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        軋鋼鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)的自控技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用

        2021-07-01 09:54:22武濤
        商品與質(zhì)量 2021年24期
        關(guān)鍵詞:設(shè)備

        武濤

        張家口宣鋼機(jī)電工程有限公司 河北張家口 075100

        某軋鋼廠熱送區(qū)域是將需入爐的熱坯以單批次四根的方式,通過(guò)煉鋼廠與軋鋼廠連接的連鑄輥道送至軋鋼廠熱坯接料等待區(qū),再由數(shù)個(gè)電機(jī)傳動(dòng)的往復(fù)鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)與其他設(shè)備將熱坯送至加熱爐爐前輥道,最終入爐,經(jīng)短時(shí)加熱后供給軋線進(jìn)行軋制[1]。

        在該熱送區(qū)域設(shè)備投入使用一段時(shí)間后,鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)的故障率居高不下,不僅增大了日常維護(hù)難度及維護(hù)工作量,而且嚴(yán)重影響了產(chǎn)線的正常生產(chǎn),增加了生產(chǎn)成本。通過(guò)分析研究,發(fā)現(xiàn)造成鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)的高故障率原因有二:其一,鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)原設(shè)計(jì)安裝的接近開(kāi)關(guān)位置與接觸熱坯的鏈槽頂部距離不足20CM。長(zhǎng)時(shí)間的輸送熱坯,會(huì)使接近開(kāi)關(guān)處形成高溫,導(dǎo)致接近開(kāi)關(guān)極易被燒毀變形,產(chǎn)生誤信號(hào),易使鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)撥爪沖出機(jī)械限位,損壞設(shè)備;其二,由于移鋼機(jī)撥爪鏈條長(zhǎng)時(shí)間往復(fù)運(yùn)行,會(huì)對(duì)鏈輪輪齒產(chǎn)生機(jī)械磨損,使之變薄,導(dǎo)致裝有撥爪的鏈條橫向擺動(dòng)幅度變大,進(jìn)而造成鏈條上焊接的擋鐵與接近開(kāi)關(guān)間距過(guò)大,使接近開(kāi)關(guān)失效;或發(fā)生擋鐵碰撞、切削接近開(kāi)關(guān)的現(xiàn)象,致使接近開(kāi)關(guān)損壞,移鋼機(jī)故障停機(jī)。

        通過(guò)對(duì)鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)的控制方法進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用,解決了頻繁造成設(shè)備停機(jī)的故障因素,提高了該條產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

        1 總體思路

        由于此種往復(fù)鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)運(yùn)行速度較慢,對(duì)控制精度要求不高,結(jié)合工藝流程及設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,須改變熱坯鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)的控制方式,即由原來(lái)的四個(gè)接近開(kāi)關(guān)定位控制方法改為一對(duì)對(duì)射光電開(kāi)關(guān)信號(hào)位置計(jì)算控制方法。此控制方法的優(yōu)點(diǎn)如下:對(duì)射光電開(kāi)關(guān)相較于接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)距離遠(yuǎn),不易被設(shè)備運(yùn)動(dòng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)撞擊損壞;安裝位置距離熱坯較遠(yuǎn),不易被熱坯帶來(lái)的高溫環(huán)境影響,使用壽命較長(zhǎng);使用單個(gè)數(shù)字量輸入,降低現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)元件維護(hù)量及故障率,有效提升設(shè)備的連續(xù)正常運(yùn)行時(shí)長(zhǎng),滿足設(shè)備安穩(wěn)運(yùn)行常態(tài)化的工藝要求。

        2 技術(shù)實(shí)施方案

        (1)在移鋼機(jī)電機(jī)傳動(dòng)側(cè)的主動(dòng)或被動(dòng)軸中的鏈輪兩側(cè)安裝對(duì)射光電開(kāi)關(guān)(示意圖如圖1所示),通過(guò)檢測(cè)鏈輪輪齒,使對(duì)射光電開(kāi)關(guān)產(chǎn)生信號(hào)變化,并將信號(hào)引至PLC數(shù)字量輸入模塊中。

        圖1 光電開(kāi)關(guān)安裝位置示意圖

        (2)通過(guò)利用移鋼機(jī)電機(jī)前進(jìn)、后退反饋與對(duì)射光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)鏈輪齒數(shù)計(jì)數(shù),設(shè)計(jì)編寫(xiě)PLC程序(以西門(mén)子S7-300系列PLC為例):①移鋼機(jī)初始位需在移鋼機(jī)第一次運(yùn)行前標(biāo)定,將移鋼機(jī)撥爪的當(dāng)前位置值清0。②設(shè)定移鋼機(jī)的初始位(初始位位置值為0)、前進(jìn)減速位、前進(jìn)停止位、后退減速位目標(biāo)值。③在移鋼機(jī)前進(jìn)運(yùn)行時(shí),位置值計(jì)數(shù)累加;后退運(yùn)行時(shí),位置值計(jì)數(shù)累減。④當(dāng)鏈輪輪齒遮擋住對(duì)射光電開(kāi)關(guān)光軸時(shí),對(duì)射光電開(kāi)關(guān)向PLC輸出高電平;當(dāng)鏈輪齒槽轉(zhuǎn)動(dòng)至對(duì)射光電開(kāi)關(guān)光軸處時(shí),對(duì)射光電開(kāi)關(guān)向PLC輸出低電平。通過(guò)對(duì)高低電平的跳變檢測(cè)計(jì)數(shù)形成的實(shí)際值與設(shè)定目標(biāo)值的比較(如圖2所示),從而跟蹤移鋼機(jī)撥爪的實(shí)時(shí)位置,控制移鋼機(jī)電機(jī)的高、低速以及啟動(dòng)、停止[2]。⑤設(shè)定移鋼機(jī)超限位報(bào)警值,當(dāng)實(shí)際位置值超出報(bào)警閾值后,程序輸出報(bào)警信號(hào),取消移鋼機(jī)電機(jī)運(yùn)行允許命令,自動(dòng)快速停車。⑥將程序封裝至移鋼機(jī)的手、自動(dòng)程序聯(lián)鎖程序中。⑦適當(dāng)增加移鋼機(jī)電機(jī)位置環(huán)比例與速度前饋增益,減少位置跟蹤誤差量。由于采用對(duì)射光電開(kāi)關(guān)控制方式,需要移鋼機(jī)電機(jī)對(duì)啟動(dòng)、停止以及正、反轉(zhuǎn)向響應(yīng)要求比較高,否則會(huì)出現(xiàn)手動(dòng)模式下,程序計(jì)數(shù)不準(zhǔn)現(xiàn)象,進(jìn)而造成移鋼機(jī)撥爪失位,撥爪位置沖出限位或無(wú)法回到初始位的情況。為了避免此現(xiàn)象發(fā)生,需要優(yōu)化電機(jī)傳動(dòng)控制參數(shù)。以西門(mén)子S120變頻器為例,利用STARTER軟件對(duì)移鋼機(jī)電機(jī)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié):打開(kāi)移鋼機(jī)項(xiàng)目樹(shù)下的參數(shù)列表(Expert list),在右側(cè)的列表欄中選擇P1460(轉(zhuǎn)速控制器比例增益)和P1462(轉(zhuǎn)速控制器積分時(shí)間),將這兩個(gè)參數(shù)值適當(dāng)調(diào)節(jié),提升電機(jī)的跟蹤誤差。但要注意此兩個(gè)參數(shù)調(diào)整幅度不能過(guò)大,否則有可能造成電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生震蕩;選擇P1120(dRFG上升時(shí)間)和P1121(dRFG下降時(shí)間),將以上兩個(gè)參數(shù)時(shí)間值適當(dāng)降低,縮短電機(jī)啟、停的斜坡時(shí)間,使電機(jī)能夠快速響應(yīng)。

        圖2 移鋼機(jī)PLC部分程序圖

        (3)組態(tài)人機(jī)交互界面,使操作人員能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況修改移鋼機(jī)的位置參數(shù),同時(shí)可根據(jù)此參數(shù)設(shè)置移鋼機(jī)的超限位報(bào)警,保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行[3]。

        3 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)本技術(shù)的實(shí)施,不僅提高了軋線的供鋼效率,還大幅降低了備品備件消耗及移鋼機(jī)設(shè)備故障率,開(kāi)發(fā)了鏈?zhǔn)揭其摍C(jī)新的控制技術(shù),降低了維檢與操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,滿足了軋線快節(jié)奏的生產(chǎn)要求,最終保證了產(chǎn)線迎合市場(chǎng)的生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)力,并且為其它相類似生產(chǎn)線及設(shè)備控制提供了技術(shù)借鑒,具有良好的社會(huì)效益。

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