SFC程序在自動換輥中的應用

摘 要：本文介紹了用來測量換輥推拉缸行程的拉線式位移傳感器的投入及其應用，以及自動換輥使用的TDC控制器的SFC程序中對位移傳感器的調試。

關鍵詞：自動換輥；換輥推拉缸；拉線式位移傳感器；標零

1 引言

軋輥的消耗和更換直接影響熱連軋的板材生產效率，當軋輥軋制到一定公里數長時，輥面就會不光滑，軋制出來的板材便面會有劃傷，需要把磨損的舊輥抽出來，將磨輥間磨床打磨光滑的新輥推入機架。傳統的換輥作業主要是靠手動，即需要依次的人工動作調控相關設備來完成換輥，費時費力，而利用PLC設計的自動換輥程序步驟繁瑣，條理不清晰，沒有良好的可觀性，維護難度特別大。天鐵熱軋板公司換輥系統的控制采用世界先進的控制器TDC，通過SFC程序完全實現了自動換輥作業，安全系數高，快速高效。

2 工藝說明

天鐵熱軋板公司換輥控制主要有兩種方式：手動方式和自動方式。前者即在人工確認設備動作到位的基礎上，根據換輥順序按動現場換輥操作臺按鈕來控制設備動作，最終達到換輥的目的。自動方式是激活自動程序后，控制器會將動按照順序，達到快速換輥的目的。自動換輥的控制是僅次于軋鋼工藝的控制技術。它涉及到機架中所有設備的連鎖動作，雖然操作簡單但是控制卻很復雜。

當機架中的設備例如階梯墊、平衡缸、側導板、入口導衛、出口導衛等設備按照SFC程序的控制依次由軋鋼位置退到換輥位后，TDC程序自動調用推拉缸的啟動程序，首先推拉缸頭部的掛鉤自動伸到下工作輥的支架上，將下工作輥拉回大約335mm停止，這時上工作輥落下，然后將上下軋輥一起拉出軋機。舊工作輥通過機前平臺橫移缸橫移后，推拉缸在按照以上步驟反順序將新工作輥送入機架，期間共需要7個位置需要推拉缸停下來，以便配合機架內其他設備（如工作輥連接缸鎖緊缸，工作輥抬升缸，工作輥接軸抱緊缸）的動作。而這7個位置需要通過拉線式位移傳感器進行數據檢測，然后將數據輸入到TDC得程序中的參數輸入端口，以提供程序進行計算。在到達預定停止位置時，TDC程序發出推拉缸停止命令，使推拉缸停止，之后發出其他相關設備動作的命令，動作完成后，推拉缸繼續動作。

3 換輥推拉缸自動控制功能的實現

3.1 自動換輥的控制程序

自動換輥的程序和其他程序的相同之處就是同樣需要TDC程序的軟硬件配置。不同之處是采用了TDC的順序控制功能SFC，調用不同的設備控制程序，使之按照設定好的步驟動作。自動換輥流程在畫面顯示的也很明朗，所以可視化程度很高，給程序設計和調試維護帶來一定好處。

3.2 拉線式位移傳感器

在自動換輥時需要用拉線式位移傳感器精確控制軋輥進出機架的長度。位移傳感器調試的結果的精確性直接影響到換輥進行的精確性。所以在調試自動換輥時，對推拉缸位移傳感器調試至關重要。

拉線位移傳感器可將機械位移量轉換成可計量的、成線性比例的電信號。傳感器鋼繩排線方式采用自動均勻排線、保證具有較高獨立線性精度和較長的傳感器使用壽命。

3.3 拉線式位移傳感器的投入

拉線式位移傳感器在接線正常后需要在程序中進行投入設定，其投入總共分以下五個步驟：

3.3.1 零標

拉線式位移傳感器正確接線后 ，就會反饋給程序里傳感器模塊一個長度值，顯示在position管腳處。但是這時的長度是并不是現場的真實值，因為安裝傳感器時傳感器的拉線固定在推拉缸上，其長度已經伸出一部分，所以需要人工確定一個基準點，即零點，作為推拉缸在不同位置時拉線不同長度基準值。這樣在推拉缸動作到某一位置時，程序就會得到一個相對的位移值。具體零標的做法是：讓操作工將推拉缸完全縮回。將此點作為零點進行零標。

3.3.2 限位標定

根據設備的控制要求，推拉缸有七個節點位置。七個位置需要和操作工及設備人員現場測量。動作推拉缸直到達到工藝要求之后才能算采取正確。

該七個位置相關數值經過確認后，輸入到程序中的參數位置。

3.3.3 相關 CFC程序調試

在自動換輥程序調試之前，現場換輥首先使用的是手動換輥，這是因為自動換輥條件不成熟，在推拉缸沒有調試好之前，必須對推拉缸進行封鎖，不然的話，手動換輥時推拉缸會自動動作。

3.3.4 編譯下載程序

由于調試過程改變了SFC程序，所以需要重新下載程序。這個步驟一定要注意，許多時候調試方法都正確，但就是實現不了自動控制的功能，就是由于不了解軟件的這個特性。

4 注意事項

按以上步驟進行后推拉缸的自動動作已投入。但有幾點一定要注意：

（1）在SFC中對推拉缸的動作的順序控制要設定正確，否則會出現程序混亂。

（2）P1至P7的節點限位值一定要精確，否則會因為軋輥的推拉不到位，而其他連鎖動作卻已動作造成事故。例如，上工作輥的下降位如果設定的比實際短的話，工作輥下降時就不會落到下工作輥的卡槽內，拉出時就會有工作輥滾落地面的危險。

（3）投入時要嚴格按照以上五個步驟依次進行，否則會引起推拉缸動作不停止等一系列不正常動作。

5 結語

天鐵熱軋板公司自從投入了自動換輥系統之后，得到了良好的收益，效果非常明顯：

（1）換輥時間從過去的單機25分鐘，七臺機架共約40分鐘減少至單機14分鐘，七臺機架25分鐘。按照平均每四小時換一次輥計算，每天節省90分鐘，可多軋板材500噸。

（2）控制精確，減少了手動換輥人工確認不當而造成的設備動作過度的撞擊損壞。例如，在推拉缸將工作輥推入機架時，如果人工確認過度的話，就會導致工作輥撞到電機接軸上。而用位移傳感器就會在設定的位置準確的停下來。

（3）安全，自動換輥不需要操作人員在現場確認設備動作。避免出現人員的安全事故。

參考文獻：

[1]西門子TDC編程即應用指南[S].北京：航空航天大學出版社.

[2]SIMATIC TDC ——應用手冊[S].

作者簡介：牛守興（1983-），男，遼寧蓋州人，學士學位，助理工程師，主要從事：熱軋軋線電氣維護工作。endprint