大盘卷电气自动控制系统

　　摘要: 详细介绍了攀钢集团江油长城特殊钢有限公司棒线材厂新增大盘卷项目的自动控制系统，包括工艺流程、系统组成、卷取区设备的控制功能等。目前该系统已热负荷试车成功，运行稳定、自动化程度高。

　　关键词: 大盘卷; PLC; 卷取机

　　0 引言

　　本系统是攀钢集团江油长城特殊钢有限公司

　　( 攀长特) 棒线材连轧生产线新增大盘卷工程，卷取区新增在冷床区出口，卷取区在整个生产线的 地位是至关重要的，这个区域自动化水平的高低， 直接关系到车间的产量和产品的质量。本文以

　　2017 年 12 月投产的卷取区为例，介绍其自动控制系统及卷取区设备的主要功能。

　　本自动控制系统是由电气传动控制系统、基础自动化控制系统( L1) 以及两类通信网络组成的并行运算、集中管理、分散控制、资源共享的分布式控制系统。

　　1 控制工艺

　　盘卷区主要包含飞剪、夹送辊及转辙器、卷取前夹送辊、活动导槽、螺旋管、加勒特卷取机、卸卷机、升降机、辊床、液压润滑等设备。

　　型号为 CPU 416-3PN / DP，针对基于 Profibus 网络通信的全数字变频装置而设计的全数字化控制系统。基础自动化系统与传动系统之间完全通过网络交换信息; 控制信息和系统状态信息通过监控网( Ethernet) 和分布式 I / O 网( Profibus) 交换。

　　2 控制系统设计

　　据卷取区生产工艺需要，系统采用可编程控制器 PLC( 采用 Siemens 公司 S7 系列 PLC) ，CPU

　　夹送辊夹送过程: 钢的尾部脱离上游机架前夹送辊以设定的超前率运行，此时对转矩进行限 幅; 钢的尾部一旦脱离上游机架，夹送辊按级联速度运行( 不带超前率) ，并且打开转矩限幅，实现夹送功能。当生产大规格的时候，由于钢卷较重，钢 卷离开上游轧机后和卷取机具有同步加速功能， 以确保盘卷尾段顺利进入卷取机。

　　远程 I / O 系统选用西门子 ET200M 系列产品，开关量输入输出模块选用 32 点 DI / DO 模块。接口模块选用 IM153-4，用于与现场总线的连接。设置 3 套人机监控接口系统。

　　PLC 控制系统编程软件选用 Siemens Step7 V5. 5 SP3。HMI 系统操作软件采用 Windows 7。人机接口监控系统编程软件选用 Siemens WinCC

　　3 控制功能及控制方式

　　盘卷区主要控制功能如下:

　　( 1) 卷取前夹送辊控制

　　卷取前夹送辊位于活动导槽末端，主要用于保证连轧区的来料速度恒定，以保证稳定卷取，从而取得理想的卷形，生产过程中采取全程夹送模式。

　　( 2) 活动导槽和螺旋管控制过程中，卷取板上的开槽能够通过卸卷装置伸出活动导槽起到支撑夹送辊的作用，将棒料导入升降螺旋管中，接钢时跟随螺旋管同步升降。升降螺旋管，主要对棒料进行预弯，并随转桶内钢的高度上升而上升，起到优化卷形的作用。活动导槽和升降螺旋管在正常过钢时处于同步模式，升降螺旋管为主，活动导槽跟随升降螺旋管而升降。

　　开始时升降螺旋管位于转桶内，和活动导槽 同时在低位，过钢过程中活动导槽跟随升降螺旋 管按设定速度上升。当钢的尾部进入转桶内后， 导槽和螺旋管迅速上升到高位，螺旋管旋转到离 线位，等待转桶内的钢卸走后螺旋管旋转到在线 位，活动导槽和升降螺旋管下降至低位，等待下一 根钢的到来。两者的同步是该区域的接钢关键，程序中做失步判断，当小范围失步时，落后的设备要启动加速功能，如果失步较大，容易引起堆钢事故时，启动碎断剪进行碎断。

　　( 3) 加勒特卷取机控制

　　卷取机包括转桶和卷取板两部分，主要完成卷取功能。转桶定位要实现转桶停止后，在卷取板上升的 3 个拖臂，满足定位精度在 ± 1°。转桶速度给定: 为了改善卷形，在集卷过程中转桶的速度要按照一定的三角波进行周期性振荡( 如图 3 所示) 。在 HMI 上设定振荡的高速和低速，程序根据该品种钢的直径和出口机架速度，产生对应的三角波，将速度指令传给变频装置。在 HMI 上可以设定 T1 为加速减速时间、T2 为最小速度等待时间、T3 为最大速度等待时间。

　　( 4) 卸卷机控制

　　卸卷装置的作用在于将卷取板上的盘卷移送到升降机位置进行卸钢。

　　卸卷装置有 2 个工位: 取卷位、卸卷位( 升降

　　4 结束语

　　2017 年 12 月，攀钢集团江油长城特殊钢有限公司棒线材连轧生产线新增大盘卷工程顺利通过了热负荷试车。该工程卷取区 PLC 控制系统设计合理，应用效果很好，为国内大盘卷生产线的系统设计提供了有益的参考。

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 大盘卷电气自动控制系统

文章地址： http://www.qikanvip.com/zidonghua/44893.html