铸坯钢水内，在其中感应起电流，该感应电流与当地磁场相互作用产生电磁力，电磁力为体积力，作用在体积元上，从而推动钢水运动。由此强化钢水的对流、传热和传质过程，从而控制铸坯的凝固过程。

二、电控系统具体升级改造内容

1.变频柜：拆除原IPC模式变频柜，逐流新上内含EM100变频机芯的变频柜

2.配电柜供水柜：配电柜供水柜利旧，用于变频柜低压配电，配电柜至变频柜动力电缆利旧。

3.PLC柜：新上一台PLC柜，包括水系统所有模拟量信号（回水流量、温度、液位、电导率）采集，控制核心采用西门子PLC S7-300。待第十流变频柜改造时拆除原有工控柜。

4.上位机：新增一台上位机、新增一台显示器，采用WINCC，重新编写上位机人机界面。待第十流变频柜改造时拆除原有上位机。

5.水系统:冷却水系统利旧改造,元器件尽量利旧,损坏部分更换；更换原制水机。

三、电控系统的技术特点

1.变频柜低频电源结构紧凑、元件容量大，抗干扰能力强，外部连线少。

2.采用电机控制专用数字信号处理器。

3.采用固态紧凑型IGBT模块，耐高温，采用PWM调制方式，进一步降低开关损耗。

4.能可靠实现实现“对地短路”“相间短路”双重保护的电磁搅拌控制系统。

5.采用IGBT并机均衡驱动技术的电磁搅拌控制系统，可实现大电流长期可靠运行。

6.具备三相电流单独调节功能电磁搅拌控制系统。

搅拌器输出电流平衡波形

7.总电流波形畸变率（THD）＜3% 。

8.系统全部采用PLC控制，可与连铸主系统实行Profibus-DP和以太网通讯，实行无缝连接。

9.远程机操作计算机完成工作状态和运行参数显示，电流、频率设定，故障显示，系统启动、停止，搅拌启动、停止、水泵启动、水泵停止等遥控操作，出水水温、水流量、液位显示、并具有报表打印、查询、参数设定等数据库管理功能，随时可以调出数据供使用、监视和分析。

人机对话主接口

10.现场PLC柜控制每流变频柜，完成程控、模拟量数据的采集和处理等。

11.具有良好的人机界面，易于掌握和操作。

12.抗干扰的能力较强，能在工业场所较恶劣环境下稳定运行。

13.超调小于3%。

14.频率误差小于0.1Hz。

水系统的技术特点

15.电磁搅拌器线圈冷却水系统是采用纯净水或蒸馏水作为原水；冷却水循环系统由纯净水箱、循环水泵（循环水泵三台，其中一台备用）、精滤器、水冷板式热交换器、指示仪表、阀门和管网等组成。

16.本系统具有远程和本地二种运行模式，采用PLC作为中心控制部件。

17.远程模式下具有运行泵和备用泵自动切换功能，当运行泵出现故障时，可自动启用备用泵。

18.冷却水系统具有对流量、压力、温度、水位、电导率的远传检测和就地显示功能。

19.本次改造内容：提供一台原预留水泵，提供1流结晶区与末端电搅冷却水系统仪器仪表，提供1流结晶区与末端电搅冷却水系统泵站阀门与管道，提供1流结晶区与末端电搅冷却水系统泵站分流管道阀门与管道等。

结论：
1、系统可加载远程通讯模块，能够将电磁搅拌系统运行情况实时上传至云端。
2、通过云端平台或微信小程序用户可以实时在线监控电磁搅拌系统状态，当电磁搅拌系统出现故障时也可通过短信方式将故障内容发至相关负责人，同时也可以对电磁搅拌系统实施远程维护。

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