劉軍剛　李　昌　魏軍廣　路榮杰　劉　青　李傳鵬

(山鋼集團(tuán)萊蕪分公司寬厚板事業(yè)部，山東271104)

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寬厚板垛板機(jī)控制程序優(yōu)化

劉軍剛李昌魏軍廣路榮杰劉青李傳鵬

(山鋼集團(tuán)萊蕪分公司寬厚板事業(yè)部，山東271104)

摘要：論述了垛板機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和生產(chǎn)工藝。針對(duì)垛板機(jī)存在的定位不準(zhǔn)、生產(chǎn)效率低等問(wèn)題，提出了解決措施。

為保證寬厚板產(chǎn)品鋼板表面質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，各鋼廠普遍使用垛板機(jī)進(jìn)行鋼板的吊裝上料生產(chǎn)。電磁垛板機(jī)的使用，大大提高了鋼板表面質(zhì)量和工作效率[1]。

1　垛板機(jī)功能及存在問(wèn)題

我公司熱處理車間1#、2#、3#垛板機(jī)主要功能是將鋼板從堆垛位上準(zhǔn)確吸起單張或多張鋼板，吊運(yùn)至輥道上準(zhǔn)確單張釋放鋼板，反之亦然；4#垛板機(jī)主要功能是將鋼板從輥道上準(zhǔn)確吸起單張鋼板或多張鋼板，吊運(yùn)至垛位上準(zhǔn)確多張釋放鋼板。電磁系統(tǒng)包括3部分：安裝在垛板機(jī)上的電磁吸盤、安裝在車間內(nèi)的電磁柜和安裝在垛板機(jī)附近的操作箱及遠(yuǎn)程站。

熱處理車間的4臺(tái)垛板機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中存在以下問(wèn)題：

(1)垛板機(jī)平移和下降定位不準(zhǔn)。垛板機(jī)目前的平移和下降靠相關(guān)編碼器控制，編碼器運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)后，存在較大的累積誤差。垛板機(jī)無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的平移和下降定位，存在較大的安全隱患。

(2)1#、2#、3#垛板機(jī)下場(chǎng)地利用不充分。上料生產(chǎn)時(shí)為防止垛板機(jī)和行車相撞，不能安全進(jìn)行組料，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)節(jié)奏，制約了車間的產(chǎn)能。

2　工藝功能要求

1#、2#、3#、4#垛板機(jī)為剛性電磁掛梁跺板機(jī)，相應(yīng)的配備4套起吊鋼板長(zhǎng)度3m～24m的電磁吸盤。技術(shù)參數(shù)如下：

(1)吊運(yùn)鋼板溫度：常溫。

(2)吊運(yùn)鋼板規(guī)格：厚度為5mm～150mm；寬度為1 500mm～4 150mm；長(zhǎng)度：3 000mm～24 000mm。

(3)吊運(yùn)鋼板數(shù)量: 單張吊運(yùn)或多張吊運(yùn)(最多5張，不超過(guò)50mm)。

(4)吊運(yùn)鋼板重量:單張鋼板的最大重量為32t，鋼板的最大單重為3 850kg/m。電磁吸盤對(duì)應(yīng)不同鋼板的厚度范圍可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)磁。電磁吸盤位置固定，不需要調(diào)整。

(5)單臺(tái)電磁吸盤重量不超過(guò)900kg。垛板機(jī)設(shè)備的尺寸滿足現(xiàn)場(chǎng)鋼板生產(chǎn)的要求。磁盤數(shù)量為每臺(tái)垛板機(jī)10塊，磁盤尺寸為300mm×350mm×2 600mm。碼垛電磁單元與垛板機(jī)配套，每臺(tái)垛板機(jī)的電磁吸盤隨垛板機(jī)械手一同做升降、平移運(yùn)動(dòng)。垛板機(jī)設(shè)備部件明細(xì)見(jiàn)表1。

(6)按照控制程序，電磁鐵得電后將單塊或幾塊鋼板從臺(tái)架或地面上吸起來(lái)，在特定程序中控制電磁鐵通電電流，以保證合適的吸力既可以吊起/放下鋼件又不影響旁邊的鋼件擺放。

(7)電磁鐵吊起單張或成層的鋼板后隨垛板機(jī)一同移動(dòng)，此時(shí)電磁吸盤全載工作，即達(dá)到滿磁狀態(tài)。當(dāng)吸盤吸著鋼件下降到碼垛床上方時(shí)，吸力減小，防止將鋼件下放時(shí)破壞已碼好的鋼垛。在釋放鋼件時(shí)，電磁系統(tǒng)短時(shí)反向的勵(lì)磁使電磁鐵去磁，保證鋼件穩(wěn)定落下。根據(jù)單張鋼和成排鋼的擺放位置切斷電磁吸盤電源。

表1　電磁鐵及PLC部分元件明細(xì)表Table 1　Detail list of electromagnet and PLC elements

3　控制方式

控制方式分為：自動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和手動(dòng)。

(1)自動(dòng)控制。選擇“自動(dòng)啟動(dòng)”開(kāi)關(guān)開(kāi)啟系統(tǒng)。電磁吸盤得電前，確認(rèn)垛板機(jī)械設(shè)備是否在工藝生產(chǎn)要求的預(yù)選擇位(需要外來(lái)控制信號(hào))。

(2)半自動(dòng)控制。在自動(dòng)方式下運(yùn)行，可以進(jìn)行手動(dòng)干預(yù)，通常是在小范圍控制區(qū)域內(nèi)執(zhí)行。

(3)手動(dòng)。通過(guò)操作箱面板開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行功能，多用于調(diào)試階段或臨時(shí)性故障處理?？墒謩?dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，現(xiàn)場(chǎng)操作箱信號(hào)直接與電磁控制柜相連。

4　優(yōu)化方案

(1)利用激光測(cè)距儀和重錘限位保證垛板機(jī)準(zhǔn)確定位。為解決垛板機(jī)平移和下降定位不準(zhǔn)的問(wèn)題，在垛板機(jī)軌道一側(cè)安裝激光測(cè)距儀，根據(jù)垛板機(jī)下方位置， 記錄激光測(cè)距儀數(shù)值，將檢測(cè)數(shù)據(jù)連到自動(dòng)化PLC中，當(dāng)垛板機(jī)運(yùn)行到位后，自動(dòng)停止。同時(shí)，在垛板機(jī)橫梁下方增加重錘限位，當(dāng)垛板機(jī)下降到位后，重錘限位信號(hào)連到自動(dòng)化PLC中，垛板機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)行。通過(guò)激光測(cè)距儀和重錘限位的使用，避免了編碼器的累積誤差，實(shí)現(xiàn)了垛板機(jī)的準(zhǔn)確定位。

(2)根據(jù)厚板極限規(guī)格劃分垛板機(jī)下場(chǎng)地。優(yōu)化后的垛板機(jī)下場(chǎng)地劃分為4行共8個(gè)垛位，具體劃分如圖1所示。當(dāng)鋼板長(zhǎng)度小于12m時(shí)，可南北分別放置；當(dāng)鋼板長(zhǎng)度大于12m時(shí)，作為4個(gè)長(zhǎng)垛位使用。將以上8個(gè)垛位納入自動(dòng)化一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)管理。生產(chǎn)時(shí)，垛板機(jī)根據(jù)三級(jí)下達(dá)的生產(chǎn)命令和鋼板尺寸，可以自動(dòng)選擇目標(biāo)垛位。

設(shè)定鋼板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，根據(jù)鋼板長(zhǎng)度，在垛板機(jī)控制程序中自動(dòng)選擇垛板機(jī)磁塊數(shù)量，見(jiàn)表2。

D11-1D11-2D12-1D12-2D13-1D13-2拋丸機(jī)輸入輥道D14-1D14-2

表2　自動(dòng)選擇垛板機(jī)磁塊數(shù)量Table 2　Automatic selection of piler electromagnet quantity

5　結(jié)論

經(jīng)過(guò)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了垛板機(jī)平移和下降的準(zhǔn)確定位，平移和下降參數(shù)可長(zhǎng)時(shí)間使用，避免了職工經(jīng)常修改的麻煩，有效防止了安全隱患的發(fā)生。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了垛板機(jī)磁塊的自動(dòng)選擇，提高了生產(chǎn)效率。垛板機(jī)下垛位優(yōu)化后，實(shí)現(xiàn)了垛板機(jī)上料和組料工作的同時(shí)進(jìn)行。經(jīng)測(cè)算，三個(gè)垛板機(jī)產(chǎn)量由改造前的30萬(wàn)噸/年提高到50萬(wàn)噸/年，較改造前提高了近70%。

參考文獻(xiàn)

[1]張麗.寬厚板碼垛機(jī)自動(dòng)控制模型的研究與實(shí)現(xiàn)[J].電氣傳動(dòng)，2012(6)：54-56.

編輯傅冬梅

關(guān)鍵詞：垛板機(jī)；控制；優(yōu)化

OptimizationofWideandThickSheetPilerControlProgram

LiuJungang,LiChang,WeiJunguang,LuRongjie,LiuQing,LiChuanpeng

Abstract：Structural features and process technique of piler have been described. Solutions have been raised in terms of issues of inaccurate location and lower production efficiency of piler.

Key words：piler; control; optimization

收稿日期：2015—02—28

中圖分類號(hào)：TG333.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B