宣鋼二高線集卷區(qū)域自動化電氣系統(tǒng)改造

【摘要】通過對承卷平臺開和條件中加入上升沿解決了平臺二次合攏的問題；通過對集卷操作臺加裝備用按鈕，和主控室優(yōu)化監(jiān)控畫面實現(xiàn)了按鈕在線更換；通過標定運卷小車中間位加快了集卷節(jié)奏。這一系列改造優(yōu)化了集卷區(qū)域電氣系統(tǒng)，保證了生產(chǎn)順利進行。

【關(guān)鍵詞】西門子PLC程序塊；WINCC畫面；C型鉤

一、前言

宣鋼二高線集卷區(qū)域工作過程：散卷經(jīng)風冷輥道進入集卷筒堆積到一定高度時分離指打開，盤卷跌落在承卷平臺上，當盤卷再次達到指定高度時，承卷平臺下降到一定位置后停止如此反復到盤卷全部進入集卷筒后，分離指合攏。同時承卷平臺下降，鼻錐抬起，承卷平臺下降到位后打開到極限位芯棒旋轉(zhuǎn)，同時承卷平臺上升。當芯棒旋轉(zhuǎn)到位時，承卷平臺上升到最高位，放下鼻錐，承卷平臺合攏。運卷小車行至接卷位，盤卷筐升起拖住盤卷，擋板、壓板合攏，運卷小車向卸卷方向行駛到卸卷位，盤卷掛上C型鉤，擋板、壓板打開，盤卷筐下降到位，準備下次循環(huán)。生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)平臺二次合攏、操作開關(guān)損壞、集卷節(jié)奏不合理，運卷小車壓板打開不同步等故障，亟需解決。

二、技改難點及改造過程

2.1 編寫防止平臺二次合攏程序控制

2.1.1 改造背景

承卷平臺在集卷過程中的工作流程是平臺閉合后上升，分離指打開，平臺承載著盤卷同時下降，平臺下降到位后平臺打開，芯棒旋轉(zhuǎn)。芯棒旋轉(zhuǎn)到位后小車接卷，平臺進行下一次集卷動作。

在實際操作過程中，經(jīng)常發(fā)生線卷掛鼻錐，平臺只能收集半卷線材，未進行一次完整的集卷，操作工為了籌足整卷鋼往往會進行第二次平臺接卷，在平臺第二次開合降落時必然卡在之前的半卷鋼上，兩噸的重力沖擊極容易造成軸承座的斷裂及軸承的損壞。此類故障維修時間長對設(shè)備造成影響大。

2.1.2 技術(shù)原理

當在芯棒旋轉(zhuǎn)到位，分離指打開，平臺合攏到位，且平臺有下降操作條件都滿足后，加一個上升沿，通過上升沿控制平臺開合一次；如果以上條件有一條不具備，平臺不合攏，以確保在一個集卷周期內(nèi)平臺只開合一次。

2.2 監(jiān)控畫面控制按鈕更換

2.2.1 改造背景

集卷操作臺是負責高線集卷工藝中盤卷從分離指、芯棒收集、集卷小車接卷到卸卷掛再到C型鉤上的全部操作，而且每道工序全部為手動操作。所以操作工對操作臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)和按鈕的操作頻繁，集一卷操作一次，每天操作次數(shù)大約為1000次。頻繁的操作使轉(zhuǎn)換開關(guān)和按鈕的使用周期大大縮短，而一旦損壞，會直接導致集卷的動作中斷，造成軋線停止生產(chǎn)，只有更換新元件才能恢復。

2.2.2 實施方案

為了實現(xiàn)控制芯棒、小車、承卷平臺、分離指等設(shè)備的按鈕在線更換，我們利用西門子STEPT編程軟件在PLC3內(nèi)進行編輯程序塊FC8，內(nèi)容包括芯棒的自動正/反轉(zhuǎn)控制，小車自動升/降行走，壓板的自動開/合，擋板的自動開/合、盤卷筐升/降。行了現(xiàn)場調(diào)試，并且解決了手/動過程中出現(xiàn)的各種難題。

具體方案如下：

①在四號臺操作面板上安裝備用轉(zhuǎn)換開關(guān)，將此開關(guān)的信號點引入四號臺遠程站PLC單元內(nèi)，確定其轉(zhuǎn)換開關(guān)信號的PLC地址。

②在主電室WINCC畫面中作備用轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇窗口，給每一個經(jīng)常使用的轉(zhuǎn)換開關(guān)都設(shè)計一個可以投入備用開關(guān)的選擇點

③在PLC程序中進行編程，即如果某一在線使用元件的畫面?zhèn)溆眠x擇點選用，此備用開關(guān)自選擇一刻起即投入運行，此備用開關(guān)實現(xiàn)和在原來在線元件一樣的功能。

改造后的操作按鈕可作為程序編入中任何一個轉(zhuǎn)換開關(guān)的備用，在發(fā)生故障后，程序在線監(jiān)視并聯(lián)系現(xiàn)場確認轉(zhuǎn)換開關(guān)損壞的情況下，點擊備用按鈕選擇相應(yīng)的開關(guān)即可實現(xiàn)在線更換開關(guān)的目的。此方法切換方便，快捷，而且運行平穩(wěn)，很大程度上節(jié)約了處理故障的時間和人力，為生產(chǎn)贏得了時間和效益。

2.3 控制集卷節(jié)奏的改造

為了加快自動控制狀態(tài)下芯棒旋轉(zhuǎn)，小車運行的節(jié)奏，滿足生產(chǎn)Φ8，Φ10等大規(guī)格線材速度快的要求，我們在小車線塔原有的六個檢測位置基礎(chǔ)上增加兩個中間位，中間位1是集卷小車向卸卷方向行走離開雙芯棒100公分的位置標定的，小車行走到中間位，雙芯棒就可以旋轉(zhuǎn)，準備收集下一圈線材。相比原來設(shè)計，小車必須要多行走3米到卸卷減速區(qū)后，雙芯棒才可以旋轉(zhuǎn)。此項改造可以縮短5S-7S的時間；中間位2是集卷小車向接卷方向行走壓板離開C型鉤80公分的位置標定，小車向接卷方向行走至中間位2重卷C型鉤就可以自動駛出工位區(qū)，比原來提前5S-7S的時間。此項改造可以在一個工作任務(wù)內(nèi)節(jié)約14S左右時間，大大縮短了收集操作時間。加快了收集速度。為了方便查找故障點，在HMI上位機畫面中的集卷區(qū)域處增加手/自動切換中間位1，中間位2圖標，制作實時監(jiān)控曲線。高效、快速的對設(shè)備運行情況進行追蹤、監(jiān)控。通過日常的曲線分析，容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，及時處理。

2.4 小車壓板打開不同步的改造

運卷小車壓板由于原設(shè)計不合理，選用的材質(zhì)和制造安裝過程中加工精度保證不了等缺陷，導致在使用過程中，壓板在行走時由于高溫變形或局部卡死造成壓板行程不到位或退不回來，影響生產(chǎn)的正常進行。在PLC程序中把壓板打開控制加保持延時定時器，設(shè)定5S的保持時間，使壓板打開輸出保持足夠時間，保證現(xiàn)場兩個壓板打開同步?？ㄋ兰翱ㄗ璎F(xiàn)象便再也未曾出現(xiàn)過。

2.5 手動轉(zhuǎn)自動后C型鉤掛重卷不在中間位，出現(xiàn)歪鉤，給下一步打捆工藝造成影響

經(jīng)過多次現(xiàn)場實地考察，發(fā)現(xiàn)造成這一故障的原因不是集卷小車行走時位置發(fā)生偏移，而是在小車運卷往C型鉤上掛鉤時，壓板打開時間較快和壓板壓卷過松兩個綜合原因造成的。我們修改了PLC3程序的壓板合攏命令源，把小車升到位合壓板改成小車有升命令就合壓板，這樣壓板提前壓緊，盤卷的長度縮短，緊湊；其次我們把壓板打開程序段中加延時通定位器，延時打開。經(jīng)過反復多次的調(diào)整延時，徹底解決這個難題。

三、改造結(jié)果

二高線集卷自動控制技術(shù)改造解決了操作方式落后，人為操作事故率高、機械設(shè)備損壞率高、維護費用支出高等，實現(xiàn)集卷收集區(qū)域的自動控制功能的過程。在機械上大幅度降低了機械設(shè)備被損壞事故的發(fā)生。

參考文獻

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