昆钢棒材

昆钢棒材冷飞剪剪切控制功能的改进和完善

内容摘要：本文介绍了冷飞剪的控制原理，主要叙述了昆钢棒材冷飞剪剪切控制功能的改进和完善。通过对冷飞剪控制功能的改进和完善，使冷飞剪剪切倍尺的精度大大的提高，直接提高了产品的成材率，为生产企业带来了巨大

内容摘要：本文介绍了冷飞剪的控制原理，主要叙述了昆钢棒材冷飞剪剪切控制功能的改进和完善。通过对冷飞剪控制功能的改进和完善，使冷飞剪剪切倍尺的精度大大的提高，直接提高了产品的成材率，为生产企业带来了巨大的经济效益。

关键词：倍尺剪LPP 辊径优先测量优先

前言

昆钢棒材生产线始建于2004年，该条生产线由12套PLC组成，完成各区域控制，其中主轧线控制系统配备两级自动化系统，通过三类通讯网络连接，组成资源共享的分布式计算机控制系统。该控制系统是以美国GE公司90-70、90-30系列可编程控制器(PLC)为核心，控制信息和系统状态信息通过监控网(ETHERNET)、传动网(PROFIBUS-DP)和分布式I/O网(GENIUS网)交换。冷飞剪（也称为倍尺剪）电气控制系统为控制及传动一体化的产品，其可编程控制器(PLC)采用美国通用电气公司的GE90-30型，安装在传动控制柜中；传动部分采用了美国GE公司的DV300。冷飞剪的基本原理就是通过采集相关的现场信号，送至剪子PLC程序，经PLC程序的计算和执行发出剪切信号送至传动装置以驱动倍尺剪执行启动、剪切和复位这一动作周期并做往复执行。在投产使用近两年时间以后发现，由于检测元件以及现场其他一些非人为因素的影响造成倍尺剪的误动作或者不动作，引起倍尺剪切的长度或长或短甚至于不剪切倍尺现象时有发生。由于轧线采用的是顺控的模式和思路，倍尺剪动作的异常直接导致了下游设备裙板分钢和冷床的运动过程，同时还会引发堆钢造成对设备的损坏，加大了精整区工人的劳动强度，由此造成的停车将直接影响生产作业率和产品成材率等经济指标，日益成为抑制生产顺利有序进行的瓶颈。基于上述原因决定对其做出相应的改进和完善，通过改造我们要达到预期的目的，保证正常的剪切并提高剪切的精度，同时也抑制了外界环境因素造成的不利影响，实现、

一．冷飞剪测长原理

冷飞剪的关键设备是剪前两个热金属探测器

冷飞剪测长原理是由PLC计算LPP（每个脉冲所代表的长度），剪切长度设定值由PLC换算成脉冲个数，当钢头到2#热检时计数器2开始计数，达计数值后给传动发送剪切命令切钢。计算LPP使用两种方法：辊经优先和测量优先

1．辊径优先：利用轧机出口机架的辊径和减速比来直接计算即

LPP=3.1415926*Ｄ/(1024*K1) 其中：Ｄ为轧机出口机架的轧辊辊径，K1为轧机出口机架齿轮箱的减速比。

2．测量优先：利用剪前的两个热检。当每根钢头部到1#热检时，PLC计数器1从0开始计数，当钢头部2#热检时捕捉计数器中的值假定为n，每次测得的LPP=L/n ，取10个LPP 的平均值

经过较长时间的观察发现，倍尺剪不剪切或是剪切长度与设定值有较大的出入，主要是与轧制速度和剪前的热检信号有直接的联系。因此我们改造就从这些方向入手。服务于生产的目的。

二、剪切动作的完善和改造

首先，更换冷飞剪测长的关键设备：两个热金属探测器。热金属探测器由继电器输出换成NPN输出的DANIELI ID2000型热金属探测器，提高检测设备的可靠性。

其次，对剪切程序进行修改和完善。保证在剪前两个信号出现问题的时候保证倍尺剪正常动

作。我们根据设备来确定末架轧机与两个热检探测器的距离然后根据轧制速度来确定末架轧机有钢到两个热检响应的时间分别是多少。机架有钢且达到两个热检的响应时间时，控制系统中的高速计数器正常清零、计数；当计数的设定值一到则发出剪切脉冲沿，通过轴定位模块送出一模拟电压量到传动系统，从而实现正常的剪切。如果热金属探测器中的一个或二个在应当响应的时候没有响应，从而造成高速计数器不能正常取值，就不能实现正常剪切。于是我们就又添加了一个动作信号，这个信号的动作原理是无论外部采集的信号正常与否，在机架有钢时，倍尺剪到达正常剪切的时间内而没有剪切动作的时候直接将正常剪切复位掉而发出一个单剪切的动作信号，驱动倍尺剪切钢来完成剪切动作。

此外，我们还在程序中做了两个计数器，分别对两个热金属检测器的误动作进行计数，以便于我们在实际工作中来分析确定元件的好坏，和受到外界的影响而造成信号采集有误，为我们的日常检修维护工作提供依据.这样就避免了由于两个热金属探测器采集信号有误或元件本身有问题而造成的不切倍尺的现象。到目前为止，我们已经能够实现了每一次倍尺的剪切，但是剪切后的倍尺忽长忽短还是个问题，下面我们就来介绍一下通过造是如何提高剪切精度的。

三、剪切精度的完善和改进

首先，更换剪冷飞测长的关键设备：两个热金属探测器。并对2#热金属探测器进行了移位，重新测量1#热检与2#热检间及2#热检与剪刃闭合点的距离，最大限度的消除人为误差。热金属探测器由继电器输出换成NPN输出的DANIELI ID2000型热金属探测器。使热检信号的响应速度更加灵敏。使LPP更准确，从而提高了倍尺精度。

其次，棒材生产线倍尺剪正常剪切采用的是两种方式：一种是测量LPP值优先，一种是工作辊径优先。在采用测量优先的计算方式时为了提高倍尺长度准确，原程序是通过采集脉冲当量后求算术平均值作为执行剪切的脉冲当量，最终是取十次的测量值做平均并且进行刷新来完成。但是由于轧机存在换品种更换轧槽、轧辊和对轧制速度进行调整的现象，会对LPP值的采集产生一些影响，造成倍尺或长或短存在误差从而影响生产经济指标。针对这种情况我们采用了一种较为稳妥的方式和思路，简单地说就是为采集脉冲当量值设限来提高倍尺优化剪切的精度。新编写的逻辑程序所要达到的目的就是如此，首先最先测取的五个LPP 值暂不调用，依然按原程序执行剪切。待到产品质量调整好且轧制速度亦达到稳定后，测取的新的脉冲当量值与以前的LPP平均值做比较，如果新的LPP值在99%―101%之间则参与LPP平均值的计算，如果超出此范围则不采用这个LPP值而采用上一根钢的LPP值剪切，这样就保证了倍尺钢的剪切精度。

不过此次采集的误差超限的LPP仍然会送到PLC，此值依然会参与LPP平均值一的计算；为避免这种情况的发生，我们就把这个新采集的LPP值与原LPP值做比较，将所得的偏差与这个LPP值相加，令其等于被采用的LPP平均值后，在送入PLC程序参与计算。这样

一来就实现了我们改造的目的。

结束语：通过对冷飞剪控制功能的改进和完善，使冷飞剪剪切倍尺的精度大大的提高，并且再也没有因为倍尺剪不切造成停车而减少轧机的作业时间，使生产作业率受到限制。进入轧线的钢坯除正常切头切尾的损耗，全部轧制剪切为成品，直接提高了产品的成材率，为生产企业带来了巨大的经济效益。