裝鋼機自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

郭建軍 張再興 河北鋼鐵集團唐鋼股份公司自動化公司 063000

裝鋼機自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用

郭建軍 張再興 河北鋼鐵集團唐鋼股份公司自動化公司 063000

本文介紹了河北鋼鐵集團唐鋼熱軋1700mm生產(chǎn)線中加熱爐裝鋼機系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成，控制方式，運行順序，參數(shù)計算等。整套控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，抗干擾性好，便于調(diào)試。

裝鋼機；自動控制；編碼器

河北鋼鐵集團唐鋼股份有限公司熱軋薄板廠新建兩座汽化冷卻雙蓄熱步進梁式加熱爐，加熱爐板坯來源為煉鋼連鑄車間提供的冷熱板坯。裝鋼系統(tǒng)能否正常運轉(zhuǎn)是保證加熱爐裝鋼穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，從而保證出鋼節(jié)奏穩(wěn)定。現(xiàn)就半自動裝鋼加以說明。

1.系統(tǒng)構(gòu)成及操作方式

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

加熱爐裝鋼控制系統(tǒng)由入爐輥道區(qū)、裝料爐門、步進梁機構(gòu)、裝鋼機、爐底液壓站設(shè)備等組成。進退由電機驅(qū)動，變頻調(diào)速2個，控制進退位置；進退極限開關(guān)量輸入點2個，輔助控制電機的啟、停；超極限開關(guān)量輸入點2個，控制裝鋼機的極限位置；進退位置檢測脈沖編碼器2個，控制進退位置；進退聯(lián)動控制電磁離合器1個，控制進退聯(lián)動、單動；升降由液壓系統(tǒng)控制升降；升降極限位置開關(guān)量輸入點2個，控制升降到位；升降超極限位置開關(guān)量輸入點2個，控制裝鋼機極限位置；升降聯(lián)動控制電磁離合器1個，控制升降聯(lián)動、單動。

1.2 操作方式

目前唐鋼1700板坯加熱爐裝鋼機操作方式可分為：機旁手動操作、集中手動操作、集中自動操作3種方式。

機旁手動操作方式：當(dāng)機旁操作箱選擇本地操作時，操作人員可通過機旁操作箱對1#裝鋼機和2#裝鋼機進行手動的前進、后退、上升、下降、停止等動作。

集中手動操作方式：當(dāng)機旁操作箱選擇遠控手動操作方式時，操作人員可通過裝料操作臺對裝鋼機和裝料爐門進行集中的手動前進、后退、上升、下降、停止動作。

集中自動操作方式：當(dāng)爐內(nèi)爐內(nèi)固定梁有空位切爐前輥道有鋼坯時，待爐門開到位后，裝鋼機開始前進動作，先后執(zhí)行前進（推正）、后退、上升、前進、下降、后退到極限位完成出鋼動作。

2. 操作及工藝過程

裝鋼機投入半自動時，操作及工作過程為：在獲得入爐允許信號后并且加熱爐內(nèi)有裝鋼空位，1#、2#裝料機根據(jù)裝鋼坯料布置要求，選擇裝鋼模式。當(dāng)按下裝料操作臺上的【半自動】按鈕，裝鋼機位于后下限位。

裝鋼機自動時，動作過程為：1#、2#裝料爐門打開，爐門上升到上限位后，裝鋼機行走機構(gòu)制動器得電，松開抱閘，裝鋼機開始高速前進，到達推進減速位時由高速減為低速前進進行板坯推正工作。當(dāng)編碼器發(fā)出到位信號后，裝鋼機將根據(jù)板坯寬度進行裝鋼機退回工作，以保證托爪不伸出板坯邊緣。板坯推正后，液壓缸驅(qū)動裝鋼機從輥道上提升板坯。提升到位后裝鋼機行走制動器得電，松開抱閘，電機啟動帶動裝鋼機前進將板坯送入爐內(nèi)計算好指定位置（裝鋼行程）。當(dāng)編碼器發(fā)出到位信號后，液壓缸驅(qū)動裝鋼機下降將板坯放在步進梁上。下降到位后，裝鋼機行走制動器得電，松開抱閘，電機啟動帶動裝鋼機后退回到裝鋼機原點。當(dāng)發(fā)出后退到位信號后，裝料爐門下降到位，完成一個裝鋼操作。

3. 參數(shù)計算

圖1 裝鋼示意圖

上升/下降：裝鋼機托桿以一個固定速度35mm/s上升/下降到裝鋼機極限行程，開關(guān)發(fā)出到位信號，停止動作。

前進：安裝鋼行程前進到距前一塊板坯尾端距離D0= 50～150mm處為止（可通過上位機設(shè)定）或前進到裝鋼機的最大行程（前進極限）。

一般裝鋼是以板坯尾端距步進梁最后位置的距離來表示，其范圍為-200mm（懸出尾端）-最大行程。

設(shè)前一塊板坯尾端距步進梁最后位置的距離為Xm，寬度為Bm，當(dāng)前板坯尾端距步進梁最后位置的距離為Xm+1，寬度為Bm+1；步進梁前進了n步，步距為STEP，則有：

X取值應(yīng)在-200mm（懸出尾端）-最大行程之間。

后退：裝鋼機托桿以快速+低速后退到裝鋼機后退極限行程開關(guān)發(fā)出到位信號，停止后退，同時清零進退計數(shù)器。

裝鋼機升降由液壓驅(qū)動，沒有速度控制（不可調(diào)速）。進退由變頻器控制，有編碼器，有速度控制、定位控制。均有時間要求。

4.總結(jié)

裝鋼機采用自動控制方式時，對現(xiàn)場設(shè)備的要求較高，須采用高精度的元件檢測距離；計算機將編碼器和磁尺采集到的數(shù)據(jù)通過程序計算得出裝鋼機推正及其放在固定梁的位置，控制過程簡單，定位準(zhǔn)確，減少了由于手動時引起的誤操作，節(jié)省了人力，提高了工作效率，確保了裝鋼動作順利完成，保證生產(chǎn)穩(wěn)定運行。

[1] 李學(xué)忠. 太鋼1549熱連軋加熱爐區(qū)自動控制系統(tǒng)[J].冶金自動化.2009(6):28～33

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[3] 唐謀鳳.現(xiàn)代帶鋼熱連軋機的自動化[M].北京：冶金工業(yè)出版社.1988

[4] 孫道峰.加熱爐多變量控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[M].北京： 清華大學(xué)出版社.1989

Practical Application of Automatic Control System for Loaded Steel Machine

GuoJianjun Zhang Zaixing Hebei Iron and Steel Group Tang Steel Corporation Automation Company

A loaded steel machine system of heating furnace which worked in hot strip plant 1700mm, Tang Steel, HBIS is introduced here. Which is about the theory of equipment constitutes, controlling mode,running order, parameter calculation, and so on.The whole controlling system could be simple, low cost, anti-interference, and convient to debugging.Key words loaded steel machine; automatic control; encoder

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.086

郭建軍，男，1983年出生，河北唐山市人，助理工程師，從事電氣相關(guān)工作。