冷軋重卷檢查機組PLC控制優(yōu)化策略
冷軋重卷檢查機組是冷軋生產(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，上游機組連退線的大部分鋼卷都要運到重卷檢查機組進(jìn)行檢查分卷，之后運到包裝機組包裝出廠。
重卷檢查機組入口包括開卷機、入口轉(zhuǎn)向輥、矯直機、入口剪、1#夾送輥；然后機組經(jīng)焊機、月牙剪、圓盤剪、檢查室、2#夾送輥、涂油機、出口剪、出口夾送輥，到達(dá)卷取機。機組從焊機到卷取機的布置圖如圖1所示：
圖1 重卷檢查機組焊機到卷取機工藝布置圖
由于重卷檢查機組長度較一般重卷機組要長，且機組中央部分沒有張力輥，在生產(chǎn)的前期機組出現(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。以下從四個方面闡述重卷檢查機組的PLC控制優(yōu)化策略：
1、開卷機PLC控制優(yōu)化策略
機組沒有張力計，因此開卷機、卷取機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)矩限幅來控制傳動轉(zhuǎn)矩。在這種控制方式下實際轉(zhuǎn)矩一直維持在限幅值。
在機組投產(chǎn)前期，由于機組較長，開卷機和卷取機均作張力控制。傳動裝置S120接收PLC下發(fā)的轉(zhuǎn)矩限幅，同時接收PLC下發(fā)的帶有附加速度的速度設(shè)定。機組全線運行時，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，機組在開卷機張力和卷取機張力相互作用下，運行過程很不穩(wěn)定，帶鋼出現(xiàn)較大抖動。
為解決卷取機和開卷機同時做張力控制產(chǎn)生的抖動，對開卷機的張力控制作如下處理，即當(dāng)機組焊接完成后將開卷機切換為速度控制。如圖2所示。
機組穿帶時，開 卷機的張力和速度設(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=（機組線速度+工藝速度）×減速比/輥徑。
焊接完成全線運行時，開卷機的張力和速度設(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，即全線運行后開卷機張力控制延時逐級撤去，速度控制設(shè)定變化也通過斜坡處理。
2、機組停車時PLC控制優(yōu)化策略
重卷檢查機組在運行過程中，只有卷取機作為張力控制。在生產(chǎn)過程中，由于檢查或其他原因，機組要暫停一段時間，尤其在低速暫停時，各傳動輥壓輥處于壓下狀態(tài)。機組暫停后，除卷取機外各傳動裝置控制使能消失，各傳動輥抱閘關(guān)閉，機組的中央段張力和入口段張力不能保持；重新起車時，機組會出現(xiàn)較大波動。這主要是由于機組重新起車時，傳動裝置得到使能信號后，抱閘不能立即打開，機組張力從出口到入口穩(wěn)定過程需要一段時間，此時機組全線抖 動，帶鋼表面會出現(xiàn)劃傷，影響帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量。
為解決這一問題，在機組暫停時，將開卷機以及其他傳動輥的控制使能繼續(xù)保持。這樣能保持傳動設(shè)備抱閘一直在打開狀態(tài)，卷取機張力控制使全線帶鋼一直處于繃緊狀態(tài)。機組重新起車時，速度給定一旦發(fā)出，全線傳動裝置能較快地響應(yīng)，達(dá)到穩(wěn)定運行。同時當(dāng)機組長期停止超過一定時間時，將開卷機以及其他傳動輥的控制使能清除?？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；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。
由于開卷機在運行時做速度控制，卷取機張力經(jīng)立式檢查臺后在圓盤剪附近出現(xiàn)張力不足。此時卷取機處的張力穩(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機組速度較低的速度運行，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=（機組線速度-修正速度）×減速比/輥徑
運用這種控制方法，通過現(xiàn)場調(diào)試，總結(jié)經(jīng)驗，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際張力，圓盤剪剪切效果改善。
4、帶頭卷取時PLC控制優(yōu)化策略
重卷檢查機組卷取機分為上下卷取，上卷取穿帶時出口擺動導(dǎo)板擺上，帶鋼經(jīng)皮帶助卷器逆時針方向進(jìn)行帶頭卷取。下卷取時出口擺動導(dǎo)板擺下，帶鋼經(jīng)皮帶助卷器順時針進(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，上卷取時卷取效果較好，下卷取時出現(xiàn)帶鋼打滑現(xiàn)象。
由于帶鋼在卷取前經(jīng)靜電涂油機涂油，帶鋼打滑不可避免。經(jīng)分析，下卷取在卷徑較小時卷取打滑的主要原因是帶鋼包角太小。而上卷取時帶頭進(jìn)入卷取機后，機組建立張力，此時出口轉(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。下卷取時，出口轉(zhuǎn)向輥不能與帶鋼接觸。
根據(jù)工藝要求，出口夾送輥在機組運行后打開。通過觀察發(fā)現(xiàn)卷取機卷徑較小時，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功率較小，只能穿帶時投入使用，如果長期處于高速運行，電機并不能承受這種較大的負(fù)荷，為解決這一問題總結(jié)出一個優(yōu)化的控制方法，如圖4所示：
下卷取時通過在卷徑較小時壓下出口夾送輥的方法消除了帶鋼打滑造成的張力波動，同時通過控制上限速，避免出口夾送輥電機功率過大，既解決了帶鋼打滑引起的張力波動，又滿足了機械設(shè)備的設(shè)計能力。
5、結(jié)語
冷軋重卷檢查機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，滿足了機組的產(chǎn)量要求。
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