日照鋼鐵高速線材廠集卷控制系統(tǒng)的改造

蘇紅軍

集卷區(qū)域承擔(dān)的任務(wù)是將生產(chǎn)出來的成品整齊的收集起來。這個(gè)看起來簡單的任務(wù)，同樣有難度，在生產(chǎn)中集卷的好壞，直接關(guān)系著產(chǎn)品的質(zhì)量和效益。集卷的整齊與否，托板起著決定性的作用，因此保證托板可靠穩(wěn)定的運(yùn)行成為集卷區(qū)的重要任務(wù)。

1 集卷控制的初始設(shè)計(jì)及改造

1.1 集卷的初始設(shè)計(jì)

投產(chǎn)之初集卷區(qū)的設(shè)計(jì)方案是依靠安裝在集卷筒上的五組對(duì)射光電開關(guān)來實(shí)現(xiàn)整個(gè)集卷自動(dòng)的，五組光電開關(guān)從下至上依次排開，分別為第一，第二，……，第五。具體的控制程序如下:

1)當(dāng)前三組光電開關(guān)檢測(cè)到有鋼信號(hào)時(shí)，PLC執(zhí)行隔板打開命令和托板下降慢速一命令，通常這個(gè)慢速設(shè)定要比實(shí)際集卷速度稍慢一點(diǎn)，并且在HMI人機(jī)操作界面上可以做一定范圍的修改;2)當(dāng)?shù)谒慕M和第五組光電開關(guān)檢測(cè)到有鋼信號(hào)時(shí)，PLC執(zhí)行托板下降慢速二命令，慢速二要比實(shí)際集卷速度稍快一點(diǎn);3)當(dāng)?shù)谖褰M光電開關(guān)的信號(hào)丟失，第四組光電開關(guān)的信號(hào)也丟失，而前三組光電開關(guān)的信號(hào)未丟失時(shí)，PLC重新給定托板慢速一下降命令;4)設(shè)計(jì)要求集卷速度比慢速一快，又比慢速二慢，所以在集卷過程中，托板的速度給定會(huì)在慢速一和慢速二之間跳動(dòng);5)當(dāng)后三組光電開關(guān)的信號(hào)都丟失，但前兩組光電開關(guān)的信號(hào)有任一組不丟失時(shí)，托板給定慢速一下降;6)當(dāng)五組光電開關(guān)的信號(hào)全都丟失時(shí)，PLC執(zhí)行托板快速下降命令，并且在收到托板下降到位的信號(hào)后，執(zhí)行隔板關(guān)閉命令;7)將線卷送出并且在收到托板的上升和關(guān)閉信號(hào)后，PLC發(fā)出集卷就緒命令，等待再次集卷開始;8)說明每組信號(hào)的得到與丟失，都加有延時(shí)濾波，用以確保信號(hào)穩(wěn)定;慢速二的觸發(fā)置位是光電信號(hào)五，復(fù)位是信號(hào)四;慢速一的觸發(fā)置位是光電信號(hào)三，復(fù)位是光電信號(hào)五和一。

1.2 問題的提出

由于集卷筒周圍環(huán)境比較惡劣，有高溫和振動(dòng)兩大因素。因此安裝在集卷筒上的五組光電開關(guān)，經(jīng)常發(fā)生以下兩種現(xiàn)象:

1)控制電纜被燙傷或光電開關(guān)被燙壞，每次電纜燙傷或燙壞后都需要花費(fèi)大量的時(shí)間去查找和處理，嚴(yán)重的限制了生產(chǎn)速度;2)光電開關(guān)對(duì)中偏離，誤發(fā)信號(hào)，無法保證筒內(nèi)集卷，導(dǎo)致產(chǎn)生次廢品，影響集卷速度和集卷質(zhì)量。

1.3 現(xiàn)場解決方案的實(shí)施

針對(duì)上面的現(xiàn)象我們經(jīng)過認(rèn)真的研究和分析后，做出了下面的改造:1)將集卷筒上的五組光電開關(guān)全部去掉，減少現(xiàn)場的檢測(cè)元件。在離集卷筒較遠(yuǎn)的鋼梁上安裝一個(gè)激光檢測(cè)儀，并把原第五組光電開關(guān)的信號(hào)接在激光檢測(cè)儀上;2)在風(fēng)冷輥道的末端安裝一個(gè)接近開關(guān)，把第三組光電開關(guān)的信號(hào)接在接近開關(guān)上，通過機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)來鋼信號(hào)的檢測(cè);3)把所有從PLC放過來的電纜，全部從外圍重新布置。

1.4 自動(dòng)控制程序的設(shè)計(jì)

1)當(dāng)來鋼裝置檢測(cè)到有鋼信號(hào)時(shí)，PLC發(fā)出集卷開始命令; 2)當(dāng)激光檢測(cè)儀檢測(cè)到有鋼信號(hào)時(shí)，PLC執(zhí)行隔板打開命令，并且給定托板慢速下降一命令;3)在集卷過程中，如果來鋼信號(hào)保持為“1”不變，則:a.當(dāng)激光檢測(cè)儀的信號(hào)丟失時(shí)，PLC執(zhí)行托板慢速二，慢速一比慢速二稍快一點(diǎn);b.如果減速后激光檢測(cè)儀再次檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，PLC就再次執(zhí)行托板慢速一下降命令，依次循環(huán)確保整個(gè)過程都能在筒內(nèi)集卷，使卷形保持整齊不亂;4)當(dāng)來鋼信號(hào)和激光檢測(cè)儀的信號(hào)都丟失時(shí)，PLC執(zhí)行托板快速下降命令，并且在收到托板下降到位信號(hào)后，執(zhí)行隔板關(guān)閉命令;5)同樣PLC在收到托板的上升和關(guān)閉到位信號(hào)后，發(fā)出集卷準(zhǔn)備就緒命令，等待再次集卷開始;6)說明為了保證信號(hào)穩(wěn)定，激光檢測(cè)信號(hào)和來鋼檢測(cè)信號(hào)都加有接通和斷開的延時(shí)濾波;7)為了保證在筒內(nèi)集卷，設(shè)計(jì)要求集卷速度比慢速一慢，比慢速二快。流程圖見圖1。

1.5 實(shí)施效果

通過此次改造，不僅減少了現(xiàn)場的隱患點(diǎn)，克服了信號(hào)誤觸發(fā)的現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了筒內(nèi)集卷的目標(biāo)，還大大提高了生產(chǎn)速度和產(chǎn)品質(zhì)量，為我廠軋制品種鋼提供了有力的保障。

2 常見故障及解決

2.1 提出問題

在生產(chǎn)中經(jīng)常遇到托板失速從高空高速墜落摔壞設(shè)備的現(xiàn)象。

2.2 原因分析

1)托板控制存在缺陷，生產(chǎn)中經(jīng)常需要手動(dòng)將托板停在某個(gè)合適的位置，以保證筒內(nèi)集卷，往往失速就是在這種啟停的過程中發(fā)生;2)抱閘發(fā)生故障，抱不住或是不動(dòng)作，造成事故;3)原電機(jī)自帶的抱閘是受變頻器控制，雖然動(dòng)作靈敏，但在故障情況下不能及時(shí)動(dòng)作，需要人工操作才起作用。

2.3 解決方案

1)在原控制系統(tǒng)不變的基礎(chǔ)上，在電機(jī)的負(fù)荷側(cè)再增加一套機(jī)械抱閘;并從PLC中引出一對(duì)點(diǎn)接到該抱閘上，讓PLC直接控制此抱閘。2)抱閘功能的實(shí)現(xiàn):在PLC中設(shè)計(jì)一個(gè)速度檢測(cè)程序塊，用來比較設(shè)定速度和實(shí)際運(yùn)行速度的差值。設(shè)計(jì)內(nèi)容為:a.當(dāng)實(shí)際速度比設(shè)定速度大于+100時(shí)，PLC認(rèn)為托板失速;b.當(dāng)實(shí)際速度比設(shè)定速度小于-100時(shí)，PLC認(rèn)為是碼盤松動(dòng)丟轉(zhuǎn)引起;c.當(dāng)實(shí)際速度比設(shè)定速度小于-100時(shí)，還有一種情況就是現(xiàn)場機(jī)械發(fā)生卡阻使速度變慢，輕微時(shí)會(huì)使電機(jī)過載跳閘，如果長時(shí)間運(yùn)行將會(huì)有燒壞電機(jī)的可能;d.綜合以上三種情況，我們?cè)赑LC中取這個(gè)比較值的絕對(duì)值，只要絕對(duì)值大于 100，就立即切斷托板使能，關(guān)閉抱閘，同時(shí)給變頻器輸出 0速度命令，讓電機(jī)立即停止運(yùn)行。

2.4 實(shí)施效果

通過此次改造徹底解決了托板失速墜落的現(xiàn)象，從設(shè)計(jì)上為設(shè)備的可靠運(yùn)行提供了安全保障，不僅延長了設(shè)備的使用壽命，還減輕了操作工和維護(hù)人員的工作壓力與勞動(dòng)量。

3 結(jié)語

經(jīng)過上面幾次改造不僅提高了我們的專業(yè)技術(shù)水平，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，還增強(qiáng)了我們?cè)诠ぷ髦械淖孕判?。使我們?jiān)信在工作中遇到困難并不可怕，只要我們肯下功夫去學(xué)習(xí)去鉆研，就沒有解決不了的問題。