冷軋重卷檢查機(jī)組PLC控制優(yōu)化策略
冷軋重卷檢查機(jī)組是冷軋生產(chǎn)線的中間工序，其主要功能是將大鋼卷分切成外徑較小的鋼卷及檢查鋼卷表面質(zhì)量，上游機(jī)組連退線的大部分鋼卷都要運(yùn)到重卷檢查機(jī)組進(jìn)行檢查分卷，之后運(yùn)到包裝機(jī)組包裝出廠。
重卷檢查機(jī)組入口包括開卷機(jī)、入口轉(zhuǎn)向輥、矯直機(jī)、入口剪、1#夾送輥；然后機(jī)組經(jīng)焊機(jī)、月牙剪、圓盤剪、檢查室、2#夾送輥、涂油機(jī)、出口剪、出口夾送輥，到達(dá)卷取機(jī)。機(jī)組從焊機(jī)到卷取機(jī)的布置圖如圖1所示：
圖1 重卷檢查機(jī)組焊機(jī)到卷取機(jī)工藝布置圖
由于重卷檢查機(jī)組長(zhǎng)度較一般重卷機(jī)組要長(zhǎng)，且機(jī)組中央部分沒有張力輥，在生產(chǎn)的前期機(jī)組出現(xiàn)了一些不穩(wěn)定情況，但經(jīng)過PLC優(yōu)化控制，全線速度和張力達(dá)到較好控制效果。以下從四個(gè)方面闡述重卷檢查機(jī)組的PLC控制優(yōu)化策略：
1、開卷機(jī)PLC控制優(yōu)化策略
機(jī)組沒有張力計(jì)，因此開卷機(jī)、卷取機(jī)的張力控制采用開環(huán)張力控制方式，開環(huán)張力控制沒有張力實(shí)際值反饋，在速度設(shè)定值上增加附加速度，使速度調(diào)節(jié)器一直處于飽和，通過發(fā)送轉(zhuǎn)矩限幅來控制傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在這種控制方式下實(shí)際轉(zhuǎn)矩一直維持在限幅值。
在機(jī)組投產(chǎn)前期，由于機(jī)組較長(zhǎng)，開卷機(jī)和卷取機(jī)均作張力控制。傳動(dòng)裝置S120接收PLC下發(fā)的轉(zhuǎn)矩限幅，同時(shí)接收PLC下發(fā)的帶有附加速度的速度設(shè)定。機(jī)組全線運(yùn)行時(shí)，中央段只有夾送糾偏輥是壓下的，其目的是想隔斷入口和出口兩段張力。但是糾偏夾送輥功率太小且沒有包角，不能隔斷入出口張力，機(jī)組在開卷機(jī)張力和卷取機(jī)張力相互作用下，運(yùn)行過程很不穩(wěn)定，帶鋼出現(xiàn)較大抖動(dòng)。
為解決卷取機(jī)和開卷機(jī)同時(shí)做張力控制產(chǎn)生的抖動(dòng)，對(duì)開卷機(jī)的張力控制作如下處理，即當(dāng)機(jī)組焊接完成后將開卷機(jī)切換為速度控制。如圖2所示。
機(jī)組穿帶時(shí)，開 卷機(jī)的張力和速度設(shè)定如下：轉(zhuǎn)矩設(shè)定=張力轉(zhuǎn)矩+摩擦慣量；轉(zhuǎn)速設(shè)定=（機(jī)組線速度+工藝速度）×減速比/輥徑。
焊接完成全線運(yùn)行時(shí)，開卷機(jī)的張力和速度設(shè)定如下：轉(zhuǎn)矩設(shè)定=大轉(zhuǎn)矩限幅；轉(zhuǎn)速設(shè)定=機(jī)組線速度×減速比/輥徑。
張力和速度切換在程序中做軟化處理，即全線運(yùn)行后開卷機(jī)張力控制延時(shí)逐級(jí)撤去，速度控制設(shè)定變化也通過斜坡處理。
2、機(jī)組停車時(shí)PLC控制優(yōu)化策略
重卷檢查機(jī)組在運(yùn)行過程中，只有卷取機(jī)作為張力控制。在生產(chǎn)過程中，由于檢查或其他原因，機(jī)組要暫停一段時(shí)間，尤其在低速暫停時(shí)，各傳動(dòng)輥壓輥處于壓下狀態(tài)。機(jī)組暫停后，除卷取機(jī)外各傳動(dòng)裝置控制使能消失，各傳動(dòng)輥抱閘關(guān)閉，機(jī)組的中央段張力和入口段張力不能保持；重新起車時(shí)，機(jī)組會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)。這主要是由于機(jī)組重新起車時(shí)，傳動(dòng)裝置得到使能信號(hào)后，抱閘不能立即打開，機(jī)組張力從出口到入口穩(wěn)定過程需要一段時(shí)間，此時(shí)機(jī)組全線抖 動(dòng)，帶鋼表面會(huì)出現(xiàn)劃傷，影響帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量。
為解決這一問題，在機(jī)組暫停時(shí)，將開卷機(jī)以及其他傳動(dòng)輥的控制使能繼續(xù)保持。這樣能保持傳動(dòng)設(shè)備抱閘一直在打開狀態(tài)，卷取機(jī)張力控制使全線帶鋼一直處于繃緊狀態(tài)。機(jī)組重新起車時(shí)，速度給定一旦發(fā)出，全線傳動(dòng)裝置能較快地響應(yīng)，達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)當(dāng)機(jī)組長(zhǎng)期停止超過一定時(shí)間時(shí)，將開卷機(jī)以及其他傳動(dòng)輥的控制使能清除?？刂撇呗匀鐖D3所示：
3、圓盤剪處PLC控制優(yōu)化策略
在機(jī)組生產(chǎn)前期，圓盤剪的剪切效果不佳，造成帶頭、帶尾在出口段必須剪掉，產(chǎn)生較大的浪費(fèi)；前期誤認(rèn)為是圓盤剪剪切質(zhì)量有問題，通過觀察發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生該問題的主要原因是圓盤剪處張力不足。
由于開卷機(jī)在運(yùn)行時(shí)做速度控制，卷取機(jī)張力經(jīng)立式檢查臺(tái)后在圓盤剪附近出現(xiàn)張力不足。此時(shí)卷取機(jī)處的張力穩(wěn)定且基本滿足出口工藝要求，因此靠調(diào)節(jié)卷取機(jī)的張力并不能解決圓盤剪處張力不足。通過分析，如果使夾送糾偏輥以相對(duì)機(jī)組速度較低的速度運(yùn)行，圓盤剪處的張力就能改善；因此在PLC程序中給夾送糾偏輥的速度設(shè)定進(jìn)行修正。具體如下：
轉(zhuǎn)速設(shè)定=（機(jī)組線速度-修正速度）×減速比/輥徑
運(yùn)用這種控制方法，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，調(diào)節(jié)修正速度的大小，使圓盤剪處的張力滿足圓盤剪剪切所需的實(shí)際張力，圓盤剪剪切效果改善。
4、帶頭卷取時(shí)PLC控制優(yōu)化策略
重卷檢查機(jī)組卷取機(jī)分為上下卷取，上卷取穿帶時(shí)出口擺動(dòng)導(dǎo)板擺上，帶鋼經(jīng)皮帶助卷器逆時(shí)針方向進(jìn)行帶頭卷取。下卷取時(shí)出口擺動(dòng)導(dǎo)板擺下，帶鋼經(jīng)皮帶助卷器順時(shí)針進(jìn)行帶頭卷取。兩種卷取方式下，卷取效果出現(xiàn)差異，在卷徑較小時(shí)，上卷取時(shí)卷取效果較好，下卷取時(shí)出現(xiàn)帶鋼打滑現(xiàn)象。
由于帶鋼在卷取前經(jīng)靜電涂油機(jī)涂油，帶鋼打滑不可避免。經(jīng)分析，下卷取在卷徑較小時(shí)卷取打滑的主要原因是帶鋼包角太小。而上卷取時(shí)帶頭進(jìn)入卷取機(jī)后，機(jī)組建立張力，此時(shí)出口轉(zhuǎn)向輥（見圖1）壓下，使帶鋼包角變大，可以改善帶鋼打滑造成的卷取張力波動(dòng)。下卷取時(shí)，出口轉(zhuǎn)向輥不能與帶鋼接觸。
根據(jù)工藝要求，出口夾送輥在機(jī)組運(yùn)行后打開。通過觀察發(fā)現(xiàn)卷取機(jī)卷徑較小時(shí)，如果出口夾送輥不打開，打滑現(xiàn)象就不太明顯。但是由于出口夾送輥電機(jī)功率較小，只能穿帶時(shí)投入使用，如果長(zhǎng)期處于高速運(yùn)行，電機(jī)并不能承受這種較大的負(fù)荷，為解決這一問題總結(jié)出一個(gè)優(yōu)化的控制方法，如圖4所示：
下卷取時(shí)通過在卷徑較小時(shí)壓下出口夾送輥的方法消除了帶鋼打滑造成的張力波動(dòng)，同時(shí)通過控制上限速，避免出口夾送輥電機(jī)功率過大，既解決了帶鋼打滑引起的張力波動(dòng)，又滿足了機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)能力。
5、結(jié)語
冷軋重卷檢查機(jī)組電氣控制受到各種因素的影響，在生產(chǎn)的初期經(jīng)常出現(xiàn)一些不利于生產(chǎn)的因素。通過PLC控制策略的調(diào)整，改善了機(jī)組的張力和速度控制效果，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和成材率，滿足了機(jī)組的產(chǎn)量要求。
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