宽厚板垛板机控制程序优化
2015-12-09刘军刚魏军广路荣杰李传鹏
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