冷轧带钢重卷机组自动上卷控制优化

贾彬

摘 要：钢卷重卷机组作为钢铁厂的重要生产线，其生产效率直接影响工厂的产量。重卷机组入口工艺段的上料环节，是该产线的第一个环节，其运输钢卷、并向开卷机装载钢卷的效率将对后续环节乃至整条生产线的产量造成影响。本文针对首钢某分厂重卷机组自动上卷过程的缺陷进行改进优化，从钢卷自动对中的角度，分别在硬件安装和PLC程序两个方面进行改进，实现钢卷车完全自动化运输及上料，提高了产线的生产效率，避免了因上卷时的人为失误等因素造成的经济损失，给企业创造了一定的经济效益。

关键词：重卷机组；自動上卷；自动对中

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.034

0 引言

首钢某分厂冷轧钢板重卷机组于2014年底投入运行，但随着市场对优质薄带钢产品需求量的不断增加，该厂订单增多，因此有必要加快各生产环节的节奏。该厂的重卷机组作为带钢生产的最后一道工序，其重要性不言而喻，但是由于客户对产品规格的多样化以及生产线最初定位和设计原因，产线设备的控制以及自动化程度已经无法满足日益加快的生产节奏。

该重卷机组来料钢卷内径分420mm和508mm两种，外径范围为900-2100mm。在自动上卷时，存在以下问题：（1）对于外径大于1800mm的钢卷无法实现自动高度对中；（2）对于420mm内径的钢卷，上卷钢卷车一般都能顺利将钢卷送到开卷机芯轴，但如果是508mm内径，加上胶套筒后，由于胶套筒长时间使用后会发生下垂变形，上卷钢卷车每次自动上卷时，都需要操作人员手动干预。该缺陷导致自动上卷过程不精准，给操作人员造成很大影响，每次上卷都需要操作人员花时间去实地观测是否对准，而且也增加了套筒的更换频次，不仅耗时而且增加了成本。此外，该缺陷还可能导致钢卷内圈剐蹭开卷机芯轴，严重情况下发生过钢卷卡在芯轴与钢卷车之间无法动作，需要动用其他牵引设备，耽误生产时间长达一个多小时。

本文主要针对钢卷车自动上卷及高度对中的软硬件进行改造，解决上卷过程的缺陷，缩短上卷时间，提高生产效率，同时避免因自动对中不精准而对钢卷或者设备造成的损害，避免经济损失。

1 原理分析

钢卷车自动上卷是通过开卷机芯轴下方的光栅检测钢卷内圈下边沿来进行高度对中的。刚卷自动对中的基本过程为：钢卷车水平移到高度对中区域后，钢卷车通过液压装置开始下降直到下极限位，在此过程中，光栅发出光束始终在钢卷内芯范围内移动，光栅没有收到反射光，所以输出信号是0；当钢卷车降到最低位时开始自动反向上升，直到光束扫到钢卷内芯的下边沿时，光栅收到反射光，进而输出信号置1；当光栅检测到钢卷内圈下边沿时，PLC计算出钢卷车需要再继续上升的高度，钢卷车继续上升，光束就从下边沿继续下移。

开卷机芯轴中心到光栅的实测距离为390mm，在此之前通过安装在开卷机压辊上的光栅已经测得芯轴直径和半径R，（390 -R）就是钢卷下边沿内侧将要上升的距离，出于安全考虑，再减去10mm的余量，使得钢卷下边沿内侧穿过套筒后能跟芯轴有10mm的缝隙。

即钢卷车需要继续上升的高度计算公式为：D=390-R-10=380-R。

对于钢卷内径为508mm的产品，需要在开卷机芯轴上加胶套筒，由于胶套筒在芯轴上会自动下垂，相当于套筒与芯轴整体的中心比芯轴自身中心下降了一段距离。

2 程序优化

针对内径为508mm的钢卷，需要在开卷机芯轴上装胶套筒，考虑到胶套筒在芯轴上会自动下垂，相当于套筒与芯轴整体的中心比芯轴自身中心下降了一段距离。针对这一问题，改变对中设计思路，通过光栅检测钢卷内芯上边沿，然后预留10mm的空隙，这样可以有效避免因胶套筒下垂导致的钢卷内芯下边沿刮蹭胶套筒的事故。

钢卷车自动上卷控制程序的优化：钢卷车移动到鞍座处托起钢卷后，在移向开卷机的同时，开卷机上的压辊自动压下，压在开卷机芯轴上，光栅位于芯轴上方，当钢卷车移到高度对中区域后，开始下降直到最低位，然后反向升起，此时光栅的光束开始检测钢卷内芯的上边沿，当检测到上边沿时，光栅信号从1变成0，然后小车立即停止上升，完成高度对中。

优化后的程序段如下：

NETWORK1：

A "51N60_CBA_DEC"

A（

A "=B05+A0900-3B1：4"

FN "FN_Laser_Height_Dec"

）

S "51N70_CBA_DEC"

A（

ON "Release_51N"

O "51N80_CBA_DEC"

）

R "51N70_CBA_DEC"

NOP 0

NETWORK2：

A "51N70_CBA_DEC"

A（

O "CC_Dec_in_Pos_HC"

O "VKE_1"

）

A "=C03+A0900-2B1：2"

S "51N80_CBA_DEC"

A（

ON "Release_51N"

O "51N90_CBA_DEC"

）

R "51N80_CBA_DEC"

NOP 0

3 结束语

本文针对重卷机组自动上卷过程的缺陷进行改进优化，从钢卷自动对中的角度，分别在硬件安装和PLC程序两个方面进行改进，实现钢卷车完全自动化运输及上料，通过三个月的实际运行，满足改造的要求，提高了产线的生产效率，避免了因上卷时的人为失误等因素造成事故，减少事故经济损失，同时也降低了胶套筒等辅材的使用量，给企业创造了一定的经济效益。