雙高線PF鏈智能分鉤系統的設計與應用

蘇紅軍，馬偉，何昌勇，張璽成

（山西建邦集團有限公司軋材廠，山西曲沃 043409）

雙高線PF鏈智能分鉤系統的設計與應用

蘇紅軍，馬偉，何昌勇，張璽成

（山西建邦集團有限公司軋材廠，山西曲沃 043409）

針對雙高線生產現場共用一個PF鏈的情況下，分鉤、打包、稱重計量以及卸卷過程中存在的分鉤難問題，根據現場實際情況研究制定切實可行的自動分鉤系統的實施過程。經過一年的運行實踐證明了自動分鉤系統的設計非常成功，通過對該項技術的應用每班次減少人力三人，不但降低了企業的用工成本，還避免了人為因素造成的錯誤現象，提高了計量和卸卷的準確性。

PF鏈 合分流道岔 C形鉤 控制 自動分流 智能辨識

在雙高線的收集區通常都是共用一個PF鏈來完成后續的收集工作，由于有兩條生產線，因此在后面的打包、稱重計量和成品卷分剁存放過程中，就需要對產品的鋼種、規格及爐批號進行精確的區分，為后續的分剁吊運和質量追蹤提供保障，因此設計一套能夠自動識別和執行相應要求的系統。

1 PF鏈的初始設計及工作原理介紹

1.1 PF鏈的構成

建邦高線廠的PF鏈主要由兩個驅動站、八個工位和四個合分流道岔組成，具體分布（見圖1）為：一號道岔途徑，A線集卷站和B線集卷站；二號道岔途徑，一號打包、一號稱重站，二號打包、二號稱重站；三號道岔途徑，一號卸卷站；四號道岔途徑，二號卸卷站。PF鏈的動力主要由兩個驅動站來驅動，每個驅動站都有兩臺驅動電機，為一用一備式。

1.2 PF鏈分流道岔的基本工作原理

在設計PF鏈時之所以要設計道岔，主要是要提高PF鏈的工作效率。在PF鏈的運行過程中，總是輕鉤（沒有裝料的空鉤）和重鉤（裝有成品卷的C形鉤）交叉運轉。在通常情況下，輕鉤都需要以最短的距離和時間直達目的地（集卷站前方）等待接料任務，而重鉤則需要有選擇性地進入到指定的工位，因此建立適合現場的合分流道岔是十分必要的。當系統檢測到輕鉤后可直接將其導向集卷站處，而不需要轉到工位去，從而為收集生產準備足夠的C形鉤創造條件，提高PF鏈的工作效率。

圖1 C形鉤智能識別系統設計簡圖

分流道岔后面的直彎通回路上都會安裝一個道岔清除檢測開關和滿位檢測開關，并且在道岔的機械裝置上還會有檢測道岔狀態的檢測開關。道岔清除檢測開關的主要作用是：給PLC發送道岔動作的執行命令，當該信號被觸發后，且在道岔動作的其他條件都滿足（比如道岔直通或彎通到位，且后方輕重車需要道岔轉向）的情況下會執行道岔彎通或是直通的命令。而滿位檢測開關（有些因PF空間大小的關系會由停止器占位信號來代替）的作用則是：給PLC發送前方停止器放鉤允許命令，當該信號被觸發后，道岔前方的停止器就會立即執行放鉤命令。道岔工作的情況分為兩種。

1）以集卷前方的分流道岔為例，后方工位需要的都是空鉤，不需要進行輕重車識別，只需要進行輪流放鉤即可。所以這種情況的工作條件比較簡單，就是只要道岔后方的滿位或是占位允許放鉤，且另外一個通路的滿位或是占位信號有脈沖信號發出，前方停止器的占位信號顯示有C形鉤，則PLC會根據輪流放鉤的原則執行命令。

2）在打包稱重區和卸卷區的分鉤需要按照指定的要求進行放行，其放行條件比較復雜，不僅需要對輕重車進行判斷，還需要按照指定的要求進行工作。以山西建邦集團有限公司軋材廠卸卷為例（參考圖1），當輕車經過時，直接從直通回路通行即可，不允許從卸卷站繞行，因此這種情況需要在道岔前方的停止器處安裝一個輕重車檢測開關。當檢測到輕車時，道岔執行直通命令進行放行；當檢測到重車時，則需要按照規定的要求選擇要導通的路線。

2 原PF鏈運行狀態及改進的要求

由圖1可知，在打包稱重區和一二號卸卷前方的道岔處，需要根據C形鉤的來源對重車進行準確的識別，并根據規定的要求確定C形鉤的放行路線。

因為兩條生產線同時處于生產當中，而且每條生產線所生產的鋼種、規格等都不盡相同，因此在打包稱重和卸卷發貨的時候需要對產品進行準確的識別，確定應該打印什么樣的標牌，應該將產品放入哪個打包稱重區，應該將產量計入哪條生產線，應該將產品從哪里卸貨等一系列問題，只有做好這些基礎工作，才能核準各線的生產情況并方便日后追溯。可是這些要求在初期投產時，只能通過手動實現即在集卷站前方的道岔處安置一名員工，專門給去向B線集卷的C形鉤掛“紅牌”；然后又分別在打包道岔和卸卷道岔處各安置一名員工根據“紅牌”標識進行手動分鉤。這樣不僅增加了員工的勞動強度和企業的人力成本，還經常出現人為失誤的現象，使企業蒙受損失，為此如何實現準確的自動分鉤便提上了日程。

3 改造方案的研究制定與實施

3.1 改造方案的研究確立

經過現場的勘察和研究，發現要實現自動分鉤的功能，首先要使C形鉤在經過不同的生產線后留有不同的標記，然后在打包稱重和卸卷前方的道岔處能夠進行準確識別，最后才可根據需要編制程序。

3.2 改造方案的實施過程

3.2.1 C形鉤燕尾板的設計原理及制作

圖2 信號工裝簡圖

按照上述思想需要給每個C形鉤上都增加一個標記C形鉤路徑的設備，因此經過大量的研究后決定，在每個C形鉤前方結構的空隙處，安裝一個可以轉變位置的燕尾形鐵板（燕尾板構造詳見圖2）。同時為了使燕尾板能夠轉動靈活，還在旋轉處特別安裝軸承，另外為了能夠保證標記的位置不會發生變動，在燕尾板的正后方安裝一塊磁力適當的磁石，這塊磁石既要保證標記位置不會發生變動，又要保證在需要轉換位置時能輕松轉動。

3.2.2 C形鉤標記轉換器的制作

實現自動分鉤的第一步就是在C形鉤經過不同的集卷站后可以留下不同的標記，從而在后面的道岔處對C形鉤的路徑進行有效識別。為此在兩個集卷站前方的不同方向分別制作安裝一個燕尾板檔桿裝置（詳見圖1），當C形鉤經過A線集卷站時燕尾板會被推至C形鉤的右側，反之當C形鉤經過B線集卷站時燕尾板會被推至C形鉤的左側，這樣就實現了C形鉤路徑的自動標記。

3.2.3 C形鉤標記檢測裝置的制作及自動程序編寫

3.2.3.1 C形鉤檢測裝置的制作

在需要辨識C形鉤路徑的打包道岔和1號卸卷道岔前方的停止器處（詳見圖1），制作安裝一個檢測C形鉤標記狀態的檢測裝置，實現對C形鉤路徑的檢測。

3.2.3.2 自動化程序編寫

以打包道岔為例，正常情況下規定A線的產品進入A線打包稱重站，B線的產品進入B線打包稱重站；在特殊情況下，要求能夠互相轉換（詳見上頁圖1）。

第一步：正常工作情況下，當PLC檢測到打包道岔前方的停止器處有A線的C形鉤并且后方允許放鉤時，執行道岔彎通動作命令，將C形鉤放到A線打包稱重處；同理，當PLC檢測到打包道岔前方的停止器處有B線的C形鉤并且允許放鉤時，執行道岔直通動作命令，將C形鉤放到B線打包稱重處。

第二步：在一臺打包機故障或檢修時，為了不影響生產節奏，經常需要將C形鉤放入另外一臺打包機處進行打包，因此需要在現場增加一個手動轉換開關來實現該功能。在程序中設置兩個控制程序，即控制一命令和控制二命令，正常控制程序為控制一命令，特殊控制程序為控制二命令。在通常情況下，現場手動轉換開關處在斷開狀態，將閉點加入控制一程序段，開點加入控制二程序段，這樣就可以切換打包機的打包功能了。

4 實施效果與優化

4.1 實施效果

改造投入實施后，基本實現了最初的設想，不再需要人工進行分鉤工作了，不僅省去了三名人力，還減少了人工錯誤率的發生，提高了工作效率，因此改造基本成功。

4.2 設計方案的優化

在使用中稱重處的員工反映，當切換打包后的產品過來時，很難進行人工分辨，因此又按照員工反映的情況在兩個稱重處各增加了一套C形鉤標記檢測裝置，并在稱重室內安裝了報警器，當切換打包后的產品進入稱重工位后會發出報警。該優化實施后再未發生錯誤現象，不僅降低了員工的勞動強度，還提高了業務的準確度，改造非常成功。

5 結語

通過此次改造，不但實現了雙高線PF鏈的自動分鉤功能，避免了操作失誤率，還減輕了員工的勞動強度，為企業減少了人力成本。相信只要不斷地努力探索，PF鏈還會有更大的改造空間，直至實現PF鏈的全智能控制系統。

（編輯：胡玉香）

Design and Application of Double Line PF Chain Intelligent Hook System

SU Hongjun,MA Wei,HE Changyong,ZHANG Xicheng
（Rolling Mill of Shanxi Jianbang Group Co.,Ltd.,Quwo Shanxi 043409）

This paper introduces the difficult hook problem in hook,packaging,weighing measurement and unloading process with same PF chain in double line production site,and introduces the implementation process of feasible automatic hook system according to the actual situation.After a year of practice it proves that the design of the automatic hook system is very successful,which reduces three people in each shift through the application of the technology,not only reducing the labor costs of enterprises,but also avoiding the errors caused by human factors,and improving accuracy of measurement and discharge volume.

PF chain,combined shunt switch,C type hook,control,automatic shunt,intelligent identification

TP273

A

1672-1152（2016）06-0098-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.35

2016-11-11

蘇紅軍（1979—），男，工程師，從事軋鋼電氣自動化設備的管理和維護工作。