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轧钢产线双边剪控制系统功能简析(一)

2017/4/26    来源:e-works    特约撰稿人:岳临萍      
关键字:双边剪  参数设置  自动控制  报文  
本文描述了双边剪设备组成及自动化系统功能要求、对双边剪的主要功能实现及控制模式进行了详细的分析和说明。
    1、双边剪的主要设备组成
 
    滚切式双边剪由西门子—奥钢联公司(简称SVAI)设计,关键部件引进,其它机械液压设备国内合作制造。滚切式双边剪设备由固定侧剪切机、移动侧剪切机及其相应的附属设备组成。主传动电机参数:470kW,0~1080rpm,交流变频传动,每侧2台,共4台。
 
    1.1双边剪功能和操作
 
    双边剪的功能为修剪钢板长端的两边以达到所需钢板宽度。由剪刃来剪切钢板两侧的板边,产生所需长度板边,放入板边运送机,运到板边收集坑中。
 
    钢板在切头剪(横剪)进行头部剪切后,开始辊道传送,钢板沿生产线自动向前运输到双边剪入口辊道。当钢板到达双边剪区域,速度降低并定位运行到双边剪入口辊道组的位置(由冷检检测)。自动控制系统开始测量钢板温度,对数据进行评定,根据剪切表(从操作工输入的PDI终端来接收)的数据产生剪切控制序列,进行如下操作:
 
    1) 相应的电磁移钢机放置到板宽中心;
 
    2) 设置激光划线仪的剪切宽度;
 
    3) 钢板继续移动到第一个电磁移钢机并停止。
     
    钢板升降器和调准器置于双边剪之前并由手动进行操作。操作工调准位于剪刀之前切割线激光束之下的钢板,因此钢板两侧都可以被剪切。要剪切的钢板位置要确定,以保证与纵轴和固定剪刃片相对称和平行。钢板升降器要根据钢板的长度单独选择(以组进行),但是要选择特殊长度钢板升降器,以便完全自动支撑钢板。
   
    在过板模式下,也需对钢板进行调准。在激光束之间调准的钢板,要用剪刃进行线形调节,使钢板宽度和允许的辊缝对准。
   
    激光划线器系统包括两个桥架结构,在双边剪入口辊道之上剪刀之前。每个桥架支撑一对激光,每对激光用于辊道或钢板的一侧。在辊道固定剪切侧的一对激光是固定的,总是与固定的剪刃成一直线。在辊道相反一侧的一对激光是可调节的,调节激光线之间宽度为1500-4200mm,用于不同宽度的钢板。
 
    1.2钢板剪切
   
    双边剪包括两个机架,位于辊道两侧。每个机架都有上下剪刃-与钢板运动方向平行,以及上下刮刀。右边的剪切机架是固定的,该机架的剪刃确定剪切线的参考边缘。左边机架穿过钢板运动方向进行横移,该机架位置确定剪切钢板的宽度。
   
    一旦开启,剪切持续运行,选择刀片进行开口和剪切。在刀片开口阶段,夹送辊经过剪刃刀片和辊道传送钢板,并在剪切阶段夹紧钢板。
    
    一旦钢板在剪刀前调准,操作工按下按钮“准备好剪切”,进行以下行动:
 
    1) 双边剪控制系统开启调节:
 
    2) 移动剪刃(基于宽度)
 
    3) 控制夹紧位置(基于厚度)
 
    4) 主剪刃和刮刀间隙(基于厚度)
  
    如果以上几点位置都已达到,双边剪主体没有钢板占用,双边剪出口辊道组1和2被释放,钢板向前运动直到头部(在夹送辊之后)被检测,此时传送停止,降低入口夹送辊,钢板移动到剪刀上:
  
    根据钢板长度,当双边剪出口辊道被最后一块钢板占用时,暂停剪切操作,当双边剪出口辊道清理后,剪切继续。也就是说,双边剪在剪切钢板时,要确保前后辊道有充足的空间传送和放置钢板。
   
    剪切周期取决于钢板厚度,即传送速度和加速度和刀的移动速度通过钢板厚度范围进行选择。当整个钢板被剪切后,过程重复。一旦钢板头部在出口夹送辊之下被检测出,就对钢板的运行传动进行减速,夹送辊则要降落到钢板上。当钢板尾部检测出来至剪切区以外时,由双边剪出口辊道将钢板运输到下一道工序,该张钢板剪切序列完成。
 
    1.3钢板过板
    
    钢板由手动控制进行调准。调准后,操作工启动钢板运输,剪切调节到过板模式(调节到最大宽度并且上夹送辊抬升)。钢板运输到与剪切后相同的位置上。
 
    准备操作剪切
   
    在双边剪准备好操作之前,会遇到某些情况,所以剪切为“准备好剪切操作”。这些情况为:原则上所有辅助系统,即液压系统,润滑系统必需合闸并准备好。所有所需电气和液压传动和辅助系统必需合闸。所有液压控制必须在包括在内的位置,编码器归零,辊缝校准。
 
    1) 刮刀和主刀更换必需结束(刀夹紧并且主阀关闭)。
 
    2) 剪刃传动必需停止到原位。
 
    3) 可移动一侧剪切要调节到剪切宽度并且框架夹紧。
 
    4) 入口和出口侧夹送辊要打开。
 
    5) 主刀和刮刀之间的间隙调节为钢板厚度。
 
    6) 激光划线器必需调节到剪切宽度。
 
    7) 操作工把新钢板和激光划线调准并重新选择自动程序以释放剪切操作。
 
    2、双边剪主功能
    
    双边剪的主要功能包括,三种操作模式的设计、数据的设置、剪切数据的存储和钢板的跟踪控制等。
 
    2.1操作模式
    
    双边剪的工作模式分为:自动、手动和维护三种。
 
    2.1.1自动模式
 
    正常情况下,所有剪切操作的设定数据由过程计算机或者二级控制系统提供。如果没有L3或二级控制系统,则双边剪的剪切数据由操作工通过PDI终端进行输入。主要自动功能有:
 
    1) 自动剪切调节
 
    2) 自动剪切次序
 
    3) 手动干预自动次序,操作工需重新选择自动模式以继续
 
    4) 物料跟踪为激活状态
 
    剪切操作的钢板数据和设定数据由操作工通过HMI输入并且在操作工的要求下进行调整。
 
    2.1.2手动模式
   
    该模式不是生产模式。只用于服务。不能在手动模式下剪切钢板。该模式特征:手动速度参考、传动预选择、所有机械联锁为全功能。
 
    2.1.3维护模式
   
    该模式不是生产模式,只在维护中用于紧急情况。该模式特征:只在就地操作台进行控制、当其它控制元件启动时,就地控制台的键开关需旋转并保持在维护位置上、所有机械联锁无作用并且所有运动都由操作工负责完成。
 
    2.2 设置数据
   
    双边剪设置报文从过程计算机或二级控制系统通过TCP/IP发送到基础自动化PLC系统。如果没有提供L3计算机控制系统,双边剪剪切计划数据将由操作工通过PDI终端输入。如下图所示:
 
轧钢产线双边剪控制系统功能简析(一)
 
    数据输入参数及相应的格式定义如下表一所示:
 
轧钢产线双边剪控制系统功能简析(一)
 
    在PLC计算机中有两种钢板数据存储器:C模式缓存器(从2级接收数据或操作工通过PDI终端手动输入数据)和当前数据缓存器。
 
    C模式缓存器由L2计算机系统或者由操作工通过PDI终端手动输入的数据组成。实际到达的钢板显示在双边剪HMI上,数据自动传递给操作程序或者在操作工确认之后传递。而当前数据缓存器的数据只保留到下块钢板到达剪刀之前。如果产生故障或者钢板从剪切线上移除,则要清除当前数据缓存器中的钢板数据。操作工可以通过操作控制键“辊道复位”来取消记忆钢板。
 
    2.3剪切数据的存储
 
    钢板剪切完成后,一级PLC控制系统在双边剪处理完该张钢板后,会给PDI终端发送实际数据。下表二显示实际数据参数的报文格式:
 
轧钢产线双边剪控制系统功能简析(一)
 
    2.4钢板跟踪
    
    钢板跟踪使用冷检测器,安装在入口侧和出口侧的夹送辊单元前后,并且在辊道边部沿线安装。通过第一个下夹送辊传动编码器来测量钢板进料长度1300mm,入口夹送辊单元控制系统确定钢板的剪切长度及位置,操作工确认后进行第一剪的自动剪切。只有当钢板尾部离开出口夹送辊时,出口夹送辊辊缝打开,跟踪从出口夹送辊单元控制转换为脉冲控制,钢板跟踪结束。钢板进料长度不能超过1310mm。
    冷检信号主要用于以下三个方面:
 
    1)辊道控制,检测钢板到达或离开辊道;
 
    2)开始检测钢板进料长度;
 
    3)打开/关闭入口出口夹送辊辊缝。
 
    3、结束语
    
    双边剪一般安装在精整区域,进行钢板尺寸的订单剪切,它的主要作用是剪切长度方向的板边,保证钢板的宽度和剪切的平直度,对于钢板的交付质量及成材率起到十分重要的作用,在现代化的轧钢生产线目前比较流行,它代替了单纯的纵剪设备,不但提高了剪切精度而且提高了剪切速度,是轧钢生产线保证产品尺寸质量的十分重要的设备之一。
 
责任编辑:李欢
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