日照钢铁高速线材厂集卷控制系统的改造

2011-04-17苏红军

山西建筑 2011年5期

关键词：光电开关托板卷筒

苏红军

集卷区域承担的任务是将生产出来的成品整齐的收集起来。这个看起来简单的任务，同样有难度，在生产中集卷的好坏，直接关系着产品的质量和效益。集卷的整齐与否，托板起着决定性的作用，因此保证托板可靠稳定的运行成为集卷区的重要任务。

1 集卷控制的初始设计及改造

1.1 集卷的初始设计

投产之初集卷区的设计方案是依靠安装在集卷筒上的五组对射光电开关来实现整个集卷自动的，五组光电开关从下至上依次排开，分别为第一，第二，……，第五。具体的控制程序如下:

1)当前三组光电开关检测到有钢信号时，PLC执行隔板打开命令和托板下降慢速一命令，通常这个慢速设定要比实际集卷速度稍慢一点，并且在HMI人机操作界面上可以做一定范围的修改;2)当第四组和第五组光电开关检测到有钢信号时，PLC执行托板下降慢速二命令，慢速二要比实际集卷速度稍快一点;3)当第五组光电开关的信号丢失，第四组光电开关的信号也丢失，而前三组光电开关的信号未丢失时，PLC重新给定托板慢速一下降命令;4)设计要求集卷速度比慢速一快，又比慢速二慢，所以在集卷过程中，托板的速度给定会在慢速一和慢速二之间跳动;5)当后三组光电开关的信号都丢失，但前两组光电开关的信号有任一组不丢失时，托板给定慢速一下降;6)当五组光电开关的信号全都丢失时，PLC执行托板快速下降命令，并且在收到托板下降到位的信号后，执行隔板关闭命令;7)将线卷送出并且在收到托板的上升和关闭信号后，PLC发出集卷就绪命令，等待再次集卷开始;8)说明每组信号的得到与丢失，都加有延时滤波，用以确保信号稳定;慢速二的触发置位是光电信号五，复位是信号四;慢速一的触发置位是光电信号三，复位是光电信号五和一。

1.2 问题的提出

由于集卷筒周围环境比较恶劣，有高温和振动两大因素。因此安装在集卷筒上的五组光电开关，经常发生以下两种现象:

1)控制电缆被烫伤或光电开关被烫坏，每次电缆烫伤或烫坏后都需要花费大量的时间去查找和处理，严重的限制了生产速度;2)光电开关对中偏离，误发信号，无法保证筒内集卷，导致产生次废品，影响集卷速度和集卷质量。

1.3 现场解决方案的实施

针对上面的现象我们经过认真的研究和分析后，做出了下面的改造:1)将集卷筒上的五组光电开关全部去掉，减少现场的检测元件。在离集卷筒较远的钢梁上安装一个激光检测仪，并把原第五组光电开关的信号接在激光检测仪上;2)在风冷辊道的末端安装一个接近开关，把第三组光电开关的信号接在接近开关上，通过机械装置实现对来钢信号的检测;3)把所有从PLC放过来的电缆，全部从外围重新布置。

1.4 自动控制程序的设计

1)当来钢装置检测到有钢信号时，PLC发出集卷开始命令; 2)当激光检测仪检测到有钢信号时，PLC执行隔板打开命令，并且给定托板慢速下降一命令;3)在集卷过程中，如果来钢信号保持为“1”不变，则:a.当激光检测仪的信号丢失时，PLC执行托板慢速二，慢速一比慢速二稍快一点;b.如果减速后激光检测仪再次检测到信号时，PLC就再次执行托板慢速一下降命令，依次循环确保整个过程都能在筒内集卷，使卷形保持整齐不乱;4)当来钢信号和激光检测仪的信号都丢失时，PLC执行托板快速下降命令，并且在收到托板下降到位信号后，执行隔板关闭命令;5)同样PLC在收到托板的上升和关闭到位信号后，发出集卷准备就绪命令，等待再次集卷开始;6)说明为了保证信号稳定，激光检测信号和来钢检测信号都加有接通和断开的延时滤波;7)为了保证在筒内集卷，设计要求集卷速度比慢速一慢，比慢速二快。流程图见图1。

1.5 实施效果

通过此次改造，不仅减少了现场的隐患点，克服了信号误触发的现象，实现了筒内集卷的目标，还大大提高了生产速度和产品质量，为我厂轧制品种钢提供了有力的保障。

2 常见故障及解决

2.1 提出问题

在生产中经常遇到托板失速从高空高速坠落摔坏设备的现象。

2.2 原因分析

1)托板控制存在缺陷，生产中经常需要手动将托板停在某个合适的位置，以保证筒内集卷，往往失速就是在这种启停的过程中发生;2)抱闸发生故障，抱不住或是不动作，造成事故;3)原电机自带的抱闸是受变频器控制，虽然动作灵敏，但在故障情况下不能及时动作，需要人工操作才起作用。

2.3 解决方案

1)在原控制系统不变的基础上，在电机的负荷侧再增加一套机械抱闸;并从PLC中引出一对点接到该抱闸上，让PLC直接控制此抱闸。2)抱闸功能的实现:在PLC中设计一个速度检测程序块，用来比较设定速度和实际运行速度的差值。设计内容为:a.当实际速度比设定速度大于+100时，PLC认为托板失速;b.当实际速度比设定速度小于-100时，PLC认为是码盘松动丢转引起;c.当实际速度比设定速度小于-100时，还有一种情况就是现场机械发生卡阻使速度变慢，轻微时会使电机过载跳闸，如果长时间运行将会有烧坏电机的可能;d.综合以上三种情况，我们在PLC中取这个比较值的绝对值，只要绝对值大于 100，就立即切断托板使能，关闭抱闸，同时给变频器输出 0速度命令，让电机立即停止运行。