冷軋帶鋼重卷機組自動上卷控制優化

賈彬

摘 要：鋼卷重卷機組作為鋼鐵廠的重要生產線，其生產效率直接影響工廠的產量。重卷機組入口工藝段的上料環節，是該產線的第一個環節，其運輸鋼卷、并向開卷機裝載鋼卷的效率將對后續環節乃至整條生產線的產量造成影響。本文針對首鋼某分廠重卷機組自動上卷過程的缺陷進行改進優化，從鋼卷自動對中的角度，分別在硬件安裝和PLC程序兩個方面進行改進，實現鋼卷車完全自動化運輸及上料，提高了產線的生產效率，避免了因上卷時的人為失誤等因素造成的經濟損失，給企業創造了一定的經濟效益。

關鍵詞：重卷機組；自動上卷；自動對中

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組于2014年底投入運行，但隨著市場對優質薄帶鋼產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環節的節奏。該廠的重卷機組作為帶鋼生產的最后一道工序，其重要性不言而喻，但是由于客戶對產品規格的多樣化以及生產線最初定位和設計原因，產線設備的控制以及自動化程度已經無法滿足日益加快的生產節奏。

該重卷機組來料鋼卷內徑分420mm和508mm兩種，外徑范圍為900-2100mm。在自動上卷時，存在以下問題：（1）對于外徑大于1800mm的鋼卷無法實現自動高度對中；（2）對于420mm內徑的鋼卷，上卷鋼卷車一般都能順利將鋼卷送到開卷機芯軸，但如果是508mm內徑，加上膠套筒后，由于膠套筒長時間使用后會發生下垂變形，上卷鋼卷車每次自動上卷時，都需要操作人員手動干預。該缺陷導致自動上卷過程不精準，給操作人員造成很大影響，每次上卷都需要操作人員花時間去實地觀測是否對準，而且也增加了套筒的更換頻次，不僅耗時而且增加了成本。此外，該缺陷還可能導致鋼卷內圈剮蹭開卷機芯軸，嚴重情況下發生過鋼卷卡在芯軸與鋼卷車之間無法動作，需要動用其他牽引設備，耽誤生產時間長達一個多小時。

本文主要針對鋼卷車自動上卷及高度對中的軟硬件進行改造，解決上卷過程的缺陷，縮短上卷時間，提高生產效率，同時避免因自動對中不精準而對鋼卷或者設備造成的損害，避免經濟損失。

1 原理分析

鋼卷車自動上卷是通過開卷機芯軸下方的光柵檢測鋼卷內圈下邊沿來進行高度對中的。剛卷自動對中的基本過程為：鋼卷車水平移到高度對中區域后，鋼卷車通過液壓裝置開始下降直到下極限位，在此過程中，光柵發出光束始終在鋼卷內芯范圍內移動，光柵沒有收到反射光，所以輸出信號是0；當鋼卷車降到最低位時開始自動反向上升，直到光束掃到鋼卷內芯的下邊沿時，光柵收到反射光，進而輸出信號置1；當光柵檢測到鋼卷內圈下邊沿時，PLC計算出鋼卷車需要再繼續上升的高度，鋼卷車繼續上升，光束就從下邊沿繼續下移。

開卷機芯軸中心到光柵的實測距離為390mm，在此之前通過安裝在開卷機壓輥上的光柵已經測得芯軸直徑和半徑R，（390 -R）就是鋼卷下邊沿內側將要上升的距離，出于安全考慮，再減去10mm的余量，使得鋼卷下邊沿內側穿過套筒后能跟芯軸有10mm的縫隙。

即鋼卷車需要繼續上升的高度計算公式為：D=390-R-10=380-R。

對于鋼卷內徑為508mm的產品，需要在開卷機芯軸上加膠套筒，由于膠套筒在芯軸上會自動下垂，相當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 程序優化

針對內徑為508mm的鋼卷，需要在開卷機芯軸上裝膠套筒，考慮到膠套筒在芯軸上會自動下垂，相當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。針對這一問題，改變對中設計思路，通過光柵檢測鋼卷內芯上邊沿，然后預留10mm的空隙，這樣可以有效避免因膠套筒下垂導致的鋼卷內芯下邊沿刮蹭膠套筒的事故。

鋼卷車自動上卷控制程序的優化：鋼卷車移動到鞍座處托起鋼卷后，在移向開卷機的同時，開卷機上的壓輥自動壓下，壓在開卷機芯軸上，光柵位于芯軸上方，當鋼卷車移到高度對中區域后，開始下降直到最低位，然后反向升起，此時光柵的光束開始檢測鋼卷內芯的上邊沿，當檢測到上邊沿時，光柵信號從1變成0，然后小車立即停止上升，完成高度對中。

優化后的程序段如下：

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 結束語

本文針對重卷機組自動上卷過程的缺陷進行改進優化，從鋼卷自動對中的角度，分別在硬件安裝和PLC程序兩個方面進行改進，實現鋼卷車完全自動化運輸及上料，通過三個月的實際運行，滿足改造的要求，提高了產線的生產效率，避免了因上卷時的人為失誤等因素造成事故，減少事故經濟損失，同時也降低了膠套筒等輔材的使用量，給企業創造了一定的經濟效益。