高偉

摘? 要：宣鋼一棒生產(chǎn)線投產(chǎn)于2003年，其電氣控制部分采用安薩爾多進(jìn)口原裝設(shè)備。生產(chǎn)十余年以來，原有設(shè)備功能和精度已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品質(zhì)量提升需要，必須對一棒影響產(chǎn)品質(zhì)量提升的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行升級和優(yōu)化。通過提高冷剪剪切定尺率和成材率，打包控制系統(tǒng)優(yōu)化，二號鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化和二號鏈輥道電機(jī)增容和控制系統(tǒng)升級改造，一棒生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量有了很大的提升，具有較高的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：宣鋼一棒;電氣控制;優(yōu)化攻關(guān)

中圖分類號：TG33? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

宣鋼一棒生產(chǎn)線投產(chǎn)于2003年，其電氣控制部分采用安薩爾多進(jìn)口原裝設(shè)備。隨著市場對棒材產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提升，結(jié)合自身發(fā)展實(shí)際，確立了提升產(chǎn)品質(zhì)量的戰(zhàn)略發(fā)展模式。一棒生產(chǎn)十余年以來，原有設(shè)備功能和精度已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品質(zhì)量提升需要，必須對一棒影響產(chǎn)品質(zhì)量提升的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行升級和優(yōu)化。

1 存在問題

1.1 定尺剪刀問題

一棒定尺冷剪由于設(shè)計(jì)原因（運(yùn)動(dòng)型冷擺剪）定尺精度不準(zhǔn)，成材率較低，已經(jīng)嚴(yán)重影響了該公司棒材的產(chǎn)品質(zhì)量。該剪在剪切過程中，由于電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題和電磁鏈的電磁力衰減以及前后輥道工況的動(dòng)態(tài)變化，經(jīng)常造成每層定尺長度忽長忽短，定尺長會(huì)造成大量的浪費(fèi)，定尺短會(huì)造成質(zhì)量異議。

1.2 打包機(jī)雙道腰問題

由于一棒軋制品種多，定尺長度的多樣性，打包機(jī)單雙道腰要求嚴(yán)格，經(jīng)常發(fā)生打包棒材不齊、不緊，打包自動(dòng)過程中頂鋼、拖尾等嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量問題。因此，我們對打包機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和功能完善。第一，我們對打包機(jī)扭結(jié)程序進(jìn)行了優(yōu)化，第二，增加打包機(jī)捆材頭尾擋板撞齊功能，第三，增加打包機(jī)自動(dòng)單雙道功能，第四，增加打包機(jī)預(yù)打包功能，通過攻頭改造，保證了產(chǎn)品包裝質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了“美麗產(chǎn)品”。

1.3 二號鏈網(wǎng)絡(luò)故障

由于一棒投產(chǎn)時(shí)間較長，二號鏈網(wǎng)絡(luò)故障頻發(fā)，造成大量停機(jī)時(shí)間，嚴(yán)重影響作業(yè)率，尤其在翻轉(zhuǎn)、對齊、數(shù)支、打包和運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)中發(fā)生網(wǎng)絡(luò)中斷，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。為此，我們對二號鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。

1.4 二號鏈輥道電機(jī)和減速機(jī)容量問題

二號鏈輥道由于高設(shè)計(jì)原因，電機(jī)和減速機(jī)容量小，故障率高，嚴(yán)重影響作業(yè)率。為此，我們將原輥道電機(jī)和減速機(jī)容量增大，同時(shí)將接觸器控制統(tǒng)一改為變頻器控制，這樣既提高了控制精度，降低故障率，提高生產(chǎn)率，又保證了各品種和各類定尺鋼材在運(yùn)輸、對齊、收集過程中的產(chǎn)品質(zhì)量。

該攻關(guān)課題分為4個(gè)部分，課題要解決的主要技術(shù)問題和擬采取的技術(shù)措施如下。

2 優(yōu)化攻關(guān)措施

2.1 提高冷剪剪切定尺率和成材率

通過修改冷剪定尺剪切程序，使每層定尺剪切長度都可以從畫面設(shè)定。操作工可以根據(jù)現(xiàn)場具體定尺情況，可以隨時(shí)層層修改。

（1）將原程序和畫面中每層定尺長度只能統(tǒng)一設(shè)定改為每層定尺長度可以根據(jù)現(xiàn)場情況分別設(shè)定。

（2）將定尺長度增加上下限定，防止操作工誤操作，擬采取的措施為在WINCC中直接規(guī)定剪切定尺長度設(shè)定編輯框設(shè)定值的上下限，下線設(shè)定為4 m，上限設(shè)定為20 m。

（3）由原來電磁鏈和冷床輸入輥道只能統(tǒng)一由畫面設(shè)定改為可以分別從畫面設(shè)定，通過電磁鏈速度的修改可以對定尺長度進(jìn)行微調(diào)。

（4）在冷床東側(cè)對齊擋板下方加裝了尾尺材挑頭裝置，該裝置主要由氣缸頂起機(jī)構(gòu)組成，并配套編寫了尾倍尺自動(dòng)挑起操作程序，通過間隔倍尺支數(shù)程序控制，將尾倍尺材用氣缸頂起，精準(zhǔn)推送到加長的對齊擋板位置，使每層倍尺頭部都有一支倍尺比其他同層倍尺長15 cm，冷剪切頭是以剪前光柵檢測到開始計(jì)算，一般切頭長度為25 cm，所以同層的其他倍尺就可以節(jié)約10 cm的長度，減少定尺剪切切頭過程中的損耗，以提高成材率。

2.2 打包控制系統(tǒng)優(yōu)化

（1）對打包機(jī)扭結(jié)程序優(yōu)化，增加扭結(jié)圈數(shù)，使打包更緊。

（2）在1#打包機(jī)前和5#打包機(jī)后各增加一個(gè)擋板，控制鋼材在輥道中利用2個(gè)擋板來回對齊，對齊后再打包，使打捆后的鋼材整齊。具體措施是在1#打包機(jī)前和5#打包機(jī)后各增加一個(gè)擋板，由液壓缸驅(qū)動(dòng);編寫前后擋板打包撞齊程序;畫面增加前后擋板撞齊選擇功能;放線、安裝閥頭和相應(yīng)繼電器。

（3）由于特殊鋼材的打包要求嚴(yán)格，為此在程序中增加打包機(jī)打雙道功能和畫面中打包對單雙道選擇，以適應(yīng)市場的需要。

（4）為了防止未打包鋼材在輥道中出現(xiàn)頂鋼、拖尾現(xiàn)象，增加1#打包機(jī)預(yù)打包功能，即在1#打包機(jī)前增加一對對射光柵，當(dāng)對射光柵檢測到鋼材延時(shí)停止，先用1#打包機(jī)進(jìn)行預(yù)打包，這樣就可以防止正式打包前的頂鋼和拖尾現(xiàn)象。

2.3 二號鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化

（1）對網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)距離傳輸增加2個(gè)中繼器，增加信號強(qiáng)度，防止系統(tǒng)干擾，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（2）從硬件組態(tài)中降低網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，從1.5M降為187.5 K，使網(wǎng)絡(luò)波形穩(wěn)定。

2.4 二號鏈輥道電機(jī)增容和控制系統(tǒng)升級改造

（1）將原普通1.1 kW電機(jī)統(tǒng)一增容到3 kW電機(jī)。

（2）將原接觸器控制柜改為變頻器控制柜，對控制系統(tǒng)進(jìn)行改造，適應(yīng)變頻器控制的需要。

（3）變頻器通過DP網(wǎng)絡(luò)與二號鏈的PLC連接，在二號鏈PLC的硬件組態(tài)中增加新變頻器配置，編寫程序使PLC程序與變頻器建立數(shù)據(jù)交換。

（4）在二號鏈畫面中增加變頻器相關(guān)控制和速度的調(diào)節(jié)，提高輥道的控制精度，提高作業(yè)率。

3 優(yōu)化攻關(guān)效果

3.1 提高定尺剪切的定尺率和成材率

從定尺剪切的定尺長度設(shè)定、電磁鏈和剪前輥道速度設(shè)定、加裝冷床挑頭裝置等各個(gè)方面對定尺剪切進(jìn)行優(yōu)化，尤其是冷床挑頭裝置系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用，在國內(nèi)尚屬首次使用。改造后，一棒的定尺率從（99.41%）提高到（99.53%），成材率從（101.3%）提高到（101.5%）。

3.2 打包控制系統(tǒng)優(yōu)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量

通過采用一系列創(chuàng)新的設(shè)計(jì)，包括增加扭結(jié)圈數(shù)、加裝前后擋板實(shí)現(xiàn)前后撞齊功能、雙道打包功能和預(yù)打包功能，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量，尤其是加裝前后擋板實(shí)現(xiàn)前后撞齊功能和預(yù)打包功能的實(shí)現(xiàn)。改造后，每年質(zhì)量異議由5～8起，減少為零。

3.3 二號鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化

通過加裝中繼器和降低網(wǎng)絡(luò)傳輸速率，大大提高了二號鏈系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，尤其是將網(wǎng)絡(luò)傳輸速率降至187.5 K，滿足數(shù)據(jù)傳輸速度和穩(wěn)定性，對同行業(yè)具有指導(dǎo)意義。改造后，每年降低由于二號鏈網(wǎng)絡(luò)故障引起的停機(jī)時(shí)間20 h。

3.4 二號鏈輥道電機(jī)增容和控制系統(tǒng)升級改造

通過二號鏈輥道電機(jī)增容和控制系統(tǒng)的升級，可以避免由于電機(jī)容量小、負(fù)荷重造成電機(jī)損壞嚴(yán)重以及電機(jī)損壞造成的停機(jī)，而且可以通過變頻器提高對電機(jī)的控制精度，保證各品種運(yùn)輸過程中的產(chǎn)品質(zhì)量。改造后，每年可降低電機(jī)損耗50萬元，減少停機(jī)20 h。

4 結(jié)論

宣鋼一棒生產(chǎn)線優(yōu)化攻關(guān)，通過提高冷剪剪切定尺率和成材率，優(yōu)化打包控制系統(tǒng)和二號鏈網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并對二號鏈輥道電機(jī)增容和控制系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，一棒生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量有了很大的提升，具有較高的推廣價(jià)值。

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