內(nèi)容摘要： 本文介紹了3#剪的控制原理，主要敘述了唐鋼二鋼軋廠二棒材3#剪剪切控制功能的改進(jìn)和完善。通過對3#剪控制功能的改進(jìn)和完善，使3#剪剪切倍尺的精度大大的提高，直接提高了產(chǎn)品的成材率，為生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞： 倍尺剪 LPP 輥徑優(yōu)先 測量優(yōu)先 前言 唐鋼二鋼軋廠二棒生產(chǎn)線始建于2003年，該條生產(chǎn)線由12套PLC組成，完成各區(qū)域控制，其中主軋線控制系統(tǒng)配備兩級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)，通過三類通訊網(wǎng)絡(luò)連接，組成資源共享的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)是以美國GE公司90-70、90-30系列可編程控制器(PLC)為核心，控制信息和系統(tǒng)狀態(tài)信息通過監(jiān)控網(wǎng)(ETHERNET)、傳動(dòng)網(wǎng)(PROFIBUS-DP)和分布式I/O網(wǎng)(GENIUS網(wǎng))交換。3#剪（也稱為倍尺剪）電氣控制系統(tǒng)為控制及傳動(dòng)一體化的產(chǎn)品，其可編程控制器(PLC)采用美國通用電氣公司的GE90-30型，安裝在傳動(dòng)控制柜中；傳動(dòng)部分采用了美國GE公司的DV300。3#剪的基本原理就是通過采集相關(guān)的現(xiàn)場信號(hào)，送至剪子PLC程序，經(jīng)PLC程序的計(jì)算和執(zhí)行發(fā)出剪切信號(hào)送至傳動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)倍尺剪執(zhí)行啟動(dòng)、剪切和復(fù)位這一動(dòng)作周期并做往復(fù)執(zhí)行。在投產(chǎn)使用近兩年時(shí)間以后發(fā)現(xiàn)，由于檢測元件以及現(xiàn)場其他一些非人為因素的影響造成倍尺剪的誤動(dòng)作或者不動(dòng)作，引起倍尺剪切的長度或長或短甚至于不剪切倍尺現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。由于軋線采用的是順控的模式和思路，倍尺剪動(dòng)作的異常直接導(dǎo)致了下游設(shè)備裙板分鋼和冷床的運(yùn)動(dòng)過程，同時(shí)還會(huì)引發(fā)堆鋼造成對設(shè)備的損壞，加大了精整區(qū)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，由此造成的停車將直接影響生產(chǎn)作業(yè)率和產(chǎn)品成材率等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，日益成為抑制生產(chǎn)順利有序進(jìn)行的瓶頸。基于上述原因決定對其做出相應(yīng)的改進(jìn)和完善，通過改造我們要達(dá)到預(yù)期的目的，保證正常的剪切并提高剪切的精度，同時(shí)也抑制了外界環(huán)境因素造成的不利影響，實(shí)現(xiàn)服務(wù)于生產(chǎn)的目的。 一、3#剪測長原理 3#剪的關(guān)鍵設(shè)備是剪前兩個(gè)熱金屬探測器 3#剪測長原理是由PLC計(jì)算LPP（每個(gè)脈沖所代表的長度），剪切長度設(shè)定值由PLC換算成脈沖個(gè)數(shù)，當(dāng)鋼頭到2#熱檢時(shí)計(jì)數(shù)器2開始計(jì)數(shù)，達(dá)計(jì)數(shù)值后給傳動(dòng)發(fā)送剪切命令切鋼。 計(jì)算LPP使用兩種方法：輥經(jīng)優(yōu)先和測量優(yōu)先 1． 輥徑優(yōu)先：利用軋機(jī)出口機(jī)架的輥徑和減速比來直接計(jì)算即 LPP=3.1415926*Ｄ/(1024*K1) 其中：Ｄ為軋機(jī)出口機(jī)架的軋輥輥徑，K1為軋機(jī)出口機(jī)架齒輪箱的減速比。 2． 測量優(yōu)先：利用剪前的兩個(gè)熱檢。當(dāng)每根鋼頭部到1#熱檢時(shí)，PLC計(jì)數(shù)器1從0開始計(jì)數(shù)，當(dāng)鋼頭部2#熱檢時(shí)捕捉計(jì)數(shù)器中的值假定為n，每次測得的LPP=L/n ，取10個(gè)LPP的平均值 經(jīng)過較長時(shí)間的觀察發(fā)現(xiàn)，倍尺剪不剪切或是剪切長度與設(shè)定值有較大的出入，主要是與軋制速度和剪前的熱檢信號(hào)有直接的聯(lián)系。因此我們改造就從這些方向入手。 二、剪切動(dòng)作的完善和改造 首先，更換3#剪測長的關(guān)鍵設(shè)備：兩個(gè)熱金屬探測器。熱金屬探測器由繼電器輸出換成NPN輸出的DANIELI ID2000型熱金屬探測器，提高檢測設(shè)備的可靠性。 其次，對剪切程序進(jìn)行修改和完善。保證在剪前兩個(gè)信號(hào)出現(xiàn)問題的時(shí)候保證倍尺剪正常動(dòng)作。我們根據(jù)設(shè)備來確定末架軋機(jī)與兩個(gè)熱檢探測器的距離然后根據(jù)軋制速度來確定末架軋機(jī)有鋼到兩個(gè)熱檢響應(yīng)的時(shí)間分別是多少。機(jī)架有鋼且達(dá)到兩個(gè)熱檢的響應(yīng)時(shí)間時(shí)，控制系統(tǒng)中的高速計(jì)數(shù)器正常清零、計(jì)數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)的設(shè)定值一到則發(fā)出剪切脈沖沿，通過軸定位模塊送出一模擬電壓量到傳動(dòng)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)正常的剪切。如果熱金屬探測器中的一個(gè)或二個(gè)在應(yīng)當(dāng)響應(yīng)的時(shí)候沒有響應(yīng)，從而造成高速計(jì)數(shù)器不能正常取值，就不能實(shí)現(xiàn)正常剪切。于是我們就又添加了一個(gè)動(dòng)作信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的動(dòng)作原理是無論外部采集的信號(hào)正常與否，在機(jī)架有鋼時(shí)，倍尺剪到達(dá)正常剪切的時(shí)間內(nèi)而沒有剪切動(dòng)作的時(shí)候直接將正常剪切復(fù)位掉而發(fā)出一個(gè)單剪切的動(dòng)作信號(hào)，驅(qū)動(dòng)倍尺剪切鋼來完成剪切動(dòng)作。 此外，我們還在程序中做了兩個(gè)計(jì)數(shù)器，分別對兩個(gè)熱金屬檢測器的誤動(dòng)作進(jìn)行計(jì)數(shù)， 以便于我們在實(shí)際工作中來分析確定元件的好壞，和受到外界的影響而造成信號(hào)采集有誤，為我們的日常檢修維護(hù)工作提供依據(jù).這樣就避免了由于兩個(gè)熱金屬探測器采集信號(hào)有誤或元件本身有問題而造成的不切倍尺的現(xiàn)象。到目前為止，我們已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)了每一次倍尺的剪切，但是剪切后的倍尺忽長忽短還是個(gè)問題，下面我們就來介紹一下通過造是如何提高剪切精度的。 三、 剪切精度的完善和改進(jìn) 首先，更換3#剪測長的關(guān)鍵設(shè)備：兩個(gè)熱金屬探測器。并對2#熱金屬探測器進(jìn)行了移位，重新測量1#熱檢與2#熱檢間及2#熱檢與剪刃閉合點(diǎn)的距離，最大限度的消除人為誤差。熱金屬探測器由繼電器輸出換成NPN輸出的DANIELI ID2000型熱金屬探測器。使熱檢信號(hào)的響應(yīng)速度更加靈敏。使LPP更準(zhǔn)確，從而提高了倍尺精度。 其次，二棒生產(chǎn)線倍尺剪正常剪切采用的是兩種方式：一種是測量LPP值優(yōu)先，一種是工作輥徑優(yōu)先。在采用測量優(yōu)先的計(jì)算方式時(shí)為了提高倍尺長度準(zhǔn)確，原程序是通過采集脈沖當(dāng)量后求算術(shù)平均值作為執(zhí)行剪切的脈沖當(dāng)量，最終是取十次的測量值做平均并且進(jìn)行刷新來完成。但是由于軋機(jī)存在換品種更換軋槽、軋輥和對軋制速度進(jìn)行調(diào)整的現(xiàn)象，會(huì)對LPP值的采集產(chǎn)生一些影響，造成倍尺或長或短存在誤差從而影響生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。針對這種情況我們采用了一種較為穩(wěn)妥的方式和思路，簡單地說就是為采集脈沖當(dāng)量值設(shè)限來提高倍尺優(yōu)化剪切的精度。新編寫的邏輯程序所要達(dá)到的目的就是如此，首先最先測取的五個(gè)LPP值暫不調(diào)用，依然按原程序執(zhí)行剪切。待到產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)整好且軋制速度亦達(dá)到穩(wěn)定后，測取的新的脈沖當(dāng)量值與以前的LPP平均值做比較，如果新的LPP值在99%—101%之間則參與LPP平均值的計(jì)算，如果超出此范圍則不采用這個(gè)LPP值而采用上一根鋼的LPP值剪切，這樣就保證了倍尺鋼的剪切精度。 不過此次采集的誤差超限的LPP仍然會(huì)送到PLC，此值依然會(huì)參與LPP平均值一的計(jì)算；為避免這種情況的發(fā)生，我們就把這個(gè)新采集的LPP值與原LPP值做比較，將所得的偏差與這個(gè)LPP值相加，令其等于被采用的LPP平均值后，在送入PLC程序參與計(jì)算。這樣 一來就實(shí)現(xiàn)了我們改造的目的。 結(jié)束語：通過對3#剪控制功能的改進(jìn)和完善，使3#剪剪切倍尺的精度大大的提高，并且再也沒有因?yàn)楸冻呒舨磺性斐赏＼嚩鴾p少軋機(jī)的作業(yè)時(shí)間，使生產(chǎn)作業(yè)率受到限制。進(jìn)入軋線的鋼坯除正常切頭切尾的損耗，全部軋制剪切為成品，直接提高了產(chǎn)品的成材率，為生產(chǎn)企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 參考書目： 1． 系列90-30可編程控制器軟件用戶手冊。美國G.E.公司 2． 系列90-30可編程控制器指令手冊。美國G.E.公司 3． 《機(jī)電一體化技術(shù)手冊》，機(jī)械工業(yè)出版社，1999年7月。