宣鋼一棒提升產品質量控制優化攻關

高偉

摘? 要：宣鋼一棒生產線投產于2003年，其電氣控制部分采用安薩爾多進口原裝設備。生產十余年以來，原有設備功能和精度已經無法滿足產品質量提升需要，必須對一棒影響產品質量提升的電氣控制系統進行升級和優化。通過提高冷剪剪切定尺率和成材率，打包控制系統優化，二號鏈網絡系統優化和二號鏈輥道電機增容和控制系統升級改造，一棒生產線產品質量有了很大的提升，具有較高的推廣價值。

關鍵詞：宣鋼一棒;電氣控制;優化攻關

中圖分類號：TG33? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

宣鋼一棒生產線投產于2003年，其電氣控制部分采用安薩爾多進口原裝設備。隨著市場對棒材產品質量要求的不斷提升，結合自身發展實際，確立了提升產品質量的戰略發展模式。一棒生產十余年以來，原有設備功能和精度已經無法滿足產品質量提升需要，必須對一棒影響產品質量提升的電氣控制系統進行升級和優化。

1 存在問題

1.1 定尺剪刀問題

一棒定尺冷剪由于設計原因（運動型冷擺剪）定尺精度不準，成材率較低，已經嚴重影響了該公司棒材的產品質量。該剪在剪切過程中，由于電氣控制系統設計問題和電磁鏈的電磁力衰減以及前后輥道工況的動態變化，經常造成每層定尺長度忽長忽短，定尺長會造成大量的浪費，定尺短會造成質量異議。

1.2 打包機雙道腰問題

由于一棒軋制品種多，定尺長度的多樣性，打包機單雙道腰要求嚴格，經常發生打包棒材不齊、不緊，打包自動過程中頂鋼、拖尾等嚴重影響產品質量問題。因此，我們對打包機控制系統進行優化和功能完善。第一，我們對打包機扭結程序進行了優化，第二，增加打包機捆材頭尾擋板撞齊功能，第三，增加打包機自動單雙道功能，第四，增加打包機預打包功能，通過攻頭改造，保證了產品包裝質量，實現了“美麗產品”。

1.3 二號鏈網絡故障

由于一棒投產時間較長，二號鏈網絡故障頻發，造成大量停機時間，嚴重影響作業率，尤其在翻轉、對齊、數支、打包和運輸等環節中發生網絡中斷，就會導致產品質量不穩定。為此，我們對二號鏈網絡系統進行了優化，提高網絡的穩定性。

1.4 二號鏈輥道電機和減速機容量問題

二號鏈輥道由于高設計原因，電機和減速機容量小，故障率高，嚴重影響作業率。為此，我們將原輥道電機和減速機容量增大，同時將接觸器控制統一改為變頻器控制，這樣既提高了控制精度，降低故障率，提高生產率，又保證了各品種和各類定尺鋼材在運輸、對齊、收集過程中的產品質量。

該攻關課題分為4個部分，課題要解決的主要技術問題和擬采取的技術措施如下。

2 優化攻關措施

2.1 提高冷剪剪切定尺率和成材率

通過修改冷剪定尺剪切程序，使每層定尺剪切長度都可以從畫面設定。操作工可以根據現場具體定尺情況，可以隨時層層修改。

（1）將原程序和畫面中每層定尺長度只能統一設定改為每層定尺長度可以根據現場情況分別設定。

（2）將定尺長度增加上下限定，防止操作工誤操作，擬采取的措施為在WINCC中直接規定剪切定尺長度設定編輯框設定值的上下限，下線設定為4 m，上限設定為20 m。

（3）由原來電磁鏈和冷床輸入輥道只能統一由畫面設定改為可以分別從畫面設定，通過電磁鏈速度的修改可以對定尺長度進行微調。

（4）在冷床東側對齊擋板下方加裝了尾尺材挑頭裝置，該裝置主要由氣缸頂起機構組成，并配套編寫了尾倍尺自動挑起操作程序，通過間隔倍尺支數程序控制，將尾倍尺材用氣缸頂起，精準推送到加長的對齊擋板位置，使每層倍尺頭部都有一支倍尺比其他同層倍尺長15 cm，冷剪切頭是以剪前光柵檢測到開始計算，一般切頭長度為25 cm，所以同層的其他倍尺就可以節約10 cm的長度，減少定尺剪切切頭過程中的損耗，以提高成材率。

2.2 打包控制系統優化

（1）對打包機扭結程序優化，增加扭結圈數，使打包更緊。

（2）在1#打包機前和5#打包機后各增加一個擋板，控制鋼材在輥道中利用2個擋板來回對齊，對齊后再打包，使打捆后的鋼材整齊。具體措施是在1#打包機前和5#打包機后各增加一個擋板，由液壓缸驅動;編寫前后擋板打包撞齊程序;畫面增加前后擋板撞齊選擇功能;放線、安裝閥頭和相應繼電器。

（3）由于特殊鋼材的打包要求嚴格，為此在程序中增加打包機打雙道功能和畫面中打包對單雙道選擇，以適應市場的需要。

（4）為了防止未打包鋼材在輥道中出現頂鋼、拖尾現象，增加1#打包機預打包功能，即在1#打包機前增加一對對射光柵，當對射光柵檢測到鋼材延時停止，先用1#打包機進行預打包，這樣就可以防止正式打包前的頂鋼和拖尾現象。

2.3 二號鏈網絡系統優化

（1）對網絡遠距離傳輸增加2個中繼器，增加信號強度，防止系統干擾，增加系統的穩定性。

（2）從硬件組態中降低網絡傳輸速率，從1.5M降為187.5 K，使網絡波形穩定。

2.4 二號鏈輥道電機增容和控制系統升級改造

（1）將原普通1.1 kW電機統一增容到3 kW電機。

（2）將原接觸器控制柜改為變頻器控制柜，對控制系統進行改造，適應變頻器控制的需要。

（3）變頻器通過DP網絡與二號鏈的PLC連接，在二號鏈PLC的硬件組態中增加新變頻器配置，編寫程序使PLC程序與變頻器建立數據交換。

（4）在二號鏈畫面中增加變頻器相關控制和速度的調節，提高輥道的控制精度，提高作業率。

3 優化攻關效果

3.1 提高定尺剪切的定尺率和成材率

從定尺剪切的定尺長度設定、電磁鏈和剪前輥道速度設定、加裝冷床挑頭裝置等各個方面對定尺剪切進行優化，尤其是冷床挑頭裝置系統的研發和應用，在國內尚屬首次使用。改造后，一棒的定尺率從（99.41%）提高到（99.53%），成材率從（101.3%）提高到（101.5%）。

3.2 打包控制系統優化，提高產品質量

通過采用一系列創新的設計，包括增加扭結圈數、加裝前后擋板實現前后撞齊功能、雙道打包功能和預打包功能，大大提高了產品質量，尤其是加裝前后擋板實現前后撞齊功能和預打包功能的實現。改造后，每年質量異議由5～8起，減少為零。

3.3 二號鏈網絡系統優化

通過加裝中繼器和降低網絡傳輸速率，大大提高了二號鏈系統的穩定性和抗干擾能力，尤其是將網絡傳輸速率降至187.5 K，滿足數據傳輸速度和穩定性，對同行業具有指導意義。改造后，每年降低由于二號鏈網絡故障引起的停機時間20 h。

3.4 二號鏈輥道電機增容和控制系統升級改造

通過二號鏈輥道電機增容和控制系統的升級，可以避免由于電機容量小、負荷重造成電機損壞嚴重以及電機損壞造成的停機，而且可以通過變頻器提高對電機的控制精度，保證各品種運輸過程中的產品質量。改造后，每年可降低電機損耗50萬元，減少停機20 h。

4 結論

宣鋼一棒生產線優化攻關，通過提高冷剪剪切定尺率和成材率，優化打包控制系統和二號鏈網絡系統，并對二號鏈輥道電機增容和控制系統進行升級改造，一棒生產線產品質量有了很大的提升，具有較高的推廣價值。

參考文獻

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