中型型鋼廠碼垛電磁吊行程控制優化

摘要：型鋼碼垛是型鋼生產、打捆，運輸和儲存中的重要環節，萊鋼中型型鋼廠采用全自動碼垛系統進行定尺型鋼的碼垛包裝。近年來，由于設備老化，檢測元件誤檢測等原因，經常導致電磁吊動作異常，影響了中型線的生產節奏。本文通過考察碼垛區域的實際情況，對電磁吊行程控制進行優化，使檢測元件不再是檢測的必需條件，從而達到設備控制的精確度及穩定性。

關鍵詞：型鋼碼垛；電磁吊；行程控制

中圖分類號：TU391文獻標識碼：A

1 概述

型鋼碼垛是型鋼生產、打捆，運輸和儲存中的重要環節。在現代化的連軋鋼廠中，型鋼經冷鋸定尺鋸切后送到成品收集系統，實現碼垛、打捆、稱重、掛標牌，并最終進入成品區。為保證連軋的生產節奏，提高成品包裝質量，以適應型鋼連軋的生產節奏和不同規格、尺寸的變化范圍，以實現對不同型鋼的碼垛，萊鋼中型型鋼廠采用全自動碼垛系統進行定尺型鋼的碼垛包裝。電磁吊主要用來進行成品材的碼垛，完成成品材由單支到成垛的收集，使碼垛過程實現機械化、自動化必不可少的設備。

中型線碼垛區域電磁吊的自動控制系統主要由4套PLC系統組成，包括3套三菱FX系列PLC，分別控制三個碼垛磁頭電磁裝置，一套東芝系列的PLC，控制碼垛三個區域的軋件搬運、數據傳送、跟蹤等。電磁吊的驅動采用東芝交-直-交電壓型變頻器U/S-250，其位置檢測采用變頻器反饋的脈沖計數結合接近開關完成。

近年來由于設備老化，現場設備損壞、嚴重變形，檢測元件誤檢測等現象，經常導致電磁吊動作不正常，要么下降不到位，要么到位后不吸鋼，或者把鋼碼散等，影響了中型線的生產節奏。通過對現場的實際考察，技術論證等方式提出位置檢系統不再使用接近開關檢測，只采用變頻器反饋的脈沖計數控制電磁吊的動作行程，對電磁吊的行程控制進行優化。通過軟件控制的優化，使現場檢測元件不再是檢測的必需條件，達到設備控制的精確度及穩定性。

2 電磁吊行程控制優化

根據碼垛區域的現場實際情況，綜合考慮各種控制因素，通過現場考察，對現場檢測元件位置的實際測量，并對檢測元件控制方式和軟件控制方式進行了比較，認為軟件控制方案能起到控制設備行程、保護設備的目的。

在控制優化過程中，通過對現場所有控制位值的考察、測量，討論和研究，制定出了每個位置的控制行程，減速點和停止位置等，并確定出每個位置的計算公式，參數大小。

2.1 電磁吊動作一周期流程

當碼垛平臺處于上升位置，且橫移小車前進到前限位時，電磁吊從零位（原為上限位接近開關位置，現改為用行程控制）開始第一次下降，至勵磁位置（lift1）時開始勵磁吸鋼，繼續下降至DOWN1位置（原為TOUCH位接近開關位置，現改為用行程控制：電磁吊到鋼的表面下壓20mm）時，電磁吊停止；當橫移小車后退完成后，電磁吊開始第二次下降，LIFT2勵磁完成，直到DOWN2 APC成功（目標值與實際值相差0.5mm），DOWN2完成；電磁吊消磁，把鋼放在碼垛平臺上；消磁完成后，電磁吊開始高速上升，而后低速至電磁吊回到零位，結束一個動作周期。

2.2 電磁吊位置控制點

在電磁吊一個周期的動作過程中，一共有六個位置控制點，分別是：零點位置、勵磁位置（LIFT1）、DOWN1位置、LIFT2位置、DOWN2位置、消磁位置（DROP）。其中勵磁位置（LIFT1）、消磁位置（DROP）、LIFT2位置三個位置檢測到后要把信號傳到三菱控制器，控制電磁吊的電流大小，來進行吸鋼和放鋼。電磁吊行程示意圖如下：

1)LIFT1位置：將9.3A的電流傳給三菱PLC

?滎L1=L0-H-X0=300-H-X0

2)DOWN1位置:原接近開關位置（現為電磁吊到鋼的表面下壓20mm）

?滎L2=L1-X1=300-H-X0-X1

3)LIFT2位置：把7A的電流傳給三菱PLC

?滎L3=L5－X2

4)DROP位置：把3A的電流傳給三菱PLC

?滎L4=L5－X3

5)DOWN2位置:電磁吊把鋼放在碼垛平臺上的位置，從DOWN1到DOWN2的過程是做APC自動下降。（電磁吊到鋼的表面距離）

?滎第一層（count3=0）：L5=L-H

?滎其他層（非槽鋼非角鋼） L5=L-(N×H0+H)

?滎槽鋼

a)奇數層：L5=L-[(N+1)/2×H0+(N+1)/2×H]

b)偶數層：L5=L-[N/2×H0+(N+2)/2×H]

其中：（L=1250mm：電磁吊零位到碼垛平臺的距離L0=300mm電磁吊零位到平移小車上限位置的距離H: 產品高度 H0:碼垛高度 N：已經碼垛層數X0、X1 、X2: 補償值）

2.3 優化方案實施

碼垛電磁吊行程的控制是采用東芝T3H控制器。利用控制器的編程功能，根據控制方案設定的思路，進行了程序的編制，然后對所有參數進行設定。

程序編制完成后，利用中型生產線定修的時間，對程序進行調試。在調試的過程中，發現控制思路非常正確，參數設置也很合理。但是由于現場每個區域的機械設備和電氣設備的狀態不一樣，對每個區域的個別參數進行了調整。

3 實施效果

電磁吊行程控制優化后，不再依賴于現場檢測元件，避免了檢測不準導致電磁吊動作異常的現象，調整效果得到明顯改善，設備運行穩定，滿足了工藝要求，對提高過鋼節奏起到了重要的作用。

參考文獻

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