摘 要：本文介紹了用來(lái)測(cè)量換輥推拉缸行程的拉線式位移傳感器的投入及其應(yīng)用，以及自動(dòng)換輥使用的TDC控制器的SFC程序中對(duì)位移傳感器的調(diào)試。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)換輥；換輥推拉缸；拉線式位移傳感器；標(biāo)零

1 引言

軋輥的消耗和更換直接影響熱連軋的板材生產(chǎn)效率，當(dāng)軋輥軋制到一定公里數(shù)長(zhǎng)時(shí)，輥面就會(huì)不光滑，軋制出來(lái)的板材便面會(huì)有劃傷，需要把磨損的舊輥抽出來(lái)，將磨輥間磨床打磨光滑的新輥推入機(jī)架。傳統(tǒng)的換輥?zhàn)鳂I(yè)主要是靠手動(dòng)，即需要依次的人工動(dòng)作調(diào)控相關(guān)設(shè)備來(lái)完成換輥，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而利用PLC設(shè)計(jì)的自動(dòng)換輥程序步驟繁瑣，條理不清晰，沒(méi)有良好的可觀性，維護(hù)難度特別大。天鐵熱軋板公司換輥系統(tǒng)的控制采用世界先進(jìn)的控制器TDC，通過(guò)SFC程序完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換輥?zhàn)鳂I(yè)，安全系數(shù)高，快速高效。

2 工藝說(shuō)明

天鐵熱軋板公司換輥控制主要有兩種方式：手動(dòng)方式和自動(dòng)方式。前者即在人工確認(rèn)設(shè)備動(dòng)作到位的基礎(chǔ)上，根據(jù)換輥?lái)樞虬磩?dòng)現(xiàn)場(chǎng)換輥操作臺(tái)按鈕來(lái)控制設(shè)備動(dòng)作，最終達(dá)到換輥的目的。自動(dòng)方式是激活自動(dòng)程序后，控制器會(huì)將動(dòng)按照順序，達(dá)到快速換輥的目的。自動(dòng)換輥的控制是僅次于軋鋼工藝的控制技術(shù)。它涉及到機(jī)架中所有設(shè)備的連鎖動(dòng)作，雖然操作簡(jiǎn)單但是控制卻很復(fù)雜。

當(dāng)機(jī)架中的設(shè)備例如階梯墊、平衡缸、側(cè)導(dǎo)板、入口導(dǎo)衛(wèi)、出口導(dǎo)衛(wèi)等設(shè)備按照SFC程序的控制依次由軋鋼位置退到換輥位后，TDC程序自動(dòng)調(diào)用推拉缸的啟動(dòng)程序，首先推拉缸頭部的掛鉤自動(dòng)伸到下工作輥的支架上，將下工作輥拉回大約335mm停止，這時(shí)上工作輥落下，然后將上下軋輥一起拉出軋機(jī)。舊工作輥通過(guò)機(jī)前平臺(tái)橫移缸橫移后，推拉缸在按照以上步驟反順序?qū)⑿鹿ぷ鬏佀腿霗C(jī)架，期間共需要7個(gè)位置需要推拉缸停下來(lái)，以便配合機(jī)架內(nèi)其他設(shè)備（如工作輥連接缸鎖緊缸，工作輥抬升缸，工作輥接軸抱緊缸）的動(dòng)作。而這7個(gè)位置需要通過(guò)拉線式位移傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，然后將數(shù)據(jù)輸入到TDC得程序中的參數(shù)輸入端口，以提供程序進(jìn)行計(jì)算。在到達(dá)預(yù)定停止位置時(shí)，TDC程序發(fā)出推拉缸停止命令，使推拉缸停止，之后發(fā)出其他相關(guān)設(shè)備動(dòng)作的命令，動(dòng)作完成后，推拉缸繼續(xù)動(dòng)作。

3 換輥推拉缸自動(dòng)控制功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 自動(dòng)換輥的控制程序

自動(dòng)換輥的程序和其他程序的相同之處就是同樣需要TDC程序的軟硬件配置。不同之處是采用了TDC的順序控制功能SFC，調(diào)用不同的設(shè)備控制程序，使之按照設(shè)定好的步驟動(dòng)作。自動(dòng)換輥流程在畫(huà)面顯示的也很明朗，所以可視化程度很高，給程序設(shè)計(jì)和調(diào)試維護(hù)帶來(lái)一定好處。

3.2 拉線式位移傳感器

在自動(dòng)換輥時(shí)需要用拉線式位移傳感器精確控制軋輥進(jìn)出機(jī)架的長(zhǎng)度。位移傳感器調(diào)試的結(jié)果的精確性直接影響到換輥進(jìn)行的精確性。所以在調(diào)試自動(dòng)換輥時(shí)，對(duì)推拉缸位移傳感器調(diào)試至關(guān)重要。

拉線位移傳感器可將機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成可計(jì)量的、成線性比例的電信號(hào)。傳感器鋼繩排線方式采用自動(dòng)均勻排線、保證具有較高獨(dú)立線性精度和較長(zhǎng)的傳感器使用壽命。

3.3 拉線式位移傳感器的投入

拉線式位移傳感器在接線正常后需要在程序中進(jìn)行投入設(shè)定，其投入總共分以下五個(gè)步驟：

3.3.1 零標(biāo)

拉線式位移傳感器正確接線后 ，就會(huì)反饋給程序里傳感器模塊一個(gè)長(zhǎng)度值，顯示在position管腳處。但是這時(shí)的長(zhǎng)度是并不是現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)值，因?yàn)榘惭b傳感器時(shí)傳感器的拉線固定在推拉缸上，其長(zhǎng)度已經(jīng)伸出一部分，所以需要人工確定一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，即零點(diǎn)，作為推拉缸在不同位置時(shí)拉線不同長(zhǎng)度基準(zhǔn)值。這樣在推拉缸動(dòng)作到某一位置時(shí)，程序就會(huì)得到一個(gè)相對(duì)的位移值。具體零標(biāo)的做法是：讓操作工將推拉缸完全縮回。將此點(diǎn)作為零點(diǎn)進(jìn)行零標(biāo)。

3.3.2 限位標(biāo)定

根據(jù)設(shè)備的控制要求，推拉缸有七個(gè)節(jié)點(diǎn)位置。七個(gè)位置需要和操作工及設(shè)備人員現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。動(dòng)作推拉缸直到達(dá)到工藝要求之后才能算采取正確。

該七個(gè)位置相關(guān)數(shù)值經(jīng)過(guò)確認(rèn)后，輸入到程序中的參數(shù)位置。

3.3.3 相關(guān) CFC程序調(diào)試

在自動(dòng)換輥程序調(diào)試之前，現(xiàn)場(chǎng)換輥首先使用的是手動(dòng)換輥，這是因?yàn)樽詣?dòng)換輥條件不成熟，在推拉缸沒(méi)有調(diào)試好之前，必須對(duì)推拉缸進(jìn)行封鎖，不然的話，手動(dòng)換輥時(shí)推拉缸會(huì)自動(dòng)動(dòng)作。

3.3.4 編譯下載程序

由于調(diào)試過(guò)程改變了SFC程序，所以需要重新下載程序。這個(gè)步驟一定要注意，許多時(shí)候調(diào)試方法都正確，但就是實(shí)現(xiàn)不了自動(dòng)控制的功能，就是由于不了解軟件的這個(gè)特性。

4 注意事項(xiàng)

按以上步驟進(jìn)行后推拉缸的自動(dòng)動(dòng)作已投入。但有幾點(diǎn)一定要注意：

（1）在SFC中對(duì)推拉缸的動(dòng)作的順序控制要設(shè)定正確，否則會(huì)出現(xiàn)程序混亂。

（2）P1至P7的節(jié)點(diǎn)限位值一定要精確，否則會(huì)因?yàn)檐堓伒耐评坏轿?，而其他連鎖動(dòng)作卻已動(dòng)作造成事故。例如，上工作輥的下降位如果設(shè)定的比實(shí)際短的話，工作輥下降時(shí)就不會(huì)落到下工作輥的卡槽內(nèi)，拉出時(shí)就會(huì)有工作輥滾落地面的危險(xiǎn)。

（3）投入時(shí)要嚴(yán)格按照以上五個(gè)步驟依次進(jìn)行，否則會(huì)引起推拉缸動(dòng)作不停止等一系列不正常動(dòng)作。

5 結(jié)語(yǔ)

天鐵熱軋板公司自從投入了自動(dòng)換輥系統(tǒng)之后，得到了良好的收益，效果非常明顯：

（1）換輥時(shí)間從過(guò)去的單機(jī)25分鐘，七臺(tái)機(jī)架共約40分鐘減少至單機(jī)14分鐘，七臺(tái)機(jī)架25分鐘。按照平均每四小時(shí)換一次輥計(jì)算，每天節(jié)省90分鐘，可多軋板材500噸。

（2）控制精確，減少了手動(dòng)換輥人工確認(rèn)不當(dāng)而造成的設(shè)備動(dòng)作過(guò)度的撞擊損壞。例如，在推拉缸將工作輥推入機(jī)架時(shí)，如果人工確認(rèn)過(guò)度的話，就會(huì)導(dǎo)致工作輥?zhàn)驳诫姍C(jī)接軸上。而用位移傳感器就會(huì)在設(shè)定的位置準(zhǔn)確的停下來(lái)。

（3）安全，自動(dòng)換輥不需要操作人員在現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)設(shè)備動(dòng)作。避免出現(xiàn)人員的安全事故。

參考文獻(xiàn)：

[1]西門(mén)子TDC編程即應(yīng)用指南[S].北京：航空航天大學(xué)出版社.

[2]SIMATIC TDC ——應(yīng)用手冊(cè)[S].

作者簡(jiǎn)介：牛守興（1983-），男，遼寧蓋州人，學(xué)士學(xué)位，助理工程師，主要從事：熱軋軋線電氣維護(hù)工作。endprint