冷軋帶鋼重卷機(jī)組自動(dòng)上卷控制優(yōu)化

賈彬

摘 要：鋼卷重卷機(jī)組作為鋼鐵廠的重要生產(chǎn)線，其生產(chǎn)效率直接影響工廠的產(chǎn)量。重卷機(jī)組入口工藝段的上料環(huán)節(jié)，是該產(chǎn)線的第一個(gè)環(huán)節(jié)，其運(yùn)輸鋼卷、并向開(kāi)卷機(jī)裝載鋼卷的效率將對(duì)后續(xù)環(huán)節(jié)乃至整條生產(chǎn)線的產(chǎn)量造成影響。本文針對(duì)首鋼某分廠重卷機(jī)組自動(dòng)上卷過(guò)程的缺陷進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，從鋼卷自動(dòng)對(duì)中的角度，分別在硬件安裝和PLC程序兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)鋼卷車完全自動(dòng)化運(yùn)輸及上料，提高了產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，避免了因上卷時(shí)的人為失誤等因素造成的經(jīng)濟(jì)損失，給企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：重卷機(jī)組；自動(dòng)上卷；自動(dòng)對(duì)中

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.034

0 引言

首鋼某分廠冷軋鋼板重卷機(jī)組于2014年底投入運(yùn)行，但隨著市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)薄帶鋼產(chǎn)品需求量的不斷增加，該廠訂單增多，因此有必要加快各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)奏。該廠的重卷機(jī)組作為帶鋼生產(chǎn)的最后一道工序，其重要性不言而喻，但是由于客戶對(duì)產(chǎn)品規(guī)格的多樣化以及生產(chǎn)線最初定位和設(shè)計(jì)原因，產(chǎn)線設(shè)備的控制以及自動(dòng)化程度已經(jīng)無(wú)法滿足日益加快的生產(chǎn)節(jié)奏。

該重卷機(jī)組來(lái)料鋼卷內(nèi)徑分420mm和508mm兩種，外徑范圍為900-2100mm。在自動(dòng)上卷時(shí)，存在以下問(wèn)題：（1）對(duì)于外徑大于1800mm的鋼卷無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)高度對(duì)中；（2）對(duì)于420mm內(nèi)徑的鋼卷，上卷鋼卷車一般都能順利將鋼卷送到開(kāi)卷機(jī)芯軸，但如果是508mm內(nèi)徑，加上膠套筒后，由于膠套筒長(zhǎng)時(shí)間使用后會(huì)發(fā)生下垂變形，上卷鋼卷車每次自動(dòng)上卷時(shí)，都需要操作人員手動(dòng)干預(yù)。該缺陷導(dǎo)致自動(dòng)上卷過(guò)程不精準(zhǔn)，給操作人員造成很大影響，每次上卷都需要操作人員花時(shí)間去實(shí)地觀測(cè)是否對(duì)準(zhǔn)，而且也增加了套筒的更換頻次，不僅耗時(shí)而且增加了成本。此外，該缺陷還可能導(dǎo)致鋼卷內(nèi)圈剮蹭開(kāi)卷機(jī)芯軸，嚴(yán)重情況下發(fā)生過(guò)鋼卷卡在芯軸與鋼卷車之間無(wú)法動(dòng)作，需要?jiǎng)佑闷渌麪恳O(shè)備，耽誤生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一個(gè)多小時(shí)。

本文主要針對(duì)鋼卷車自動(dòng)上卷及高度對(duì)中的軟硬件進(jìn)行改造，解決上卷過(guò)程的缺陷，縮短上卷時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免因自動(dòng)對(duì)中不精準(zhǔn)而對(duì)鋼卷或者設(shè)備造成的損害，避免經(jīng)濟(jì)損失。

1 原理分析

鋼卷車自動(dòng)上卷是通過(guò)開(kāi)卷機(jī)芯軸下方的光柵檢測(cè)鋼卷內(nèi)圈下邊沿來(lái)進(jìn)行高度對(duì)中的。剛卷自動(dòng)對(duì)中的基本過(guò)程為：鋼卷車水平移到高度對(duì)中區(qū)域后，鋼卷車通過(guò)液壓裝置開(kāi)始下降直到下極限位，在此過(guò)程中，光柵發(fā)出光束始終在鋼卷內(nèi)芯范圍內(nèi)移動(dòng)，光柵沒(méi)有收到反射光，所以輸出信號(hào)是0；當(dāng)鋼卷車降到最低位時(shí)開(kāi)始自動(dòng)反向上升，直到光束掃到鋼卷內(nèi)芯的下邊沿時(shí)，光柵收到反射光，進(jìn)而輸出信號(hào)置1；當(dāng)光柵檢測(cè)到鋼卷內(nèi)圈下邊沿時(shí)，PLC計(jì)算出鋼卷車需要再繼續(xù)上升的高度，鋼卷車?yán)^續(xù)上升，光束就從下邊沿繼續(xù)下移。

開(kāi)卷機(jī)芯軸中心到光柵的實(shí)測(cè)距離為390mm，在此之前通過(guò)安裝在開(kāi)卷機(jī)壓輥上的光柵已經(jīng)測(cè)得芯軸直徑和半徑R，（390 -R）就是鋼卷下邊沿內(nèi)側(cè)將要上升的距離，出于安全考慮，再減去10mm的余量，使得鋼卷下邊沿內(nèi)側(cè)穿過(guò)套筒后能跟芯軸有10mm的縫隙。

即鋼卷車需要繼續(xù)上升的高度計(jì)算公式為：D=390-R-10=380-R。

對(duì)于鋼卷內(nèi)徑為508mm的產(chǎn)品，需要在開(kāi)卷機(jī)芯軸上加膠套筒，由于膠套筒在芯軸上會(huì)自動(dòng)下垂，相當(dāng)于套筒與芯軸整體的中心比芯軸自身中心下降了一段距離。

2 程序優(yōu)化

針對(duì)內(nèi)徑為508mm的鋼卷，需要在開(kāi)卷機(jī)芯軸上裝膠套筒，考慮到膠套筒在芯軸上會(huì)自動(dòng)下垂，相當(dāng)于套筒與芯軸整體的中心比芯軸自身中心下降了一段距離。針對(duì)這一問(wèn)題，改變對(duì)中設(shè)計(jì)思路，通過(guò)光柵檢測(cè)鋼卷內(nèi)芯上邊沿，然后預(yù)留10mm的空隙，這樣可以有效避免因膠套筒下垂導(dǎo)致的鋼卷內(nèi)芯下邊沿刮蹭膠套筒的事故。

鋼卷車自動(dòng)上卷控制程序的優(yōu)化：鋼卷車移動(dòng)到鞍座處托起鋼卷后，在移向開(kāi)卷機(jī)的同時(shí)，開(kāi)卷機(jī)上的壓輥?zhàn)詣?dòng)壓下，壓在開(kāi)卷機(jī)芯軸上，光柵位于芯軸上方，當(dāng)鋼卷車移到高度對(duì)中區(qū)域后，開(kāi)始下降直到最低位，然后反向升起，此時(shí)光柵的光束開(kāi)始檢測(cè)鋼卷內(nèi)芯的上邊沿，當(dāng)檢測(cè)到上邊沿時(shí)，光柵信號(hào)從1變成0，然后小車立即停止上升，完成高度對(duì)中。

優(yōu)化后的程序段如下：

NETWORK1：

A "51N60_CBA_DEC"

A（

A "=B05+A0900-3B1：4"

FN "FN_Laser_Height_Dec"

）

S "51N70_CBA_DEC"

A（

ON "Release_51N"

O "51N80_CBA_DEC"

）

R "51N70_CBA_DEC"

NOP 0

NETWORK2：

A "51N70_CBA_DEC"

A（

O "CC_Dec_in_Pos_HC"

O "VKE_1"

）

A "=C03+A0900-2B1：2"

S "51N80_CBA_DEC"

A（

ON "Release_51N"

O "51N90_CBA_DEC"

）

R "51N80_CBA_DEC"

NOP 0

3 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)重卷機(jī)組自動(dòng)上卷過(guò)程的缺陷進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，從鋼卷自動(dòng)對(duì)中的角度，分別在硬件安裝和PLC程序兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)鋼卷車完全自動(dòng)化運(yùn)輸及上料，通過(guò)三個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行，滿足改造的要求，提高了產(chǎn)線的生產(chǎn)效率，避免了因上卷時(shí)的人為失誤等因素造成事故，減少事故經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也降低了膠套筒等輔材的使用量，給企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。