寬厚板垛板機控制程序優(yōu)化

劉軍剛　李　昌　魏軍廣　路榮杰　劉　青　李傳鵬

(山鋼集團萊蕪分公司寬厚板事業(yè)部，山東271104)

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寬厚板垛板機控制程序優(yōu)化

劉軍剛李昌魏軍廣路榮杰劉青李傳鵬

(山鋼集團萊蕪分公司寬厚板事業(yè)部，山東271104)

摘要：論述了垛板機的結(jié)構(gòu)特點和生產(chǎn)工藝。針對垛板機存在的定位不準、生產(chǎn)效率低等問題，提出了解決措施。

為保證寬厚板產(chǎn)品鋼板表面質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，各鋼廠普遍使用垛板機進行鋼板的吊裝上料生產(chǎn)。電磁垛板機的使用，大大提高了鋼板表面質(zhì)量和工作效率[1]。

1　垛板機功能及存在問題

我公司熱處理車間1#、2#、3#垛板機主要功能是將鋼板從堆垛位上準確吸起單張或多張鋼板，吊運至輥道上準確單張釋放鋼板，反之亦然；4#垛板機主要功能是將鋼板從輥道上準確吸起單張鋼板或多張鋼板，吊運至垛位上準確多張釋放鋼板。電磁系統(tǒng)包括3部分：安裝在垛板機上的電磁吸盤、安裝在車間內(nèi)的電磁柜和安裝在垛板機附近的操作箱及遠程站。

熱處理車間的4臺垛板機在生產(chǎn)過程中存在以下問題：

(1)垛板機平移和下降定位不準。垛板機目前的平移和下降靠相關編碼器控制，編碼器運行時間較長后，存在較大的累積誤差。垛板機無法進行準確的平移和下降定位，存在較大的安全隱患。

(2)1#、2#、3#垛板機下場地利用不充分。上料生產(chǎn)時為防止垛板機和行車相撞，不能安全進行組料，嚴重影響了生產(chǎn)節(jié)奏，制約了車間的產(chǎn)能。

2　工藝功能要求

1#、2#、3#、4#垛板機為剛性電磁掛梁跺板機，相應的配備4套起吊鋼板長度3m～24m的電磁吸盤。技術參數(shù)如下：

(1)吊運鋼板溫度：常溫。

(2)吊運鋼板規(guī)格：厚度為5mm～150mm；寬度為1 500mm～4 150mm；長度：3 000mm～24 000mm。

(3)吊運鋼板數(shù)量: 單張吊運或多張吊運(最多5張，不超過50mm)。

(4)吊運鋼板重量:單張鋼板的最大重量為32t，鋼板的最大單重為3 850kg/m。電磁吸盤對應不同鋼板的厚度范圍可以進行無級調(diào)磁。電磁吸盤位置固定，不需要調(diào)整。

(5)單臺電磁吸盤重量不超過900kg。垛板機設備的尺寸滿足現(xiàn)場鋼板生產(chǎn)的要求。磁盤數(shù)量為每臺垛板機10塊，磁盤尺寸為300mm×350mm×2 600mm。碼垛電磁單元與垛板機配套，每臺垛板機的電磁吸盤隨垛板機械手一同做升降、平移運動。垛板機設備部件明細見表1。

(6)按照控制程序，電磁鐵得電后將單塊或幾塊鋼板從臺架或地面上吸起來，在特定程序中控制電磁鐵通電電流，以保證合適的吸力既可以吊起/放下鋼件又不影響旁邊的鋼件擺放。

(7)電磁鐵吊起單張或成層的鋼板后隨垛板機一同移動，此時電磁吸盤全載工作，即達到滿磁狀態(tài)。當吸盤吸著鋼件下降到碼垛床上方時，吸力減小，防止將鋼件下放時破壞已碼好的鋼垛。在釋放鋼件時，電磁系統(tǒng)短時反向的勵磁使電磁鐵去磁，保證鋼件穩(wěn)定落下。根據(jù)單張鋼和成排鋼的擺放位置切斷電磁吸盤電源。

表1　電磁鐵及PLC部分元件明細表Table 1　Detail list of electromagnet and PLC elements

3　控制方式

控制方式分為：自動控制、半自動控制和手動。

(1)自動控制。選擇“自動啟動”開關開啟系統(tǒng)。電磁吸盤得電前，確認垛板機械設備是否在工藝生產(chǎn)要求的預選擇位(需要外來控制信號)。

(2)半自動控制。在自動方式下運行，可以進行手動干預，通常是在小范圍控制區(qū)域內(nèi)執(zhí)行。

(3)手動。通過操作箱面板開關實現(xiàn)運行功能，多用于調(diào)試階段或臨時性故障處理?？墒謩诱{(diào)節(jié)勵磁電流，現(xiàn)場操作箱信號直接與電磁控制柜相連。

4　優(yōu)化方案

(1)利用激光測距儀和重錘限位保證垛板機準確定位。為解決垛板機平移和下降定位不準的問題，在垛板機軌道一側(cè)安裝激光測距儀，根據(jù)垛板機下方位置， 記錄激光測距儀數(shù)值，將檢測數(shù)據(jù)連到自動化PLC中，當垛板機運行到位后，自動停止。同時，在垛板機橫梁下方增加重錘限位，當垛板機下降到位后，重錘限位信號連到自動化PLC中，垛板機自動停止運行。通過激光測距儀和重錘限位的使用，避免了編碼器的累積誤差，實現(xiàn)了垛板機的準確定位。

(2)根據(jù)厚板極限規(guī)格劃分垛板機下場地。優(yōu)化后的垛板機下場地劃分為4行共8個垛位，具體劃分如圖1所示。當鋼板長度小于12m時，可南北分別放置；當鋼板長度大于12m時，作為4個長垛位使用。將以上8個垛位納入自動化一級、二級和三級管理。生產(chǎn)時，垛板機根據(jù)三級下達的生產(chǎn)命令和鋼板尺寸，可以自動選擇目標垛位。

設定鋼板長度為L，根據(jù)鋼板長度，在垛板機控制程序中自動選擇垛板機磁塊數(shù)量，見表2。

D11-1D11-2D12-1D12-2D13-1D13-2拋丸機輸入輥道D14-1D14-2

表2　自動選擇垛板機磁塊數(shù)量Table 2　Automatic selection of piler electromagnet quantity

5　結(jié)論

經(jīng)過優(yōu)化，實現(xiàn)了垛板機平移和下降的準確定位，平移和下降參數(shù)可長時間使用，避免了職工經(jīng)常修改的麻煩，有效防止了安全隱患的發(fā)生。同時，實現(xiàn)了垛板機磁塊的自動選擇，提高了生產(chǎn)效率。垛板機下垛位優(yōu)化后，實現(xiàn)了垛板機上料和組料工作的同時進行。經(jīng)測算，三個垛板機產(chǎn)量由改造前的30萬噸/年提高到50萬噸/年，較改造前提高了近70%。

參考文獻

[1]張麗.寬厚板碼垛機自動控制模型的研究與實現(xiàn)[J].電氣傳動，2012(6)：54-56.

編輯傅冬梅

關鍵詞：垛板機；控制；優(yōu)化

OptimizationofWideandThickSheetPilerControlProgram

LiuJungang,LiChang,WeiJunguang,LuRongjie,LiuQing,LiChuanpeng

Abstract：Structural features and process technique of piler have been described. Solutions have been raised in terms of issues of inaccurate location and lower production efficiency of piler.

Key words：piler; control; optimization

收稿日期：2015—02—28

中圖分類號：TG333.3

文獻標志碼：B