宽厚板垛板机控制程序优化

刘军刚　李　昌　魏军广　路荣杰　刘　青　李传鹏

(山钢集团莱芜分公司宽厚板事业部，山东271104)



宽厚板垛板机控制程序优化

刘军刚李昌魏军广路荣杰刘青李传鹏

(山钢集团莱芜分公司宽厚板事业部，山东271104)

摘要：论述了垛板机的结构特点和生产工艺。针对垛板机存在的定位不准、生产效率低等问题，提出了解决措施。

为保证宽厚板产品钢板表面质量，提高生产效率，各钢厂普遍使用垛板机进行钢板的吊装上料生产。电磁垛板机的使用，大大提高了钢板表面质量和工作效率[1]。

1　垛板机功能及存在问题

我公司热处理车间1#、2#、3#垛板机主要功能是将钢板从堆垛位上准确吸起单张或多张钢板，吊运至辊道上准确单张释放钢板，反之亦然；4#垛板机主要功能是将钢板从辊道上准确吸起单张钢板或多张钢板，吊运至垛位上准确多张释放钢板。电磁系统包括3部分：安装在垛板机上的电磁吸盘、安装在车间内的电磁柜和安装在垛板机附近的操作箱及远程站。

热处理车间的4台垛板机在生产过程中存在以下问题：

(1)垛板机平移和下降定位不准。垛板机目前的平移和下降靠相关编码器控制，编码器运行时间较长后，存在较大的累积误差。垛板机无法进行准确的平移和下降定位，存在较大的安全隐患。

(2)1#、2#、3#垛板机下场地利用不充分。上料生产时为防止垛板机和行车相撞，不能安全进行组料，严重影响了生产节奏，制约了车间的产能。

2　工艺功能要求

1#、2#、3#、4#垛板机为刚性电磁挂梁跺板机，相应的配备4套起吊钢板长度3m～24m的电磁吸盘。技术参数如下：

(1)吊运钢板温度：常温。

(2)吊运钢板规格：厚度为5mm～150mm；宽度为1 500mm～4 150mm；长度：3 000mm～24 000mm。

(3)吊运钢板数量: 单张吊运或多张吊运(最多5张，不超过50mm)。

(4)吊运钢板重量:单张钢板的最大重量为32t，钢板的最大单重为3 850kg/m。电磁吸盘对应不同钢板的厚度范围可以进行无级调磁。电磁吸盘位置固定，不需要调整。

(5)单台电磁吸盘重量不超过900kg。垛板机设备的尺寸满足现场钢板生产的要求。磁盘数量为每台垛板机10块，磁盘尺寸为300mm×350mm×2 600mm。码垛电磁单元与垛板机配套，每台垛板机的电磁吸盘随垛板机械手一同做升降、平移运动。垛板机设备部件明细见表1。

(6)按照控制程序，电磁铁得电后将单块或几块钢板从台架或地面上吸起来，在特定程序中控制电磁铁通电电流，以保证合适的吸力既可以吊起/放下钢件又不影响旁边的钢件摆放。

(7)电磁铁吊起单张或成层的钢板后随垛板机一同移动，此时电磁吸盘全载工作，即达到满磁状态。当吸盘吸着钢件下降到码垛床上方时，吸力减小，防止将钢件下放时破坏已码好的钢垛。在释放钢件时，电磁系统短时反向的励磁使电磁铁去磁，保证钢件稳定落下。根据单张钢和成排钢的摆放位置切断电磁吸盘电源。

表1　电磁铁及PLC部分元件明细表Table 1　Detail list of electromagnet and PLC elements

3　控制方式

控制方式分为：自动控制、半自动控制和手动。

(1)自动控制。选择“自动启动”开关开启系统。电磁吸盘得电前，确认垛板机械设备是否在工艺生产要求的预选择位(需要外来控制信号)。

(2)半自动控制。在自动方式下运行，可以进行手动干预，通常是在小范围控制区域内执行。

(3)手动。通过操作箱面板开关实现运行功能，多用于调试阶段或临时性故障处理。可手动调节励磁电流，现场操作箱信号直接与电磁控制柜相连。

4　优化方案

(1)利用激光测距仪和重锤限位保证垛板机准确定位。为解决垛板机平移和下降定位不准的问题，在垛板机轨道一侧安装激光测距仪，根据垛板机下方位置， 记录激光测距仪数值，将检测数据连到自动化PLC中，当垛板机运行到位后，自动停止。同时，在垛板机横梁下方增加重锤限位，当垛板机下降到位后，重锤限位信号连到自动化PLC中，垛板机自动停止运行。通过激光测距仪和重锤限位的使用，避免了编码器的累积误差，实现了垛板机的准确定位。

(2)根据厚板极限规格划分垛板机下场地。优化后的垛板机下场地划分为4行共8个垛位，具体划分如图1所示。当钢板长度小于12m时，可南北分别放置；当钢板长度大于12m时，作为4个长垛位使用。将以上8个垛位纳入自动化一级、二级和三级管理。生产时，垛板机根据三级下达的生产命令和钢板尺寸，可以自动选择目标垛位。

设定钢板长度为L，根据钢板长度，在垛板机控制程序中自动选择垛板机磁块数量，见表2。

D11-1D11-2D12-1D12-2D13-1D13-2抛丸机输入辊道D14-1D14-2

表2　自动选择垛板机磁块数量Table 2　Automatic selection of piler electromagnet quantity

5　结论

经过优化，实现了垛板机平移和下降的准确定位，平移和下降参数可长时间使用，避免了职工经常修改的麻烦，有效防止了安全隐患的发生。同时，实现了垛板机磁块的自动选择，提高了生产效率。垛板机下垛位优化后，实现了垛板机上料和组料工作的同时进行。经测算，三个垛板机产量由改造前的30万吨/年提高到50万吨/年，较改造前提高了近70%。

参考文献

[1]张丽.宽厚板码垛机自动控制模型的研究与实现[J].电气传动，2012(6)：54-56.

编辑傅冬梅

关键词：垛板机；控制；优化

OptimizationofWideandThickSheetPilerControlProgram

LiuJungang,LiChang,WeiJunguang,LuRongjie,LiuQing,LiChuanpeng

Abstract：Structural features and process technique of piler have been described. Solutions have been raised in terms of issues of inaccurate location and lower production efficiency of piler.

Key words：piler; control; optimization

收稿日期：2015—02—28

中图分类号：TG333.3

文献标志码：B