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案例详细
标题厚板切头剪头尾跟踪的改进
技术领域电源
行业电梯
简介随着工业控制系统的不断发展,可编程控制器在宝钢厚板厂切头剪系统中得到了全新的应用。文章介绍了通过改造检测元件和控制程序更好的实现钢板头尾跟踪的措施。 With the development of industry control system, Programmable Logic Controller (PLC) is widely used in the special equipment of Baosteel Heavy Plate Mill (HPM). This paper mainly presents how to improve head-tail tracking of plate by changing the detection component and modifying the control software.
内容



    苗建新:宝钢分公司厚板厂

    1 前言
   
    宝钢5m宽厚板轧机工程于2005年2月份投产,是宝钢分公司调整产品结构,满足国内市场对大口径输油气管线、高强度船板、高强度建筑结构板、压力容器板等需求的重大举措。作为我国第一套特宽幅现代化厚板轧机,它将带动我国厚板生产技术的发展,对提升我国厚板产品档次,增强我国的综合国力,将发挥积极作用。

    2 切头剪概况

    切头剪是剪切线的第一道工序,直接对产品成品负责,也是决定厚板厂产量的决定因素,因此切头剪的生产效率直接关系到我们厂产量的提高,但存在的主要问题包括:钢板头部板形不好,导致光栅无法精确定位,剪切出来的头部废料时常超长,经常卡在废料系统内,严重影响了生产的顺利进行。

    3 剪切工艺

    钢板经过之前的轧制、矫直和冷却之后,进入切头分段剪之前,首先根据在线UST入口处设置的板形检测仪(PSG)的检测结果,确定钢板的剪切方式,PSG同时决定了每块钢板能否按计划剪切。
若切头长度大于设备允许的最大废料剪切长度时,则需要两次或更多次的剪切,这种情况下在宽度方向上要尽可能避免分切,如图1所示。

    钢板经过切头剪后,切除头部的“舌形”部分,并视板形情况进行分段处理,当钢板出现“镰刀弯”时可用此剪机在适当位置进行分段,以减少钢板的切边量。为后续的边部剪切做好准备,如图2所示。



  图2 剪切模型

    L:整个钢板长度,不论什么形状;D:头部切边量

    那么如果0

    使用激光扫描器而不用光栅检查,就是考虑到轧制出的板形因素,光栅是只能对一点的检测,而激光扫描器是对一个面的扫描,可以可靠的检测到钢板头部,而不论钢板的形状如何。

    4  改进措施

    为了提高切头剪的定位精确度,就要尽量控制钢板位置到达设定位置的准确性,如果实际头部位置远大于设定位置,那么过大的废料可能卡在废料系统内,这是不希望发生的。

    从定位来讲,控制系统以切头剪下剪刃刃口为零点,入口是负值,出口是正值,把第一个激光扫描器安装在-6940mm处(1#),第二个安装在+190mm处(2#)。考虑到实际情况,决定采用以下改进方式:

    当D小于190mm时,使用1#定位,当D大于190mm时,使用2#定位。他的好处在于:小于190mm时利用1#定位,定位速度快,尺寸小,即使误差大些,也不会大到卡住的程度;而使用第二个缺点是时间较长,优点是定位精度更高,为了防止钢板头部出现较大的偏差,所以采用了这种选择方式,这两种控制方式都可靠的保证了头部废料小于卡钢的尺寸。头部尺寸有2级模型计算得出。



  图3 定位速度的改进

    如图3所示,如果选择了头部剪切命令,即“选择开关”信号为“1”,那么钢板的运动按照“头部速度”进行,值为0.06m/s,而“正常速度”是2.0m/s,目的是保证调整位置的精确性。

    位置的计算是通过辊道的脉冲发生器获得,位置越远,误差越大。第一个激光扫描器具体剪切位置有6米多,误差比第二个大,本体上的精度至少提高了20毫米。图4就是利用本体激光扫描器进行同步调节后的程序控制图。不同的检测元件执行不同的同步位置操作。



 图4 同步调节

    两个激光扫描器之间的切换控制选择如图5所示,通过切换逻辑信号,可以选择1#或2#脉冲发生器继续位置计算,但同时只能有一个发挥作用。



    图5 切换控制

    5  结语

    改变了定位控制的方式后,定位的精度有了明显的提高,且不需要对设备进行大的改造,主要是通过控制功能的优化就较好了实现了定位的精确性。

    实施后,由于定位精度的提高,切头剪卡钢的现象大大减少,有原来的平均5次/月减少到1.5次/月,大大减少了停机时间,对提高整条线的产量起到了一定的作用。

   
其他作者:刘飞(1984-),男,江西乐安人,助理工程师,学士,主要研究方向为机电一体化;方英(1982-),男,上海人,主要研究方向为工业自动化。

    参考文献

    [1] Harald Kleines, Janos Sarkadi, Frank Suxdorf, and Klaus Zwoll,