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高线车间1#飞剪切头/尾不正常故障的分析与解决

供稿:认识不同 2006/3/3 16:53:00

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  • 关键词: 飞剪 切头/尾 功能块
  • 摘要:通过对线材生产线粗轧后1#飞剪切头/尾控制程序的分析和热金属检侧器HMD位置的调整,找出该飞剪切头/尾不正常的原因并提出对程序的修改方案,将修改后的程序投入运行后彻底解决了该飞剪切头/尾不正常的问题。

【摘要】
通过对线材生产线粗轧后1#飞剪切头/尾控制程序的分析和热金属检侧器HMD位置的调整,找出该飞剪切头/尾不正常的原因并提出对程序的修改方案,将修改后的程序投入运行后彻底解决了该飞剪切头/尾不正常的问题。【关键词】
飞剪; 切头/尾; 功能块【Abstract】
Through the analysis to the head and tail end cutting of the flying shear at the exit of rough mill of the wire mill,And adjust the position to HMD, the abnormal reason has been found.The revision scheme to the program has been made. After that the head and tail end abnormal cutting problems has been solved completely.【Keywords】
flying shear ;head and tail end cutting; function block 1 引言
  线材厂高线车间生产线设计年产量18万吨,目前年产量已突破40万吨大关,主要产品:Φ5.5-Φ13.5mm线材,原料为150×150mm2方坯,全线27架轧机,最高轧制速度为75m/s。主轧线PLC自动控制系统采用Schneider公司的Quantum PLC控制,2000年完成了高线车间全部主传动改造。本文主要就该生产线粗轧机组后1#飞剪PC控制系统在生产中出现的切头/尾不正常故障进行分析并给出解决方案。2 1#飞剪在生产中存在的问题
  1#飞剪的主要功能是对轧件进行自动切头/尾和在故障状态下对轧件进行碎断,是保证轧线顺行和产品质量的关键设备。而该生产线飞剪在生产中无规律地出现不切头/尾或者切出较长的头,使生产无法正常进行。由于轧件经过粗轧机组9个道次的轧制,轧件头部和尾部都存在着一定的缺陷(如:头部和尾部龟裂,严重时出现较长的裂口),头部裂口会导致轧件不能正常导入或咬入下游轧机而堆钢,龟裂的头/尾部即使能通过下游轧机也会导致轧出的成品中有较长的一段头/尾质量不合格。3 故障原因分析
3.1飞剪的启动控制原理
  由于要求飞剪按照设定的长度进行切头、切尾的同时,不能影响轧件按原有的速度运动,这就要求控制系统既控制飞剪的运动速度又要对飞剪的启动时刻作出判断,以保证得到规定的剪切长度 , 图 4 是飞剪在轧线的位置图和剪切运动框图 , 飞剪平时停在等待位置A,B位置为剪刃咬合处,C位置为发出制动信号位置。由零位接近开关保证剪刃始终能够停在指定的位置A,不受扰动量的影响,由剪切位C接近开关保证发出制动时机,确保轧件顺利通过。当轧件通过时,热金属检测器HMD9.1先发出信号,随后热金属检测器HMD9.2发出信号,从而给飞剪发出启动信号和动算出剪切速度给定,用来控制飞剪按照设定的长度值进行切头和切尾 。3.2 功能块说明



  框图1:由①④两个热检信号计算出轧件从HMD9.1到HMD9.2的运动时间t,②为两个热检之间的距离s,由V=s/t物理公式可求出速度给定⑤。


  框图2:⑥为设定切头长度+ HMD9.2至剪体的距离s3,⑦计算出的飞剪的线速度V,由V=s/t物理公式可反算出轧件从启动到剪体所需时间T1,⑧为剪体由A位至B位自身旋转所需时间T2,因此飞剪启动所需延时时间⑨为T=T1-T2。


  框图3:当 HMD9.110 得到信号,随后 HMD9.2得到信号11,这时发出启动信号12。3.3飞剪控制分析
  通过现场测试和观察,确认故障不是由检测元件质量等硬件方面原因引起的。因此,对飞剪PC控制所用软件concept2.2的控制程序进行认真深入的分析,发现飞剪concept2.2出现不正常切头/尾的原因是原设计控制程序本身不完善造成的。
  原因之一:关于热金属检测器的定位原则。热金属检测器的正确定位是提高剪切和实现优化剪切所必须妥善解决的问题,1、属于飞剪热检的两个HMD9.1、HMD9.2相间要远,以提高测量轧速的精度;2、从热检HMD9.2报告来钢到飞剪起动之间的起动延时时间应尽量短,以减少切长误差;3、热检HMD9.2离飞剪太近,将使优化剪切丧失作出合理决策的时机,太远将造成大的预报误差。
  下图4:原飞剪热检HMD控制为HMD9.2距离HMD9.1为S1(2500mm), HMD9.2距离剪刃为S2+S3(2700mm),由上可知热检HMD9.2离剪刃较远,离热检HMD9.1较近是造成切头/尾不正常的原因之一。


  原因之二:关于热金属检测器误探的分析。轧件在轧制过程中会出现弹跳、表面附着氧化铁皮等原因会造成热金属检测器误探,它也是切头、切尾不正常的原因之一。4 解决方案
  通过以上分析得出保证飞剪切头/尾正常的关键无非是启动剪切速度给定的准确性和启动延时时间、触发使能信号的精确性。因此为了精确地在最佳延时时间发出触发使能信号和准确地发出剪切速度给定,解决方案之一:将HMD9.2(如图4)向剪体靠近了1米,由虚线位挪到上图实际位;解决方案之二:把程序中考虑不周的设计进行修改和增加。
  以上图1、图2、图3程序框图中虚线部分为增加和修改内容,图1、图2程序框图中把HMD9.2移动对程序的影响进行修改,并在图1程序框图中增加了极限控制,保证了剪切速度的准确性和启动延时时间的精确性,尤其图3程序框图中,虚线部分利用法国雷诺码盘触发脉冲原理,确保不会出现中间误切、精确发出剪切信号,这样通过修改程序有效解决了1#飞剪切头/尾不正常和中间误切问题。5 实际运行结果
  本次小改小革为邯钢线材厂2004年分厂二类课题,经济效果显著,它直接使线材厂高线车间的作业率提高了0.1个百分点,高线车间的成材率也有了大幅度的提高,进而获得了公司“五小”成果二等奖。修改后的程序投入运行后,经过一年的跟踪记录,再未出现切头/尾不正常的现象,剪切准确、及时。参考文献:
[1] 机械电子工业部,天津电气传动设计研究所编著.电气传动自动化技术手册.北京:机械工业出版社,1992
[2] 高越农,史清源.起停式切头剪采用plc控制的设计与调试.电气传动自动化,1999

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