王艷芬

（山鋼股份萊蕪分公司自動(dòng)化部，山東 萊蕪 271104）

信息化建設(shè)

矯直機(jī)入出口升降輥安全連鎖控制

王艷芬

（山鋼股份萊蕪分公司自動(dòng)化部，山東 萊蕪 271104）

為解決因電氣線路接反或編碼器信號(hào)異常，造成矯直機(jī)入出口升降輥沖頂脫軸等問(wèn)題，采取將編碼器信號(hào)網(wǎng)絡(luò)改變?yōu)椴⒙?lián)方式，控制連鎖缺陷并優(yōu)化安全連鎖控制等措施，保證矯直機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行，年入出口升降輥故障由420 min降低到30 min內(nèi)，每年降低成本29.25萬(wàn)元。

矯直機(jī)；寬厚板；入出口升降輥；安全連鎖

1 前言

矯直機(jī)對(duì)于寬厚板生產(chǎn)是一個(gè)重要設(shè)備，其矯直能力決定著產(chǎn)品質(zhì)量，位于工藝?yán)鋮s區(qū)域和冷床之間，主要對(duì)軋制完成經(jīng)由工藝?yán)鋮s后的鋼板進(jìn)行處理，去除鋼板的瓢曲、浪型等形狀缺陷，并使鋼板內(nèi)的殘余應(yīng)力降到最低，以便能保持鋼板良好的平直度[1-2]。

矯直機(jī)有4個(gè)上輥和5個(gè)下輥，分入口和出口，主傳動(dòng)由2臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。入出口升降輥分別控制入口、出口的一根矯直輥，用于調(diào)整鋼板的咬入角，改善鋼板翹頭和扣頭[3]。設(shè)計(jì)有2個(gè)編碼器，安裝在下矯直輥升降輥傳動(dòng)軸的渦輪蝸桿處，主要檢測(cè)入口、出口輥升降高度，預(yù)防鋼板翹頭、趴頭造成對(duì)矯直輥的損傷或鋼板卡到矯直輥之間，升降的原則是翹頭鋼板降下游輥，趴頭鋼板升下游輥[3]。升降輥安裝于下輥盒的入口、出口輥，中間的三個(gè)矯直輥是固定的。升降輥由升降電機(jī)帶著渦輪蝸桿升降，升降輥的位置由編碼器檢測(cè)。受機(jī)械工藝限制，更換矯直輥時(shí)要將編碼器、電機(jī)的線路全部拆下，換上新輥后，若電氣線路接反或編碼器信號(hào)異常，往往造成入出口升降輥沖頂脫軸，造成機(jī)械損壞。每年因邊輥設(shè)備沖頂故障，造成生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間270 min左右、設(shè)備損壞成本約8萬(wàn)元，每年綜合停機(jī)成本約20萬(wàn)元左右。

為此，對(duì)矯直機(jī)入出口升降輥安全連鎖控制進(jìn)行優(yōu)化改造。

2 安全連鎖改造與優(yōu)化

2.1 編碼器穩(wěn)定性改造

原設(shè)計(jì)中，矯直機(jī)入、出口輥編碼器采用信號(hào)網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，當(dāng)其中任何一個(gè)編碼器出現(xiàn)問(wèn)題，如編碼器損壞或者電源故障，兩個(gè)編碼器都會(huì)通訊不上而造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓，且很難判斷是哪一個(gè)從站出了問(wèn)題。所以通過(guò)添加設(shè)備，將信號(hào)網(wǎng)絡(luò)改變?yōu)椴⒙?lián)的方式對(duì)編碼器進(jìn)行穩(wěn)定性改造，充分利用中繼器的拓展功能，將各遠(yuǎn)程站由串聯(lián)型結(jié)構(gòu)改為總線型結(jié)構(gòu)，一個(gè)從站停電或者故障，而另一從站不受影響。

2.2 控制連鎖缺陷

1）升降輥控制不分手動(dòng)、自動(dòng)模式，只要反饋值與設(shè)定值存在偏差，在啟動(dòng)和運(yùn)行條件都滿足的情況下，升降輥就會(huì)動(dòng)作，使位置反饋跟隨位置設(shè)定值。

2）升降輥上升或下降的運(yùn)行條件中，如果其中某個(gè)信號(hào)不滿足，但后來(lái)這個(gè)信號(hào)又滿足條件了，升降輥的運(yùn)行條件不能自動(dòng)恢復(fù)，需要操作人員到現(xiàn)場(chǎng)操作點(diǎn)擊復(fù)位按鈕，才能將該信號(hào)復(fù)位。

3）當(dāng)編碼器有通訊故障時(shí)，雖有讀數(shù)但十分異常，程序內(nèi)部缺少關(guān)于此方面的安全邏輯。

4）升降輥電機(jī)閉環(huán)控制，沒(méi)有反向安全連鎖保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，控制命令始終輸出，導(dǎo)致設(shè)備沖頂損壞。

2.3 安全連鎖的控制優(yōu)化

1）完善升降輥的控制模式，有“手動(dòng)”、“自動(dòng)”、“OFF”3種模式，操作人員在更換輥盒時(shí)，將模式選擇“手動(dòng)”模式來(lái)操作設(shè)備。

2）在手、自動(dòng)模式下，當(dāng)有上升或者下降命令時(shí)，如果在一定時(shí)間內(nèi)，編碼器數(shù)值變化＜nmm或者朝反方向動(dòng)作，則切斷輸出命令并報(bào)警。

3）在基于現(xiàn)場(chǎng)操作復(fù)位的功能基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)新增人機(jī)操作畫(huà)面遠(yuǎn)程復(fù)位功能，通過(guò)點(diǎn)擊畫(huà)面復(fù)位按鈕直接進(jìn)行復(fù)位，減少操作人員的現(xiàn)場(chǎng)工作量。

4）當(dāng)“編碼器故障”或者“編碼器反饋位置超出安全范圍時(shí)（安全范圍需相關(guān)專(zhuān)業(yè)來(lái)確認(rèn)或根據(jù)程序內(nèi)部的工藝限制進(jìn)行限定），控制模式自動(dòng)轉(zhuǎn)到“OFF”模式。

3 控制系統(tǒng)測(cè)試方案

測(cè)試時(shí)，需要電氣、機(jī)械、操作人員在現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助，具體步驟如下：1）將傳動(dòng)電機(jī)與升降輥傳動(dòng)軸脫開(kāi)。手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)編碼器模擬升降輥位置變化，并保持編碼器不轉(zhuǎn)或者反方向轉(zhuǎn)。確認(rèn)在有控制命令輸出時(shí)，能否在反饋異常時(shí)及時(shí)切斷控制命令輸出。2）若步驟1測(cè)試成功，則送電帶升降輥動(dòng)作，操作人員操作時(shí)要有電氣專(zhuān)業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，一旦有問(wèn)題及時(shí)停止升降輥動(dòng)作，防止造成設(shè)備損壞。3）最好在進(jìn)行第2步之前，把電機(jī)的聯(lián)軸器脫開(kāi)，如果不能脫開(kāi)，更需要操作人員隨時(shí)準(zhǔn)備關(guān)閉電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)電閘。

4 結(jié)語(yǔ)

安全連鎖控制功能優(yōu)化措施實(shí)施后，寬厚板軋線生產(chǎn)運(yùn)行能安全穩(wěn)定，系統(tǒng)操作維護(hù)方便，年度入出口升降輥故障由420 min降低到30 min內(nèi)，避免了設(shè)備損失。噸鋼消耗水電風(fēng)氣等成本按300元/t，小時(shí)產(chǎn)量按150 t/h計(jì)算，該項(xiàng)目實(shí)施后，每年減少故障時(shí)間對(duì)應(yīng)節(jié)約成本29.25萬(wàn)元。

[1]孫本榮，王有銘，陳瑛.中厚鋼板生產(chǎn)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993.

[2]于世果，李宏圖.國(guó)外厚板軋機(jī)及軋制技術(shù)的發(fā)展[J].軋鋼，1999（12）：31．

[3]陳瑛.中厚板矯直技術(shù)的發(fā)展[J].寬厚板，2002（6）：1-5．

Safety-chain Control for the up-down Stream Rollers of Straightening Machine

WANG Yanfen
（The Automation Department of Laiwu Branch Company of Shandong Iron and Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271104,China）

To solve the problems of electrical wiring dislocation or encoder signal abnormalities,which often make the up-down stream rollers header of straightening machine to take off the shaft,the method of changing the encoder signal network for parallel control chain was taken.Basing research on control chain defects and optimizing safety-chain control,the safe and stable operation of straightening machine can be ensured.This feature can expand application in other similar mechanical and electrical control circuit.

straightening machine;wide-plate;up-down stream roller;safety-chain

TP273

A

1004-4620（2015）04-0058-02

2015-02-10

王艷芬，女，1981年生，2005年畢業(yè)于煙臺(tái)大學(xué)測(cè)控儀器與儀表專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司自動(dòng)化部工程師，從事自動(dòng)化控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與維護(hù)工作。