熱鍍鋅線控制系統的改進

賈鋒鋒，賈 騰

（河北鋼鐵集團邯鋼公司，河北 邯鄲056015）

1 熱鍍鋅線控制概述及存在問題

1號熱鍍鋅控制器采用西門子STEP7400PLC控制，主要結構為入口PLC一套，工藝PLC一套，出口PLC一套，加熱爐PLC一套（氣刀，涂油機等單體設備采用STEP7300PLC）。傳動控制為西門子TDC控制，光整機控制也為TDC控制，但長期以來，由于產品要求，熱鍍鋅光整機很少使用。

1號熱鍍鋅線存在以下幾個問題：

1）1號熱鍍鋅入口2號線經常出現焊接完成后不能及時建張，導致生產線降速甚至全線停車現象，1號熱鍍鋅線每年都會因該類事故帶來不小的經濟損失。

2）入口建立張力時，帶鋼抖動厲害，生產1.5 mm及以下規格帶鋼時，容易造成帶鋼焊縫開裂，必須進行二次焊接，造成工藝段降速，嚴重時造成停車事故。

3）原設計中0.8（是不是直徑0.8 mm）規格一下沒有張力（表達不清楚），需要操作手動給定張力。根據市場的需求，本線需要生產0.8及以下規格帶鋼，一旦操作人員忘記手動設定張力，就會造成全線無張力的情況，造成停車事故。

4）入口穿梭車經常出現開不到位現象。具體情況：穿梭車實際已開到位，但是定位銷無法精準插入底座。一旦出現這種情況，會導致開卷機不能及時上卷，容易造成單線生產的困境，有可能引起生產線停車。

5）工藝段糾偏系統，尤其是入口活套糾偏，當帶鋼跑偏時，容易出現測量單元報警，造成糾偏單元不工作，此時如果不及時發現，會造成帶鋼掛邊甚至斷帶的情況發生。

6）出口下卷時，帶尾應該停到小車托輥附近，由于下的卷噸數不同，會導致帶尾停的位置不同，影響下卷速度。

2 控制系統的改進

2.1 入口2號線建張控制的改進

原控制系統中，入口2號線建張時，有時會出現不能建張的情況，導致工藝降速或停車事故。通過PDA數據分析，當時建張條件滿足，但是2號開卷機有速度反饋，由于傳動設計導致建張不能建立，當時采取的措施是，讓操作人員點動完帶鋼后，進行等待數秒后，再按建張按鈕，但是人為控制存在很大的不確定因素。通過技術攻關，更改PLC控制程序，并在操作面板上增加了建張指示按鈕，指示燈慢速閃爍時，表明可以按建張按鈕，如果建張指示燈不亮，操作人員按下建張按鈕以后，也不會造成程序的自鎖，當指示燈閃爍后，仍可再次按建張按鈕，方便了操作。建張過程中，指示燈快速閃爍，建張完成后，指示燈常量。更改完后，沒有出現過不能建張的情況。

2.2 入口緩慢建張的實現

原設計中入口按建張后，將迅速建起張力，這會導致1.0及以下規格帶鋼，由于建張過快，發生焊縫開裂的情況，并且伴隨入口活套張力波動。2019年全年出現過4次類似情況，其中有2次導致全線停車，通過更改控制方式，實現了入口緩慢建張，避免了上述情況的發生（見下頁圖1）。

2.3 1號熱鍍鋅設計

1號熱鍍鋅原設計中，生產規格為Φ0.8 mm~Φ4.0 mm，Φ0.8 mm規格以下不在產品范圍內，沒有張力，由于市場的需求，1號熱鍍鋅線需要生產Φ0.8mm以下產品，這時需要操作人員手動給定張力，一旦忘記更改手動方式，會造成生產線無張力停車事故，甚至斷帶的發生。針對此情況，對張力的自動設定進行了研究，通過更改控制程序，增加了Φ0.8 mm規格以下產品的張力，實現了自動控制張力。

圖1 張力建立情況

2.4 改進定位銷插程序

入口穿梭車行走到位后，在定位銷往下插入的同時，由于慣性巨大，穿梭車東西晃動，會出現一邊的銷子插下，而另一邊的銷子頂到底座甚至插到底座外，通過改進程序，給銷子插入電磁閥增加適當延時，待車身晃動不厲害的時候，再給信號，避免穿梭車到位后定位銷插不到位現象。

2.5 工藝糾偏系統報警系統的開發

工藝段糾偏系統，在本產線起著尤為中要的作用，尤其是入口活套糾偏，當帶鋼跑偏時，容易出現測量單元報警，造成糾偏單元不工作，此時如果不及時發現，會造成帶鋼掛邊甚至斷帶的情況發生。為防止此類現象的發生，特增加了HMI糾偏報警和聲光報警功能，一旦聲光報警，可以迅速判斷哪個位置出現故障，并及時到現場處理。

2.6 增加按鈕

在畫面上增加按鈕，可以方便快捷的修正出口下卷時帶尾停靠的位置。

3 結語

通過對控制系統的優化和改進，避免了很多次同類事故停車的發生，保障了生產線的平穩運行，取得了良好的經濟效益。

1號熱鍍鋅線工藝特殊，如發生停車，都會產生廢品，根據以往的事故經驗，每次停車約產生10 t廢品，每噸廢品造成各類損耗約2 000元，熱鍍鋅產能平均為55 t/h，每噸效益約250元，根據2019年全年事故統計，因上述原因導致的事故停車約8起，累計影響生產25 h。改進后的控制系統，可避免同類事故停車損耗16萬元，避免產能損失34.4萬元，共計產生經濟效益約50萬元。