粗轧前翻钢机自动控制系统

吕业

摘 要：通过检测元件定位，控制钢坯停止位置，由画面设定翻钢次数，结合PLC控制程序，实现辊道和翻钢机的联动，提高自动控制的准确率，和减少人工操作事故率，节约操作时间，提高生产节奏，并且所用的元件为简单常用的电气元件，投资较少。根据现场运行情况，该系统较好的完成了控制要求。

关键词：自动控制；翻钢机；PLC

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.145

1 引言

在生产电梯导轨钢时，出炉钢坯的时间间隔往往影响着生产节奏，根据生产需要，为提高产品特性，出炉钢坯需要翻转90度或180度进行祛除表面铁皮。完全靠手动控制，定位不准确导致频繁正反转操作设备，对设备使用寿命不利，且容易出现操作失误。以往简单的自动控制，只是翻钢机的自动翻钢，未和辊道连锁定位，虽然减少了手动控制的失误率，但由于监测手段比较简单，未能准确的控制钢坯位置，无法流畅的进行自动翻钢，也经常需要人工手动干预，来纠正自动控制出现的问题，手动干预就会影响生产节奏。为提高生产节奏，降低人工成本，所以翻钢机的自动连锁控制非常重要。

2 自动化系统介绍

整个自动翻钢系统控制对象由出炉辊道，阴阳面翻钢机，粗轧前辊道等设备组成。自动化设备主要包括：人机界面、PLC、热金属检测器、接近开关等。由于本系统较小，且属于轧钢生产线系统，为解决成本，不单独设立PLC系统，仅将翻钢机自动控制系统集成于主PLC系统中。在合适位置的热检帮助下，通过PLC程序运算，自动控制辊道启停，连锁控制翻钢机翻钢，并依靠接近开关将翻钢机翻钢裝置可靠停止在低位，实现粗轧前设备的自动连锁控制。

3 自动控制系统说明

结合附图1对系统做进一步的介绍：

如附图1所示：1：出炉辊道1；2：出炉辊道2；3：粗轧前辊道；4：阴阳面翻钢机；5：热金属检测仪； 出炉辊道1～2用于运输钢坯，通过程序停止钢坯在翻钢机位置；阴阳面翻钢机用于翻转钢坯，每次翻转90度，热金属检测器用于检测出炉钢坯。

原理说明：将热检装在合适位置，如附图1中的HMD0，并测量出到翻钢机翻钢装置的距离S，在HMI画面上输入距离，当热检位置确定后，此数值可以保持不变，若调整热检位置，需要重新测量距离S，并在HMI上修正测量值。根据出料钢坯设定钢坯长度L。当钢坯从加热炉出炉后，进入出炉辊道1，出炉辊道1处的热检检测到钢坯头部信号后启动，运行时间T秒后停止，T=（S+L/2）/V，其中V为辊道速度，L为钢坯长度。运行T秒辊道停止是为了保证钢坯停止在翻钢机中间位置，便于翻钢装置受力均匀可靠翻钢。待辊道运行信号消失后，阴阳面翻钢机根据画面设定次数进行翻钢，自动化程序中进行翻钢次数计数达到设定次数后，检测到翻钢机低位接近开关信号，翻钢机停止运行，然后出炉辊道和粗轧前辊道启动，将钢坯送入工艺后续辊道，并延时停机等待下一根钢坯。

4 系统画面介绍

此自动化系统界面采用西门子WINCC，与PLC联合实现工业过程动态可视化、数据采集和管理、过程监控和报警等功能。设计理念如下：

（1）依据工艺流程制作画面，提高可视化和直观性。

（2）关键参数，实时显示，并作出历史曲线。

5 结 论

该自动化控制系统通过翻钢机和辊道的自动连锁控制，有效地减少了工人的人工操作，降低了劳动强度，提高生产节奏，降低人工成本，并且控制精度高，提高了生产率。