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)計及改造

1.1 集卷的初始設(shè)計

投產(chǎn)之初集卷區(qū)的設(shè)計方案是依靠安裝在集卷筒上的五組對射光電開關(guān)來實現(xiàn)整個集卷自動的，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)檢測到有鋼信號時，PLC執(zhí)行隔板打開命令和托板下降慢速一命令，通常這個慢速設(shè)定要比實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)檢測到有鋼信號時，PLC執(zhí)行托板下降慢速二命令，慢速二要比實際集卷速度稍快一點(diǎn);3)當(dāng)?shù)谖褰M光電開關(guān)的信號丟失，第四組光電開關(guān)的信號也丟失，而前三組光電開關(guān)的信號未丟失時，PLC重新給定托板慢速一下降命令;4)設(shè)計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，托板的速度給定會在慢速一和慢速二之間跳動;5)當(dāng)后三組光電開關(guān)的信號都丟失，但前兩組光電開關(guān)的信號有任一組不丟失時，托板給定慢速一下降;6)當(dāng)五組光電開關(guān)的信號全都丟失時，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)說明每組信號的得到與丟失，都加有延時濾波，用以確保信號穩(wěn)定;慢速二的觸發(fā)置位是光電信號五，復(fù)位是信號四;慢速一的觸發(fā)置位是光電信號三，復(fù)位是光電信號五和一。

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)對中偏離，誤發(fā)信號，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)場解決方案的實施

針對上面的現(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)場的檢測元件。在離集卷筒較遠(yuǎn)的鋼梁上安裝一個激光檢測儀，并把原第五組光電開關(guān)的信號接在激光檢測儀上;2)在風(fēng)冷輥道的末端安裝一個接近開關(guān)，把第三組光電開關(guān)的信號接在接近開關(guān)上，通過機(jī)械裝置實現(xiàn)對來鋼信號的檢測;3)把所有從PLC放過來的電纜，全部從外圍重新布置。

1.4 自動控制程序的設(shè)計

1)當(dāng)來鋼裝置檢測到有鋼信號時，PLC發(fā)出集卷開始命令; 2)當(dāng)激光檢測儀檢測到有鋼信號時，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，如果來鋼信號保持為“1”不變，則:a.當(dāng)激光檢測儀的信號丟失時，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儀再次檢測到信號時，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)來鋼信號和激光檢測儀的信號都丟失時，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)說明為了保證信號穩(wěn)定，激光檢測信號和來鋼檢測信號都加有接通和斷開的延時濾波;7)為了保證在筒內(nèi)集卷，設(shè)計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)，克服了信號誤觸發(fā)的現(xiàn)象，實現(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)常需要手動將托板停在某個合適的位置，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，雖然動作靈敏，但在故障情況下不能及時動作，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中引出一對點(diǎn)接到該抱閘上，讓PLC直接控制此抱閘。2)抱閘功能的實現(xiàn):在PLC中設(shè)計一個速度檢測程序塊，用來比較設(shè)定速度和實際運(yùn)行速度的差值。設(shè)計內(nèi)容為:a.當(dāng)實際速度比設(shè)定速度大于+100時，PLC認(rèn)為托板失速;b.當(dāng)實際速度比設(shè)定速度小于-100時，PLC認(rèn)為是碼盤松動丟轉(zhuǎn)引起;c.當(dāng)實際速度比設(shè)定速度小于-100時，還有一種情況就是現(xiàn)場機(jī)械發(fā)生卡阻使速度變慢，輕微時會使電機(jī)過載跳閘，如果長時間運(yùn)行將會有燒壞電機(jī)的可能;d.綜合以上三種情況，我們在PLC中取這個比較值的絕對值，只要絕對值大于 100，就立即切斷托板使能，關(guān)閉抱閘，同時給變頻器輸出 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，還增強(qiáng)了我們在工作中的自信心。使我們堅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。