ICS77.180 J62 备案号：64108—2018
JB
中华人民共和国机械行业标准
JB/T13500--2018
热无缝钢管生产线 自动化系统
-
通用设计规范
Hot rolling seamless steel pipe-Automation system--
General design specifications
2018-12-01实施
2018-04-30发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 中华人民共和国
机械行业标准
热轧无缝钢管生产线自动化系统
通用设计规范 JB/T13500--2018
机械工业出版社出版发行北京市百万庄大街22号
邮政编码：100037
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210mm×297mm*0.75印张-23千字 2018年12月第1版第1次印刷
定价：15.00元
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书号：15111·15203 网址：http：//www.cmpbook.com 编辑部电话：（010）88379399 直销中心电话：（010）88379399
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版权专有 侵权必究 JB/T13500--2018
目 次
前言 1范围 2规范性引用文件.. 3术语和定义 4环境要求 4.1海拔.
4.2环境温度 4.3相对湿度..
5·供配电.. 6电气控制.. 6.1电气自动化及网络架构、 6.2基础自动化.. 6.3过程自动化 6.4管理自动化.. 7电气保护. 8 网络安全
P 8 8
.
图1 网络架构。 图2 电动机-负荷机械特性图3转速抗扰动响应图4转速阶跃响应.
.3 5 .5 U
表1 转速抗扰动响应的过程数据表2转速阶跃响应的过程数据
中
.6 JB/T135002018
前 百
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。 本标准由中国机械工业联合会提出。 本标准由全国冶金设备标准化技术委员会（SAC/TC409）归口。 本标准起草单位：太原重型机械集团有限公司、太原重型机械集团工程技术研发有限公司、包钢钢
联股份有限公司。
本标准主要起草人：梁百勤、王爱国、赵铁琳、阎颖、韩书莉、杜慧峰、郝志红、刘鹏、徐建清。 本标准为首次发布。
II JB/T13500--2018
热车无缝钢管生产线自动化系统通用设计规范
1范围
本标准规定了热轧无缝钢管生产线（以下简称生产线）的电气自动化系统设计的基本要求及规范。 本标准适用于穿孔机组、轧管机组、定减径机组、精整机组电气自动化系统的设计，其他机组的电
气自动化系统设计可参照执行。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB5226.1--2008机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件 GB/T12668.1一2002调速电气传动系统第1部分：一般要求低压直流调速电气传动系统额定
值的规定
GB/T12668.2-2002 调速电气传动系统第2部分：一般要求低压交流变频电气传动系统额定值的规定
GB/T12668.3一2012调速电气传动系统第3部分：电磁兼容性要求及其特定的实验方法 GB/T12668.4一2006调速电气传动系统第4部分：一般要求交流电压1000V以上但不超过
35kV的交流调速电气传动系统额定值的规定
GB/T14048.1低压开关设备和控制设备第1部分：总则 GB/T14048.2低压开关设备和控制设备第2部分：断路器 GB/T14048.3低压开关设备和控制设备第3部分：开关、隔离器、隔离开关及熔断器组合电器 GB/T14048.4低压开关设备和控制设备第4-1部分：接触器和电动机起动器机电式接触器和
电动机启动器（含电动机保护器）
GB/T14048.5低压开关设备和控制设备第5-1部分：控制电路电器和开关元件机电式控制电路电器
GB/T14048.6.1 低压开关设备和控制设备第4-2部分：接触器和电动机起动器交流电动机用半导体控制器和起动器（含软起动器）
GB/T14048.9低压开关设备和控制设备第6-2部分：多功能电器（设备）控制与保护开关电器（设备）（CPS）
GB/T14048.11 低压开关设备和控制设备，第6-1部分：多功能电器转换开关电器 GB14050系统接地的型式及安全技术要求 GB/T16754-2008机械安全·急停设计原则 GB/T16855.1--2008机械安全控制系统有关安全部件第1部分：设计通则 GB50052供配电系统设计规范 GB5005320kV及以下变电所设计规范 GB/T50065交流电气装置的接地设计规范 GB50398—2006无缝钢管工艺设计规范 JB/T7807轧制机械术语 JB/T13500—2018
3术语和定义
JB/T7807界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
主传动系统 main driving system 机组中完成材料变形的电气传动系统，主要由主传动电动机及其传动装置组成。 主要辅助传动系统main auxiliarydrivingsystem 机组中完成材料及工具运输的且具有速度、位置控制要求的电气传动系统，主要由传动电动机及传
3.2
动装置组成。 3.3
独立辅助工艺设备individualauxiliaryprocessequipment 机组中配套的、完成特定工艺需求的、具有独立供电和控制系统的设备，包括液压站、稀油润滑站、
干油润滑站、石墨润滑站、高压水除鳞系统、抗氧化系统等。 3.4
电动机控制中心 motor control center 通过将接于交流低压回路的电动机全套控制和保护设备，按一定规格系统装配成标准化的单元组件
（每台组件控制相应规格的一台电动机由低标准的多台单元组件组装成的、可实现多台电动机的集中控制的柜组 4环境要求 4.1海拔
电气自动化系统应能在海拔1000m以下正常工 4.2环境温度
工厂设备运行环境温度为5℃～55℃，夏天局部环境温度允许达到75℃，冬天局部环境温度允许达到0℃以下。
电气室环境温度为：最高30℃、最低5℃。 4.3相对湿度
相对湿度要求最高85%时无冷凝
5供配电
热轧无缝钢管厂按二类负荷供电，计算机、PLC电源模块应设置不间断电源，部分负荷应设置应急电源（加热炉水泵、工厂照明、起重机等用柴油发电机组或供电专线供电，限动小车、顶杆小车采用
直流电动机时的励磁电路偶有设置蓄电屏备用电源）。在正常工作条件下，电网电压波动应不超出额定值的士10%，50Hz电网频率波动应不超出土1Hz。
供配电设计应符合GB50052和GB50053的规定。 接地设计按GB/T50065和GB14050的规定。 主电室应靠近穿孔机、轧管机、定减径机主要设备负荷位置。
2 JB/T13500—2018
6电气控制
6.1 电气自动化及网络架构
生产线自动化配置水平应按GB50398一2006的第6章执行，对大批量无缝钢管的生产线，其自动化控制应按以下水平设计：
一应具有基础自动化、生产过程自动化和生产管理自动化三级配置；控制过程应符合：下达产品指令一预设优化生产工艺一生成设备运行数据一运行所有设备一完成生产过程一采集反馈生产数据一优化生产过程一反馈预调生产工艺；网络架构应采用工业以太网进行分级构建，服务器和客户端应采用主从式架构构建，数据应集
中统一存储在服务器的数据库中（见本标准图1)； -网络通信协议应具有开放性和通用性，网络通信速率现场级≥1.5Mb/s、以太网速率≥100Mb/s。
管理层三级系统
L3
服务器1
服务器2
客户机！
户机2
户机4
头太网
以太网
以太进
L2
交换机
以太网
以太网
太网 PLC3 定减径机
PLCI
L1
穿孔机
轧管机
现场总线
现场总线
现场控制台1 现场控制台2 主控制台 控制台电磁阀站电气传动装置
说明：
L1——基础自动化；L2— 一生产过程自动化；L3 生产管理自动化：PLC- 可编程控制器。
图1 网络架构
6.2基础自动化 6.2.1范围
生产线基础自动化设备包括控制器、操作设备、网络设备等，基础自动化系统面向的对象为各类电气传动系统、MCC、电磁阀站、现场检测元件等，基础自动化系统应以机组为单元进行划分分别构建。 6.2.2控制器
生产线中基础自动化系统的控制器一般采用PLC。PLC的程序循环典型周期为1ms～10ms，特殊情况不应超过50mS。PLC的CPU数据存储容量和计算速度应预留20%的余量，CPU的外置存储器容
3 JB/T13500--2018
量应≥4Mb。PLC的输入/输出地址应预留15%的余量。 6.2.3·操作设备
操作设备的设计及布置应满足以下要求：
生产线应按机组设计主控制台和现场控制台，主控制台应放置在安装有空调且视线良好的密闭控制室内，控制室防护等级≥IP32； -控制台面上电气元件的安装和布置必须考虑人机工程学及物流操作的方向、顺序和频次；一机组不常或每天只操作一次的操作元件应设置到操作终端（人机界面HMI）上，轧制过程经常或需人工干涉操作的操作元件应设置在主控制台上：一主控制台和现场控制台都应设置正常停车的蘑菇头按钮（不自复位），其功能应符合6.2.7.1的规定；主控制台上应设置故障复位按钮：其功能应符合6.2.8的规定；主控制台上应设置机组控制电源的接通与分断按钮，并在主控制台和现场控制台上均设置控制电源的通断指示功能：控制室内应设置液压站、稀油润滑站的油泵停止操作元件。
6.2.4操作方式
操作方式的设计应满足以下要求：
一生产线按机组分别设置手动、半自动、自动三种操作方式，并分别设置指示功能；生产线各机组部分机构设置控制室、现场两地操作功能，在控制室和现场的控制台上分别设置两地操作的钥匙式选择开关，当两地选择一致时，可在选择地进行相应机构的操作。
6.2.5操作终端
操作终端应具有工艺设备操作与故障信息诊断、轧制数据缓存的功能，还应有输入设定值、订单数据及显示实际值、设备状态、设备参数的功能。 6.2.6电气传动系统
生产线中的电气传动系统包含调速传动系统和恒速传动系统，系统的设计应满足以下要求：
一主传动系统和主要辅助传动系统为连续调速传动系统，系统的传动装置应具有转速和转矩（或电流）双闭环控制的功能，应满足电动机实现四象限运行的功能，满足电动机的额定转速以下恒转矩调速（调速范围≥10）和额定转速以上恒功率调速的功能。 主传动电动机和主要辅助传动电动机应设置温度检测装置，直流电动机应设置停车加热器。采用直流他励电动机时，其转子电流上升速率应≥300I/s（I为额定电流）；采用交流变频电动机时，其转子电压上升速率应大于或等于5kV/us。 主传动系统和主要辅助传动系统应选用非独立弱磁的他励直流调速系统或交流变频调速系统，其直流调速系统的技术规范应符合GB/T12668.1一2002的规定；交流变频调速系统技术规范应符合GB/T12668.2-2002和GB/T12668.4的规定；调速电气传动系统的电磁兼容应符合 GB/T.12668.3--2012的规定。 主传动系统和主要辅助传动系统的电动机机械特性应满足工艺设备的负荷机械特性（见本标准图 2)，即需满足：Mpimax>Mjimax;Mp2max>Miz2max= Mpi>Mi；Mp2>Mz2；n。>njo
Mp1max 一额定转速时电动机最大稳态转矩； Mj1max -基速时负载最大转矩； Mp2max 最高转速时电动机最大稳态转矩：
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