侯欣偉

（北京中冶設(shè)備研究設(shè)計總院有限公司 北京 100029）

1 前言

目前熱軋廠鋼卷下線，多是將鋼卷放置在步進梁頂端的V形鞍座內(nèi)，鋼卷中心線與步進梁前進方向垂直，鋼卷端面垂直于水平面［1］。步進梁采用此種方式運送鋼卷時，由于V形鞍座沿梁體長度方向的限位作用，鋼卷沿梁體長度方向定位準(zhǔn)確，步距誤差可由鞍座糾正，運送時步距準(zhǔn)確。但是，由于V形鞍座不能修正鋼卷沿梁體寬度方向的位移偏差，造成鋼卷寬度中心線偏離鞍座中心線，如該偏離值過大會發(fā)生掉卷事故。針對某熱軋廠的成品鋼卷下線步進梁系統(tǒng)的布置方式，用一個帶糾偏功能的移動鞍座代替原固定鞍座，從而解決了掉卷事故。

圖1 熱軋鋼卷在線糾偏移動鞍座布置圖

2 移動鞍座的安裝

鋼卷糾偏移動鞍座的固定底座安裝在垂直布置的兩條步進梁相交之處，其上承載著移動鞍座，移動鞍座上頂面呈V形，用來承載鋼卷，見圖1。鞍座本體通過滾輪或直線導(dǎo)軌與固定底座的上頂面接觸，滾輪或直線導(dǎo)軌的軌道安裝在固定底座頂面，移動鞍座的驅(qū)動液壓缸也安裝在固定底座的頂面。鋼卷偏移量檢測裝置安裝在第一條步進梁的周邊，用來檢測鋼卷位置及位移信號、計算驅(qū)動液壓缸所需的伸出量并控制驅(qū)動液壓缸達到該伸出量。

3 電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)利用原有的S7-400PLC系統(tǒng)［2］，增加一個ET200從站，ET200從站通過Profibus-DP與PLC進行通訊。定位檢測元件采用光電開關(guān)，其輸出信號為開關(guān)量，通過數(shù)字量模塊送入PLC。測距傳感器采用激光測距儀，其輸出信號為4-20mA模擬量，通過模擬量模塊送入PLC。上位機利用原有工控機，與PLC的通訊采用工業(yè)以太網(wǎng)?？刂葡到y(tǒng)示意圖見圖2。電控系統(tǒng)軟件采用STEP5.4應(yīng)用編程軟件進行編程，上位機HMI畫面采用WINCC6.2軟件進行設(shè)計。PLC將采集到的數(shù)據(jù)，進行邏輯判斷、信號處理及邏輯運算，判斷出鋼卷的寬度及鋼卷中心距的偏移量；根據(jù)偏移量由PLC軟件編程計算出液壓缸的伸出距離，由模擬量輸出模塊發(fā)出指令給比例閥，它能夠精確地控制液壓缸的伸出距離，使鋼卷對中，以防鋼卷偏移發(fā)生安全事故。

圖2 電氣控制系統(tǒng)圖

4 液壓缸伸出距離的計算

第一步：計算鋼卷寬度

當(dāng)步進梁運輸鋼卷至光電開關(guān)碰到鋼卷邊部時，光電開關(guān)得電，此時激光測距儀檢測出其距步進梁的距離a；鋼卷隨步進梁繼續(xù)向鞍座上輸送，當(dāng)鋼卷尾部離開光電開關(guān)時，光電開關(guān)失電，此時激光測距儀檢測出其距步進梁的距離b；即可計算出鋼卷的寬度為（a-b）。

第二步：計算鋼卷中心線的移動距離

由于鋼卷采用步進梁運輸，而步進梁每次只能輸送一個步距的距離，故鋼卷每次只能移動一個步距的距離。當(dāng)步進梁移動一個步距時，激光測距儀檢測出其距步進梁的距離c；即可計算出鋼卷中心線的移動距離為（b-c）。

第三步：計算鋼卷中心線的偏移量（見圖3）

激光測距儀與光電開關(guān)間的距離L為定值；激光測距儀與下一工位中心線間的距離N為定值；求解的鋼卷中心線的偏移量X＝L-N-（b-c）-（a-b）／2。

圖3 計算中各參數(shù)示意圖

5 結(jié)論及效果

實踐證明，鋼卷糾偏移動鞍座的應(yīng)用，有利于減少行車占用，降低設(shè)備的故障率，節(jié)省能源及設(shè)備維護費用。此項研究解決了實際問題，為企業(yè)節(jié)約了檢修維護費用，創(chuàng)造出一定的經(jīng)濟效益。

［1］韋富強.世界首例熱軋鋼卷雙排式托盤運輸系統(tǒng)正式投入使用［J］；中國鋼鐵業(yè)；2009（5）