舞鋼軋機(jī)輥縫儀在線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

[摘要]提出一種軋鋼數(shù)字輥縫儀在線監(jiān)控系統(tǒng),并分析可編程絕對位置編碼器在軋機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用。闡述利用VB6.0環(huán)境下開發(fā)的應(yīng)用程序及采用RS485數(shù)據(jù)通訊實(shí)時的將軋機(jī)壓下螺絲的變化量通過輥縫在線監(jiān)控系統(tǒng)傳送到軋機(jī)操作臺的顯示終端中,通過應(yīng)用程序的處理,將輥縫值數(shù)字化。

[關(guān)鍵詞]Kubler5862VBRS485UNO2170世紀(jì)飛揚(yáng)

中圖分類號:TP2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110043-01

原舞鋼公司一軋鋼廠主軋機(jī)輥縫是由和壓下螺絲鏈接的齒輪盤進(jìn)行顯示的。在軋制過程中操作工都要通過頻繁抬頭查看遠(yuǎn)處軋機(jī)牌坊上的齒輪盤進(jìn)行鋼板的軋制,由于齒輪盤是機(jī)械設(shè)備,需要消耗大量的潤滑油和機(jī)械齒輪油,故障率高,當(dāng)出現(xiàn)故障時候必須停機(jī)處理,浪費(fèi)了大量的生產(chǎn)時間,影響了一軋鋼產(chǎn)量提高,由于齒輪盤采用機(jī)械表結(jié)構(gòu),讀取數(shù)據(jù)不直觀,也影響到了操作工的反應(yīng)時間,從而制約了產(chǎn)量的提高。在全球性的金融危機(jī)期間,為面對日趨嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)形勢,響應(yīng)集團(tuán)公司,“技術(shù)革新,挖潛增效”的號召,進(jìn)行其數(shù)字化的改造。本文將著重介紹舞鋼軋機(jī)輥縫儀在線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件的設(shè)計。

一、硬件系統(tǒng)設(shè)計

考慮到軋機(jī)需要經(jīng)常換輥,調(diào)零,零點(diǎn)位置不固定,會出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的情況,所以在數(shù)據(jù)采集端選型方面經(jīng)過多方比較,編碼器部分采用:庫伯勒SSI/RS485接口,可編程,絕對多圈編碼器5862,該編碼器為:電子多轉(zhuǎn)齒輪,單轉(zhuǎn)分辨率可達(dá)8192(13位)最高可達(dá)4096(12位)轉(zhuǎn),編碼類型、單轉(zhuǎn)分辨率、總計分辨率、旋轉(zhuǎn)方向(cw或ccw)、零點(diǎn)?？拐饎有钥蛇_(dá)到250g,軸旋轉(zhuǎn)時,產(chǎn)生脈沖,利用脈沖數(shù)可測量速度、長度或位置。增量型編碼器中,小型系列應(yīng)用于醫(yī)療、輕工機(jī)械等行業(yè),高溫型編碼器用于鋼鐵行業(yè),不銹鋼型用于食品、化工行業(yè),大負(fù)荷型用于重載機(jī)械,正弦輸出型用于電梯、精確數(shù)字位移驅(qū)動,高分辨率型脈沖速率可達(dá)36000ppr;數(shù)據(jù)接收終端采用研華嵌入式PCUNO2017。UNO-2170是一款高性能Celeron M控制器,支持PC/104擴(kuò)展、串行通訊端口和其它網(wǎng)絡(luò)功能。它具有防塵,防磁,防震,體積小,抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),無風(fēng)扇式設(shè)計減少了機(jī)械故障對計算機(jī)終端的影響,能適應(yīng)惡劣的外界環(huán)境,在高溫和寒冷的溫度下能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。無硬盤的嵌入式設(shè)計,消除了以往由于硬盤損壞而造成系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象,最大限度的減少了設(shè)備的損壞對數(shù)據(jù)終端的穩(wěn)定性的影響,確保了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

二、軟件系統(tǒng)設(shè)計

該系統(tǒng)所有程序均為自主開發(fā),采用Basic語言,開發(fā)環(huán)境為VB6.0。顯示畫面中實(shí)時反應(yīng)輥縫的數(shù)字值,分別有南北兩側(cè)的測量值和平均值,同時顯示每道次測量的實(shí)時壓下量,具有停機(jī)校正清零的功能。設(shè)計之初壓下量及實(shí)時輥縫位置均為數(shù)字顯示,后來到考慮到操作工的習(xí)慣問題,程序中采用了“世紀(jì)飛揚(yáng)”的Axtive儀表控件,在程序中保留輥縫數(shù)字位置顯示的同時加入了*10,*100兩塊機(jī)械表盤的模擬顯示。程序界面如下圖所示:

數(shù)據(jù)解析部分代碼如下:

Public Function DSRead_To_Val(ByVal ReadStr As String, OldValue As RealValue) As RealValue

Dim NewValue As RealValue

NewValue.Position = 3 * Val(ReadStr - ZeroOffSet) / 8192

If NewValue.Position = OldValue.Position Then

DSBasePos = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Position = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Depressive = OldValue.Depressive

Else

If Abs(NewValue.Position - OldValue.Position) < 1 Then

DSRead_To_Val.Position = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Depressive = OldValue.Depressive + NewValue.Po

sition - OldValue.Position

Else

DSRead_To_Val.Position = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Depressive = DSBasePos - NewValue.Position

End If

End If

End Function

三、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)分別將安裝在4200mm軋機(jī)南北驅(qū)動側(cè)和非驅(qū)動側(cè)的編碼器(和壓下螺絲蝸桿后的減速機(jī)相連)通過可屏蔽485線與操作臺控制室的計算機(jī)控制接口相連。通訊協(xié)議上采用RS485通訊協(xié)議。通過VGA延長線異地顯示數(shù)據(jù)。

四、結(jié)束語

談兩點(diǎn)實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)。1. 系統(tǒng)最初,編碼器和軋機(jī)是通過夾緊法蘭進(jìn)行的軸向連接,編碼器的抗震動性雖然可以達(dá)到250g,但是由于軋機(jī)為4200MM厚板軋機(jī),扭矩及其頂部震動巨大,經(jīng)常出現(xiàn)編碼器故障,而故障原因大多是由于啟動時刻扭力過大,造成的碼盤損壞?？紤]到編碼器的徑向軸負(fù)荷(80N)要大于軸向軸負(fù)荷(40N),后加裝了兩個齒輪,通過皮帶連接,將其連接方式改為了同步徑向連接。緩沖設(shè)備的增加極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。2. 由于現(xiàn)場條件復(fù)雜,需在軟件上增加皮帶故障,編碼器故障,通訊線路故障等多種故障提示。有利于維護(hù)人員迅速進(jìn)行故障排除。系統(tǒng)的投入方便了軋機(jī)操作人員的工作,壓下量的直觀顯示,有利于軋制經(jīng)驗(yàn)的積累,數(shù)字輥縫也是齒輪盤顯示方式一種備份,在提高軋制效率同時,也為軋制安全上了雙保險。系統(tǒng)自投入后,經(jīng)過長時間的跟蹤測試,現(xiàn)已穩(wěn)定運(yùn)行,反映效果良好。

參考文獻(xiàn):

[1]范逸之、陳之元等著,利用Visual Basic實(shí)現(xiàn)串并行通信技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2001.

[2]翁敬農(nóng),Visual Basic 6.0中文版入門與提高[M].北京:清華大學(xué)出版社,2006.

作者簡介:

李韶甫(1980-),男,河南省舞鋼市人,河北鋼鐵集團(tuán)舞鋼公司工程師。