簡(jiǎn)燈明

摘要：現(xiàn)有棒材生產(chǎn)線物料跟蹤僅能實(shí)現(xiàn)從上料臺(tái)架開(kāi)始，沿軋制工藝跟蹤到軋機(jī)，之后的生產(chǎn)工藝，從冷床輸入輥道至稱重等工藝過(guò)程均為人工跟蹤，導(dǎo)致部分自動(dòng)控制功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。本文提出一種冷床區(qū)的物料跟蹤方案，可以實(shí)現(xiàn)棒材冷床區(qū)的自動(dòng)物料跟蹤，為實(shí)現(xiàn)棒材冷床收集區(qū)的部分自動(dòng)控制功能打下基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：棒材;冷床;物料跟蹤

1 前言

現(xiàn)有棒材生產(chǎn)線物料跟蹤從上料臺(tái)架開(kāi)始，以單支鋼坯（材料）為最小跟蹤單元，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)爐、爐內(nèi)、出爐、軋制等生產(chǎn)工序的自動(dòng)物料跟蹤，軋制完成后，從冷床輸入輥道開(kāi)始到倍尺剪、卸鋼滑板、冷床、對(duì)齊輥道、排鋼鏈、移鋼小車、冷床輸出輥道、定尺剪……一直到稱重等冷床收集區(qū)生產(chǎn)工藝的物料跟蹤均為為人工跟蹤。導(dǎo)致部分自動(dòng)控制功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，如自動(dòng)取樣、尾鋼自動(dòng)挑頭、自動(dòng)稱重等。

2.控制系統(tǒng)構(gòu)成

本方案充分利用現(xiàn)有硬件及控制系統(tǒng)，在冷床L1控制系統(tǒng)增加一個(gè)物料跟蹤功能塊，與現(xiàn)有L1、L2控制系統(tǒng)一起協(xié)調(diào)跟蹤由軋機(jī)軋制后進(jìn)入冷床收集的物料信息，實(shí)現(xiàn)冷床區(qū)域的物料跟蹤。

硬件主要由軋線L2過(guò)程控制系統(tǒng)、倍尺剪L1基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)、冷床L1（含物料跟蹤控制、冷床輸入輥道控制、卸鋼滑板控制、冷床步進(jìn)機(jī)構(gòu)控制、排鋼鏈控制、取料小車控制等）、L1人機(jī)接口（以下簡(jiǎn)稱HMI）等構(gòu)成。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

L1之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線聯(lián)網(wǎng)，L1與L2之間通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，確保各系統(tǒng)之間信息交互及時(shí)、暢通。

3.各控制系統(tǒng)的功能

3.1 冷床L1控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)卸鋼滑板高位信號(hào)、冷床每次步進(jìn)完成信號(hào)等，用于物料信息的跟蹤和轉(zhuǎn)移。新增物料跟蹤控制程序塊，用于冷床區(qū)物料跟蹤控制以及根據(jù)物料跟蹤結(jié)果輸出自動(dòng)取樣控制信號(hào)、自動(dòng)尾鋼挑頭控制信號(hào)和自動(dòng)按檢驗(yàn)批號(hào)分鋼、移鋼、剪切等功能。

3.2 軋線L2過(guò)程控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)向冷床L1控制系統(tǒng)提供終軋機(jī)架實(shí)時(shí)物料跟蹤信息、讀取冷床物料跟蹤信息，同步實(shí)現(xiàn)冷床物料跟蹤，為自動(dòng)打印標(biāo)牌提供數(shù)據(jù)。

3.3 倍尺剪L1控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)向冷床L1控制系統(tǒng)提供冷剪無(wú)鋼剪切、有鋼剪切等事件信號(hào)，有鋼剪切主要包括每支鋼的頭部到達(dá)信號(hào)、每個(gè)倍尺剪切完成信號(hào)、尾部離開(kāi)信號(hào)等。

4.控制原理

4.1冷床輸入輥道和卸鋼滑板的物料跟蹤。

倍尺剪L1控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)向冷床L1控制系統(tǒng)傳送每支鋼的頭部到達(dá)信號(hào)、每個(gè)倍尺剪切完成信號(hào)以及尾部離開(kāi)信號(hào)。

冷床L1控制系統(tǒng)收到頭部到達(dá)信號(hào)時(shí)，向軋線L2過(guò)程控制系統(tǒng)讀取當(dāng)前終軋機(jī)架正在軋制的物料信息（檢驗(yàn)批號(hào)）存放在剪切物料信息存儲(chǔ)單元中;收到第一個(gè)倍尺剪切完成信號(hào)時(shí)，將材料號(hào)附加一個(gè)倍尺段標(biāo)志號(hào)作為倍尺段物料信息存放在冷床輸入輥道物料信息存儲(chǔ)單元中。收到其它倍尺剪切完成信號(hào)時(shí)以同樣的邏輯進(jìn)行物料跟蹤。最后一根尾鋼為非定尺段，倍尺剪不會(huì)有剪切動(dòng)作，但可以檢測(cè)到尾鋼離開(kāi)倍尺剪信號(hào)，冷床L1控制系統(tǒng)收到該信號(hào)時(shí)，將材料號(hào)附加一個(gè)非倍尺段標(biāo)志號(hào)作為倍尺段物料信息存放在冷床輸入輥道物料信息存儲(chǔ)單元中，之后將剪切物料信息存儲(chǔ)單元中的物料信息置為空。

倍尺段和非倍尺段（統(tǒng)稱為分段材）依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)序，在冷床輸入輥道上前進(jìn)一段時(shí)間后，冷床L1控制系統(tǒng)控制卸鋼滑板下降，當(dāng)冷床輸入輥道的倍尺材掉到滑板上時(shí)隨即控制滑板上升，滑板上升到達(dá)高位時(shí)倍尺材滑落到冷床步進(jìn)機(jī)構(gòu)第一個(gè)定齒位，此時(shí)物料跟蹤程序?qū)⒗浯草斎胼伒牢锪闲畔⑥D(zhuǎn)移到冷床步進(jìn)機(jī)構(gòu)第一個(gè)定齒位的物料信息存儲(chǔ)單元中。

4.2冷床的物料跟蹤。

冷床設(shè)備包括步進(jìn)機(jī)構(gòu)、排鋼鏈、移鋼小車等設(shè)備，冷床上有若干個(gè)定齒位，分段材就放在定齒位上，每個(gè)定齒位防一段分段材，步進(jìn)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，托起定齒上的所有分段材同時(shí)前進(jìn)一個(gè)齒位，最后一個(gè)齒位的分段材則是被轉(zhuǎn)移到排鋼鏈上。排鋼鏈按照冷床步進(jìn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)節(jié)奏按預(yù)先設(shè)定的間距和根數(shù)逐根布料，然后將分段材移送一個(gè)較大步距至托料位形成料層，料層被移鋼小車托起后運(yùn)送到輸出輥道上方放下。

冷床每步進(jìn)一周（移動(dòng)一個(gè)齒距），物料跟蹤程序就將最后一個(gè)齒的物料信息（檢驗(yàn)批號(hào)）轉(zhuǎn)移到移鋼鏈?zhǔn)芰衔?，完成后再將從第一個(gè)定齒到倒數(shù)第二個(gè)定齒的物料信息按順序整塊覆蓋從第二個(gè)定齒到最后一個(gè)定齒上，之后將第一個(gè)定齒物料信息存儲(chǔ)單元中的物料信息置為空。

從排鋼鏈開(kāi)始，物料信息以檢驗(yàn)批號(hào)為最小跟蹤單元進(jìn)行跟蹤。當(dāng)最后一個(gè)定齒的物料信息（檢驗(yàn)批號(hào)）與排鋼鏈不一致時(shí)，物料跟蹤程序控制排鋼鏈將其上的分段材移送一個(gè)較大步距至托料位，同時(shí)將物料跟蹤信息也同步轉(zhuǎn)移到托料位，之后將受料位物料信息存儲(chǔ)單元中的物料信息置為空。

托料位落料位的物料信息在移鋼小車上升時(shí)被轉(zhuǎn)移到移鋼小車上，當(dāng)輸出輥道上的面積傳感器檢測(cè)到有鋼的上升沿與移鋼小車下降信號(hào)時(shí)，物料跟蹤程序?qū)⒁其撔≤嚿系奈锪闲畔⑥D(zhuǎn)移到冷床輸出輥道。

每次物料信息轉(zhuǎn)移完成后需將物料信息的源置為空。防止物料不連續(xù)時(shí)物料跟蹤信息出錯(cuò)。

5.結(jié)語(yǔ)

本方案僅實(shí)現(xiàn)了冷床區(qū)的自動(dòng)物料跟蹤，可以為自動(dòng)取樣設(shè)備自動(dòng)提供樣料的物料信息，可以為尾鋼挑頭設(shè)備提供自動(dòng)控制信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分檢驗(yàn)批號(hào)自動(dòng)排鋼;要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)稱重功能則還需要實(shí)現(xiàn)冷剪收集區(qū)的自動(dòng)物料跟蹤功能。