论文部分内容阅读
[摘 要]冷轧重卷检查机组是冷轧生产线比较重要的工序，一定程度上影响钢卷的质量，因此，加强冷轧重卷机组的研究具有重要意义。本文对冷轧重卷检查机组PLC控制优化策略进行探讨，以期为提高冷轧重卷检查机组工作效率与质量提供参考。
[关键词]冷轧重卷检查机组 PLC控制 优化策略
中图分类号：TG335.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0017-01
重卷检查机组包括的构件较多，长度长于重卷机组，而且中央部分无张力辊，一定程度上影响生产稳定性。近年来，PLC技术发展迅速，被广泛应用在生产活动中，不仅提高了企业生产管理效率，而且提高产品质量，因此，应结合冷轧重卷检查机组实际，采用PLC对其进行优化控制，以显著提高控制水平与效果。接下来从开卷机、机组停车、圆盘剪处以及带头卷取四个方面对PLC控制优化策略进行分析。
一、开卷机PLC控制优化策略分析
因机组中不存在张力计，因此使用开环张力控制方式对卷取机、开卷机的张力进行控制，这种控制方式无法实现张力实际值的反馈，通常在设定速度值的基础上加上另外的附加速度，速度调节器因此能够达到饱和，而后借助转矩限幅的发送对传动转矩进行控制。
一般情况下，机组正式投产前，受机组比较长的影响对卷取机、开卷机实施张力控制。传动装置受PLC下发转矩限幅影响，同时，含有附加速度的速度设定也由PLC下发。机组运行时中央段下压的仅有夹送纠偏辊，以达到将出口、入口两段张力隔断的目标。不过纠偏夹送辊功率比较小，且没有包角，因此无法将出入口张力隔断，受卷取机与开卷机张力的影响，导致运行的稳定性较差，尤其带钢时抖动较为严重。为避免开卷机、卷取机同时进行张力控制造成较大抖动情况的发生，可在机组焊接结束后将切卷机转换成速度控制。
机组进行穿带时，应注重开卷机速度与张力的设定，其中转速设定按照公式：（工艺速度+机组线速度）×减速比/辊径，进行设定。转矩按照公式：摩擦惯量+张力转矩，进行设定。当焊接结束后全线投入运行时设定开卷机速度与张力时应依据以下公式进行，利用公式减速比×机组线速度/辊径对转速进行设定。设定转矩时，使其与最大转矩限幅数值保持一致即可。
另外，利用相关程序软化处理速度与张力的切换，当机组全部运行后逐级延时撤掉开卷机张力，并对速度控制设定进行斜坡处理。
二、机组停车PLC控制优化策略分析
重卷检查机组运行期间，只有卷取机负责张力的控制。实际生产时受其他因素影响，机组可能中途中断。尤其当在低速状态下暂停时，传动辊压辊会处于压下状态。当机组停止后，传动装置中除卷取机外控制使能均会消失，而且抱闸处于关闭状态，机组入口段及中央段的张力无法保持。当机组重新启动后会产生一定的波动，原因在于传动装置收到使能信号后，抱闸并非立即打开，机组张力由出口至入口稳定需经过一段时间，期间机组抖动较为严重，划伤带钢表面，给带钢产品质量产生不利影响。
为有效避免上述不良情况的出现，当机组需进行暂停操作时，应确保传动辊控制使能仍能够很好的保持。而且当机组重新启动时，速度给定发出后传动装置应能及时响应，缩短稳定时间。另外，如机组停止时间稍长，应清除传动装置及开卷机的控制使能。例如，判断机组停止时间是否超过30min，当超过时清除使能，反之，机组开始运行。
三、圆盘剪处PLC控制优化策略分析
机组投产前期，遇到圆盘剪剪切效果无法满足要求的情况时，通常在出口段减掉带尾、带头的部分，浪费比较严重。分析发现这一不良现象的发生多由圆盘剪处张力不足引起。
考虑到开卷机运行期间需进行速度控制，卷取机张力经立式检查台后圆盘附近容易出现张力缺乏的现象，该种情况下，卷取机处张力相对稳定，基本能够满足相关规范标准要求。但总的来看，通过对卷取机张力的调节，无法更好的解决圆盘张力不足的问题。研究发现，与机组速度相比，使夹送纠偏辊以比较低的速度运行，可有效改善圆盘处张力缺乏的问题。因此，在PLC程序中可对夹送纠偏辊加以修正。即，依据公式：（机组线速度-修正速度）×减速比/辊径，实现对转速的设定。
采用此种控制方式对机组进行现场调试，并对速度大小进行修正，可使圆盘处剪力，满足圆盘剪剪切的实际要求，使圆盘剪切效果得以进一步提升。
四、带头卷取PLC控制优化策略
卷取机包括上卷取和下卷取两部分，其中上卷取出口摆动导板摆上，带钢经皮带助卷器带头卷取依据逆时针方向进行，而下卷取刚好与其相反。不同的卷取方式卷取效果并不相同。例如，当卷径比较小时采用上卷取方式可获得较好效果，而下卷取容易出现带钢打滑情况。
卷取前，带钢经静电涂油机进行涂油操作，导致带钢打滑的机率大大增加。研究发现，当卷径比较小时下卷取打滑现象多因带钢包角太小引起。当上卷取带头进入到卷取机中，机组张力建起，出口转向辊压下，促使带钢包角增加，有效避免卷取张力波动情况的发生。下卷取时出口转向辊禁止和带钢碰触。
依据工艺运行要求，机组运行后出口夹棍才打开，但经认真观察不难发现，卷取机具有较小的卷径时，如不将出口夹送辊打开，打滑现象并未显著。同时，考虑到出口夹送辊电机功率比较小时，仅在穿带时才被使用，当高速运行需保持较长时间时，电机无法承受如此大的负荷，为有效解决这一问题，应不断优化控制方法。例如，下卷取时采用压下出口夹送辊的方法将带钢打滑引起的张力波动消除。同时，对上限速加以控制，有效防止出口夹送辊电机具有较大功率，如此不仅带钢打滑的张力波动得到有效解决，而且很好的满足机械设备设计目标要求。
五、PLC控制优化策略应用注意事项
为实现PLC控制优化控制策略充分发挥优势，为冷轧重卷检查机组的稳定、安全工作创造良好条件，在采取PLC控制优化策略时还注重以下内容：
首先，考虑到冷轧重卷检查机组结构比较复杂，生产过程中经过的环节较多，因此，在运用PLC控制优化策略时应将重点放在影响产品质量较为严重的环节上。同时，注重一些细节问题，根据冷轧重卷检查机组实际状况，努力寻找PLC控制优化策略与实际机组的契合点，达到两者间的良好融合。其次，考虑到机组的控制对技术人员的专业水平要求较高，因此，采用控制优化控制策略时，应有综合技能扎实的权威认识进行充分的论证，确保控制优化策略的可行性。同时，在具体操作时应给予技术人员专门的技术培训，使其严格按照规范标准实施生产。最后，技术人员应根据PLC控制优化策略具体实施效果，不断的总结与反思，寻找改进与提升控制优化策略质量与水平的办法，为机组更好的运行创造良好的条件。
六、总结
冷轧重卷检查机组电气控制实现过程中，不可避免的受到一些因素的影响，尤其在投产的初期出现的问题严重影响生产质量。因此，应结合机组实际工作情况，注重从开卷机、机组停车、圆盘剪处以及带头卷取方面入手采用相关的PLC控制优化策略，不断提高机组速度及张力控制效果，提高了产品加工质量，避免材料的浪费，对解决成本促进企业长远发展具有积极的推动意义。
参考文献
[1] 佟永祥.宝钢1550冷轧重卷及检查机组PLC控制系统[J].电气自动化，2007，04：74-76.
[2] 肖文照，孙国明，侯煜.冷轧重卷机组带钢边部压痕分析与解决方案[J]. 机械工程师，2013，04：135-136.
[3] 窦刚，郭振文.冷轧重卷机组预防带钢表面质量缺陷的优化设计[A]. 中国金属学会.2012年全国轧钢生产技术会论文集（上）[C].中国金属学会：，2012：5.
[4] 何春鸿.重卷机组速度和张力的控制策略及应用[J].自动化与仪器仪表，2008，05：26-29.
[关键词]冷轧重卷检查机组 PLC控制 优化策略
中图分类号：TG335.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0017-01
重卷检查机组包括的构件较多，长度长于重卷机组，而且中央部分无张力辊，一定程度上影响生产稳定性。近年来，PLC技术发展迅速，被广泛应用在生产活动中，不仅提高了企业生产管理效率，而且提高产品质量，因此，应结合冷轧重卷检查机组实际，采用PLC对其进行优化控制，以显著提高控制水平与效果。接下来从开卷机、机组停车、圆盘剪处以及带头卷取四个方面对PLC控制优化策略进行分析。
一、开卷机PLC控制优化策略分析
因机组中不存在张力计，因此使用开环张力控制方式对卷取机、开卷机的张力进行控制，这种控制方式无法实现张力实际值的反馈，通常在设定速度值的基础上加上另外的附加速度，速度调节器因此能够达到饱和，而后借助转矩限幅的发送对传动转矩进行控制。
一般情况下，机组正式投产前，受机组比较长的影响对卷取机、开卷机实施张力控制。传动装置受PLC下发转矩限幅影响，同时，含有附加速度的速度设定也由PLC下发。机组运行时中央段下压的仅有夹送纠偏辊，以达到将出口、入口两段张力隔断的目标。不过纠偏夹送辊功率比较小，且没有包角，因此无法将出入口张力隔断，受卷取机与开卷机张力的影响，导致运行的稳定性较差，尤其带钢时抖动较为严重。为避免开卷机、卷取机同时进行张力控制造成较大抖动情况的发生，可在机组焊接结束后将切卷机转换成速度控制。
机组进行穿带时，应注重开卷机速度与张力的设定，其中转速设定按照公式：（工艺速度+机组线速度）×减速比/辊径，进行设定。转矩按照公式：摩擦惯量+张力转矩，进行设定。当焊接结束后全线投入运行时设定开卷机速度与张力时应依据以下公式进行，利用公式减速比×机组线速度/辊径对转速进行设定。设定转矩时，使其与最大转矩限幅数值保持一致即可。
另外，利用相关程序软化处理速度与张力的切换，当机组全部运行后逐级延时撤掉开卷机张力，并对速度控制设定进行斜坡处理。
二、机组停车PLC控制优化策略分析
重卷检查机组运行期间，只有卷取机负责张力的控制。实际生产时受其他因素影响，机组可能中途中断。尤其当在低速状态下暂停时，传动辊压辊会处于压下状态。当机组停止后，传动装置中除卷取机外控制使能均会消失，而且抱闸处于关闭状态，机组入口段及中央段的张力无法保持。当机组重新启动后会产生一定的波动，原因在于传动装置收到使能信号后，抱闸并非立即打开，机组张力由出口至入口稳定需经过一段时间，期间机组抖动较为严重，划伤带钢表面，给带钢产品质量产生不利影响。
为有效避免上述不良情况的出现，当机组需进行暂停操作时，应确保传动辊控制使能仍能够很好的保持。而且当机组重新启动时，速度给定发出后传动装置应能及时响应，缩短稳定时间。另外，如机组停止时间稍长，应清除传动装置及开卷机的控制使能。例如，判断机组停止时间是否超过30min，当超过时清除使能，反之，机组开始运行。
三、圆盘剪处PLC控制优化策略分析
机组投产前期，遇到圆盘剪剪切效果无法满足要求的情况时，通常在出口段减掉带尾、带头的部分，浪费比较严重。分析发现这一不良现象的发生多由圆盘剪处张力不足引起。
考虑到开卷机运行期间需进行速度控制，卷取机张力经立式检查台后圆盘附近容易出现张力缺乏的现象，该种情况下，卷取机处张力相对稳定，基本能够满足相关规范标准要求。但总的来看，通过对卷取机张力的调节，无法更好的解决圆盘张力不足的问题。研究发现，与机组速度相比，使夹送纠偏辊以比较低的速度运行，可有效改善圆盘处张力缺乏的问题。因此，在PLC程序中可对夹送纠偏辊加以修正。即，依据公式：（机组线速度-修正速度）×减速比/辊径，实现对转速的设定。
采用此种控制方式对机组进行现场调试，并对速度大小进行修正，可使圆盘处剪力，满足圆盘剪剪切的实际要求，使圆盘剪切效果得以进一步提升。
四、带头卷取PLC控制优化策略
卷取机包括上卷取和下卷取两部分，其中上卷取出口摆动导板摆上，带钢经皮带助卷器带头卷取依据逆时针方向进行，而下卷取刚好与其相反。不同的卷取方式卷取效果并不相同。例如，当卷径比较小时采用上卷取方式可获得较好效果，而下卷取容易出现带钢打滑情况。
卷取前，带钢经静电涂油机进行涂油操作，导致带钢打滑的机率大大增加。研究发现，当卷径比较小时下卷取打滑现象多因带钢包角太小引起。当上卷取带头进入到卷取机中，机组张力建起，出口转向辊压下，促使带钢包角增加，有效避免卷取张力波动情况的发生。下卷取时出口转向辊禁止和带钢碰触。
依据工艺运行要求，机组运行后出口夹棍才打开，但经认真观察不难发现，卷取机具有较小的卷径时，如不将出口夹送辊打开，打滑现象并未显著。同时，考虑到出口夹送辊电机功率比较小时，仅在穿带时才被使用，当高速运行需保持较长时间时，电机无法承受如此大的负荷，为有效解决这一问题，应不断优化控制方法。例如，下卷取时采用压下出口夹送辊的方法将带钢打滑引起的张力波动消除。同时，对上限速加以控制，有效防止出口夹送辊电机具有较大功率，如此不仅带钢打滑的张力波动得到有效解决，而且很好的满足机械设备设计目标要求。
五、PLC控制优化策略应用注意事项
为实现PLC控制优化控制策略充分发挥优势，为冷轧重卷检查机组的稳定、安全工作创造良好条件，在采取PLC控制优化策略时还注重以下内容：
首先，考虑到冷轧重卷检查机组结构比较复杂，生产过程中经过的环节较多，因此，在运用PLC控制优化策略时应将重点放在影响产品质量较为严重的环节上。同时，注重一些细节问题，根据冷轧重卷检查机组实际状况，努力寻找PLC控制优化策略与实际机组的契合点，达到两者间的良好融合。其次，考虑到机组的控制对技术人员的专业水平要求较高，因此，采用控制优化控制策略时，应有综合技能扎实的权威认识进行充分的论证，确保控制优化策略的可行性。同时，在具体操作时应给予技术人员专门的技术培训，使其严格按照规范标准实施生产。最后，技术人员应根据PLC控制优化策略具体实施效果，不断的总结与反思，寻找改进与提升控制优化策略质量与水平的办法，为机组更好的运行创造良好的条件。
六、总结
冷轧重卷检查机组电气控制实现过程中，不可避免的受到一些因素的影响，尤其在投产的初期出现的问题严重影响生产质量。因此，应结合机组实际工作情况，注重从开卷机、机组停车、圆盘剪处以及带头卷取方面入手采用相关的PLC控制优化策略，不断提高机组速度及张力控制效果，提高了产品加工质量，避免材料的浪费，对解决成本促进企业长远发展具有积极的推动意义。
参考文献
[1] 佟永祥.宝钢1550冷轧重卷及检查机组PLC控制系统[J].电气自动化，2007，04：74-76.
[2] 肖文照，孙国明，侯煜.冷轧重卷机组带钢边部压痕分析与解决方案[J]. 机械工程师，2013，04：135-136.
[3] 窦刚，郭振文.冷轧重卷机组预防带钢表面质量缺陷的优化设计[A]. 中国金属学会.2012年全国轧钢生产技术会论文集（上）[C].中国金属学会：，2012：5.
[4] 何春鸿.重卷机组速度和张力的控制策略及应用[J].自动化与仪器仪表，2008，05：26-29.