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)配備兩級自動化系統(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，安裝在傳動控制柜中；傳動部分采用了美國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，送至剪子PLC程序，經(jīng)PLC程序的計算和執(zhí)行發(fā)出剪切信號送至傳動裝置以驅(qū)動倍尺剪執(zhí)行啟動、剪切和復(fù)位這一動作周期并做往復(fù)執(zhí)行。在投產(chǎn)使用近兩年時間以后發(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作或者不動作，引起倍尺剪切的長度或長或短甚至于不剪切倍尺現(xiàn)象時有發(fā)生。由于軋線采用的是順控的模式和思路，倍尺剪動作的異常直接導(dǎo)致了下游設(shè)備裙板分鋼和冷床的運(yùn)動過程，同時還會引發(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?；谏鲜鲈驔Q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)備是剪前兩個熱金屬探測器 3#剪測長原理是由PLC計算LPP（每個脈沖所代表的長度），剪切長度設(shè)定值由PLC換算成脈沖個數(shù)，當(dāng)鋼頭到2#熱檢時計數(shù)器2開始計數(shù)，達(dá)計數(shù)值后給傳動發(fā)送剪切命令切鋼。 計算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：利用剪前的兩個熱檢。當(dāng)每根鋼頭部到1#熱檢時，PLC計數(shù)器1從0開始計數(shù)，當(dāng)鋼頭部2#熱檢時捕捉計數(shù)器中的值假定為n，每次測得的LPP=L/n ，取10個LPP的平均值 經(jīng)過較長時間的觀察發(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、剪切動作的完善和改造 首先，更換3#剪測長的關(guān)鍵設(shè)備：兩個熱金屬探測器。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。保證在剪前兩個信號出現(xiàn)問題的時候保證倍尺剪正常動作。我們根據(jù)設(shè)備來確定末架軋機(jī)與兩個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)有鋼到兩個熱檢響應(yīng)的時間分別是多少。機(jī)架有鋼且達(dá)到兩個熱檢的響應(yīng)時間時，控制系統(tǒng)中的高速計數(shù)器正常清零、計數(shù)；當(dāng)計數(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或二個在應(yīng)當(dāng)響應(yīng)的時候沒有響應(yīng)，從而造成高速計數(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動作信號，這個信號的動作原理是無論外部采集的信號正常與否，在機(jī)架有鋼時，倍尺剪到達(dá)正常剪切的時間內(nèi)而沒有剪切動作的時候直接將正常剪切復(fù)位掉而發(fā)出一個單剪切的動作信號，驅(qū)動倍尺剪切鋼來完成剪切動作。 此外，我們還在程序中做了兩個計數(shù)器，分別對兩個熱金屬檢測器的誤動作進(jìn)行計數(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熱金屬探測器采集信號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)先的計算方式時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平均值的計算，如果超出此范圍則不采用這個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仍然會送到PLC，此值依然會參與LPP平均值一的計算；為避免這種情況的發(fā)生，我們就把這個新采集的LPP值與原LPP值做比較，將所得的偏差與這個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，并且再也沒有因為倍尺剪不切造成停車而減少軋機(jī)的作業(yè)時間，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。