寬厚板廠2500區(qū)精整北線控制系統(tǒng)優(yōu)化及新功能開(kāi)發(fā)

王成龍

摘要：針對(duì)檢修公司提出“零設(shè)備影響時(shí)間”的方針政策，軋鋼部根據(jù)寬厚板廠關(guān)鍵裝備性能的深度挖潛改進(jìn)分析和工藝流程的進(jìn)一步匹配設(shè)計(jì)，提出了精整北線控制系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)，配合產(chǎn)線開(kāi)發(fā)新功能的技術(shù)方案。

關(guān)鍵詞：寬厚板廠;2500區(qū);精整北線;控制系統(tǒng);優(yōu)化;新功能開(kāi)發(fā)

引言

2500區(qū)精整北線自2006年5月投入使用以來(lái)，設(shè)備運(yùn)行正常，各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，經(jīng)不斷進(jìn)行改造、挖潛，實(shí)現(xiàn)了一鍵式剪切系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。但隨著對(duì)產(chǎn)量和質(zhì)量要求的不斷提高，精整北線的剪切質(zhì)量和順暢與否已成為制約生產(chǎn)提高的“瓶頸”，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

a、雙邊剪控制系統(tǒng)出現(xiàn)“跑偏”現(xiàn)象，造成鋼板定位不準(zhǔn)。

b、定尺剪控制系統(tǒng)隨著定尺機(jī)投用，操作人員發(fā)現(xiàn)許多不便，例如：誤操作導(dǎo)致定尺機(jī)減速機(jī)構(gòu)損壞事故；剪切鋼板時(shí)必須轉(zhuǎn)動(dòng)輥道才能保證鋼板不短尺；只能統(tǒng)計(jì)鋼板的張數(shù)等問(wèn)題。

c、傳送輥道控制系統(tǒng)在線使用的變頻器AB1336F現(xiàn)已停產(chǎn)，備件基本上已經(jīng)用完，如果變頻故障，則無(wú)法恢復(fù)，影響產(chǎn)線正常運(yùn)行。

d、噴號(hào)機(jī)控制系統(tǒng)原采用先噴鋼板頭部，再側(cè)噴的方式進(jìn)行噴印，制約了生產(chǎn)的節(jié)奏，產(chǎn)線要求開(kāi)發(fā)新功能。

因此，針對(duì)以上問(wèn)題對(duì)精整北線控制系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)，配合產(chǎn)線開(kāi)發(fā)新功能對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。

1概述

隨著用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的要求與期望值越來(lái)越高，精整生產(chǎn)工藝越來(lái)越重要。濟(jì)鋼寬厚板廠2500區(qū)擁有兩條精整線，但是由于老線設(shè)備陳舊磨損嚴(yán)重，剪切精度達(dá)不到要求，現(xiàn)在85%的鋼板都走精整北線。精整北線于2006年5月投入使用以來(lái)，大部分主體設(shè)備和控制技術(shù)基本全部由國(guó)外引進(jìn)。具有全自動(dòng)剪切控制功能，剪切能力高達(dá)5000噸，能剪切的鋼板規(guī)格范圍是：厚6---100mm、寬1500---2500mm、長(zhǎng)5000---20000mm，

寬厚板廠剪切控制系統(tǒng)是2500mm剪切自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心部位。該系統(tǒng)是由西馬克公司負(fù)責(zé)研制開(kāi)發(fā)并施工的，該系統(tǒng)具有的主要功能有：剪切控制模型的計(jì)算、鋼板傳送定位、人機(jī)接口（HMI）、各種剪切數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)跟蹤等功能。自動(dòng)剪切系統(tǒng)運(yùn)行基本正常，近年來(lái)，隨著過(guò)鋼量的加大，機(jī)械磨損原因出現(xiàn)精度不準(zhǔn)現(xiàn)象，需要優(yōu)化剪切控制工藝、配套精整區(qū)設(shè)備改進(jìn)和工藝優(yōu)化來(lái)實(shí)施來(lái)提高剪切精度。通過(guò)控制方式改造，工藝開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，較好地滿(mǎn)足了產(chǎn)線需求，為寬厚板廠的生產(chǎn)發(fā)展發(fā)揮了良好作用。

2系統(tǒng)優(yōu)化改造設(shè)計(jì)方案

2.1雙邊剪剪切控制方式改進(jìn)

雙邊剪剪切控制原采用人工手動(dòng)激光劃線確定寬度，通過(guò)激光劃線裝置劃出的線由磁力對(duì)中裝置進(jìn)行鋼板對(duì)正，然后由該輥道將鋼板輸送到雙邊剪前人口夾送輥處，根據(jù)板厚確定夾送輥的壓力及剪刃的側(cè)隙。開(kāi)動(dòng)夾送輥及雙邊剪開(kāi)始對(duì)鋼板進(jìn)行切邊，同時(shí)把剪下的廢邊切成一定長(zhǎng)度的碎塊，由廢邊運(yùn)輸機(jī)運(yùn)出線外并進(jìn)行收集。但由于手動(dòng)移動(dòng)激光劃線，極易造成鋼板兩邊切邊量不同，造成鋼板精度異議。

原系統(tǒng)中，控制思路為：控制程序根據(jù)操作人員輸入的鋼板厚度，寬度確定鋼板剪切模型，模型包括夾送輥壓力，充油量等數(shù)據(jù)。但原設(shè)計(jì)中，存在比例閥閥臺(tái)與兩側(cè)夾送輥管路長(zhǎng)度不一致，液壓缸性能無(wú)法保證完全一致，夾送輥輥套測(cè)量公差等情況，造成夾送輥兩側(cè)存在壓差，下落速度不一致，夾送輥輥套磨損程度不同，從而造成鋼板剪切出現(xiàn)鐮刀彎，鋼板表面劃傷等現(xiàn)象。

2.2定尺剪控制系統(tǒng)的優(yōu)化

定尺機(jī)系統(tǒng)投用后由于鋼板與擋板是軟接觸，操作無(wú)法判斷鋼板是否到位，剪切時(shí)通常轉(zhuǎn)動(dòng)著擺動(dòng)臺(tái)輥道和輸出輥道。而且，剪切完鋼板后，需手動(dòng)抬起擋板傳送鋼板，由于剪切任務(wù)緊張，有時(shí)候修改完尺寸忘記手動(dòng)抬擋板，導(dǎo)致設(shè)備受損。

2.3噴號(hào)機(jī)新功能的開(kāi)發(fā)

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置在原有光電檢測(cè)原件的基礎(chǔ)上，在1#檢查臺(tái)與1#剁板臺(tái)之間增添一個(gè)ECO的光電開(kāi)關(guān)。現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件的電源均為24V；從操作臺(tái)引出一路24V電源作為控制電源。選用操作臺(tái)控制柜原有的AB的1796IB16模塊作為開(kāi)關(guān)量輸入模塊。

按照精整車(chē)間的工藝要求，控制流程對(duì)程序作如下優(yōu)化：

當(dāng)鋼板到達(dá)新添光電開(kāi)關(guān)照射的位置時(shí)，PLC向變頻器傳送減速指令，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，利用原有的光電開(kāi)關(guān)作為輥道變頻器停止信號(hào)。鋼板到達(dá)指定位置后，操作人員按下噴印按鈕，面噴和側(cè)噴可以同時(shí)噴印。

2.4輥道傳送系統(tǒng)的升級(jí)

由于收集區(qū)的大部分變頻器都是一拖多的模式，因此需敷設(shè)多根動(dòng)力電纜從變頻器到現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)，給短時(shí)間的改造帶來(lái)了麻煩。現(xiàn)場(chǎng)查看后發(fā)現(xiàn)1#垛板臺(tái)原變頻器到現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)之間經(jīng)過(guò)電抗器，只需敷設(shè)從新變頻器控制柜到電抗器之間的電纜即可，對(duì)1#剁板臺(tái)變頻器升級(jí)改造是最優(yōu)選擇。根據(jù)收集區(qū)配電室設(shè)計(jì)柜體尺寸，參照現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的額定功率及額定電流選擇適宜的斷路器、接觸器、變頻器型號(hào)，按照控制要求設(shè)計(jì)新變頻柜的電氣施工圖。

拆除原1#剁板臺(tái)1336F變頻器的出線，保留原柜體，從新柜體到原柜體敷設(shè)4條3*35動(dòng)力電纜，2根作為新柜體的主回路進(jìn)線接原柜體母排出線，2根接原柜體中的電抗器一端作為連接現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)的出線，從新柜體到PLC控制柜敷設(shè)一根控制電源線和控制網(wǎng)電纜。

控制系統(tǒng)采用AB的Controllogix，通訊網(wǎng)絡(luò)選用控制網(wǎng)，控制網(wǎng)絡(luò)掛接在收集區(qū)PLC第14槽的CNB下。自動(dòng)控制系統(tǒng)使用RSLogix5000編程軟件對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)，使用RSNetWorxforControlNet軟件進(jìn)行ControlNet控制網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，使用RSNetWorxforDeviceNet軟件進(jìn)行DeviceNet設(shè)備網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。AB700變頻器參數(shù)使用DriveTools軟件進(jìn)行設(shè)置。

2.5應(yīng)用效果及優(yōu)勢(shì)

本項(xiàng)目針對(duì)影響精整北線運(yùn)行的多方面的問(wèn)題，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)改造與科技創(chuàng)新，利用現(xiàn)有的裝備基礎(chǔ)，優(yōu)化雙邊剪、定尺剪剪切控制系統(tǒng)優(yōu)化，升級(jí)了輥道傳送控制系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)出了噴號(hào)機(jī)噴尾且面噴和側(cè)噴同時(shí)噴印的新功能

該項(xiàng)目正式投入運(yùn)行后，表現(xiàn)出以下三點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

（1）減少了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

（2）提升了產(chǎn)線的電氣設(shè)備裝備，為下一步大面積升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（3）投資小，收益大，節(jié)約了電耗成本。

3經(jīng)濟(jì)效益：

項(xiàng)目正式投入運(yùn)行后，鋼板的定尺精度有效控制在±1mm，從根本上消除了尺寸不合格鋼板的數(shù)量，減少了改判造成的損失。尺寸改判率從0.165%下降到0.095%，按每噸改判損失200元，則可創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)利益：￥=尺寸改判率從0.165%降低到0.095%，降低成本為：￥=A×b×M=產(chǎn)量×下降的改判率×損失費(fèi)=1108105.9×（0.165%-0.095%）×200元=155.1萬(wàn)元降低了精整北線設(shè)備影響時(shí)間：每月減少停機(jī)時(shí)間1小時(shí)，按每小時(shí)軋180噸鋼，生產(chǎn)月份為12個(gè)月，年創(chuàng)效為12.6萬(wàn)元。年創(chuàng)效總額高達(dá)167.7萬(wàn)元。

結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)單的操作加快了2500區(qū)北線精整軋制節(jié)奏，提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，故障率降低，機(jī)械設(shè)備檢修周期加長(zhǎng)，減輕了檢修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了大量的人力，財(cái)力以及能量消耗，取得了較好的社會(huì)效益。

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