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一工藝流程該系統(tǒng)

每條生產(chǎn)線由立式上料機(jī)、高速除磷機(jī)、多道被動軋機(jī)、主動軋機(jī)、輥縫調(diào)整、在線質(zhì)量檢測、中頻退火、廢鋼剪切裝置、夾送裝置、吐絲機(jī)、輸送輥道、集卷站組成。三條生產(chǎn)線配合地輥運(yùn)輸機(jī)、上料機(jī)液壓站、軋機(jī)稀油站、集卷站液壓站、卸卷站液壓站以及打包機(jī)組成系統(tǒng)。熱軋光圓盤條通過立式上料機(jī)進(jìn)入高速除磷機(jī)去除表面氧化皮，然后進(jìn)入被動軋機(jī)，由主動軋機(jī)帶動將鋼筋壓扁，主動軋機(jī)將鋼筋軋出花紋，通過輥縫調(diào)整調(diào)節(jié)壓軋量。軋出花紋的鋼筋進(jìn)中頻退火裝置對鋼筋加熱退火，通過廢鋼剪切裝置將不合格的廢鋼碎斷處理，成品鋼筋經(jīng)夾送裝置送入吐絲機(jī)。吐出的盤圓鋼筋經(jīng)輸送輥道冷卻后送入集卷站收集，成卷后的鋼筋經(jīng)地輥運(yùn)輸機(jī)送至打包機(jī)打包，最后經(jīng)卸卷站送出系統(tǒng)運(yùn)至倉庫。

二控制系統(tǒng)

1系統(tǒng)組網(wǎng)考慮到生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

以及中頻退火干擾等因素，我們選擇了市場上技術(shù)比較成熟應(yīng)用較廣的西門子系統(tǒng)。生產(chǎn)線CPU采用S7-317-2PN，地輥運(yùn)輸機(jī)和各個液壓站采用S7-315-2PN，稀油站采用S7-312C+以太網(wǎng)模塊，這樣所有的設(shè)備均能通過以太網(wǎng)連接至中控室交換機(jī)，通過中控室工程師站調(diào)試設(shè)備更改程序，通過操作員站遠(yuǎn)程操作設(shè)備，查詢各個設(shè)備的工作狀態(tài)、故障內(nèi)容等信息。在線測徑儀采用天津兆瑞公司的最新產(chǎn)品，通過以太網(wǎng)通信，能夠?qū)崟r顯示鋼筋的基圓尺寸、縱肋高度等信息，為在線質(zhì)量檢測提供了可靠保證，也為在線質(zhì)量自動調(diào)整提供了前提。所有設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)連接至主操作室交換機(jī)，實現(xiàn)實時監(jiān)控與數(shù)據(jù)交換。

2生產(chǎn)線主站與遠(yuǎn)程

IO組態(tài)生產(chǎn)線CPU采用S7-317-2PN，按照距離遠(yuǎn)近將設(shè)備分成7個從站，采用ET200S和ET200M的遠(yuǎn)程IO，所有站通過工業(yè)以太網(wǎng)與主站CPU連接，7個從站分別是上料機(jī)站、軋機(jī)站、飛剪吐絲輥道站、集卷站、中頻1站、中頻2站和中頻3站。在需要操作和監(jiān)控的地方設(shè)置了觸摸屏，采用西門子的MP277觸摸屏，通過以太網(wǎng)與主站PLC通信。

3主站PLC與變頻器

DP通信現(xiàn)場變頻器均采用偉肯NXP系列，通過調(diào)取偉肯提供的GSD文件，對各個變頻器組態(tài)。根據(jù)工藝及機(jī)械要求，包括上料機(jī)的送料小車、旋轉(zhuǎn)小車和升降臺共3臺變頻器；軋機(jī)部分1臺變頻器；廢鋼剪切裝置1臺變頻器；夾送裝置1臺變頻器；吐絲機(jī)1臺變頻器；輸送輥道8臺變頻器；集卷站的升降臺、托盤、小車3臺變頻器。共計18臺變頻器，通過DP總線實時傳遞啟停信號和速度指令。

4控制要點

4.1生產(chǎn)線自動化控制

生產(chǎn)線的自動化主要體現(xiàn)在全自動上料機(jī)、全自動集卷站、全自動地輥運(yùn)輸線上。全自動上料機(jī)從上料到送料再到換料，基本實現(xiàn)一鍵式操作，每次只需在原料接頭后按按鈕確認(rèn)即可，整機(jī)包括二十余個接近開關(guān)和五個光電開關(guān)，為自動化提供條件。全自動集卷站與全自動地輥運(yùn)輸線互相配合，實現(xiàn)自動落料，自動剪切，自動換料架，整機(jī)也有十余個接近開關(guān)和數(shù)個光電開關(guān)。全自動地輥運(yùn)輸線由百余節(jié)軌道組成，料架在運(yùn)輸線上自動運(yùn)行，完成卸料。

4.2生產(chǎn)線速度匹配

由于整條生產(chǎn)線從上料到集卷為一整條長絲，因此對生產(chǎn)線的速度匹配提出了較高要求，特別是軋機(jī)與夾送電機(jī)之間，夾送電機(jī)太快容易將鋼筋拉細(xì)，太慢又容易堆鋼，在電機(jī)的控制模式上選擇了速度控制與轉(zhuǎn)矩控制相結(jié)合的方式，滿足了控制要求。吐絲機(jī)的速度決定了產(chǎn)品的圈形大小，而且速度的快慢與圈形的大小并不是線性的關(guān)系。最終，通過生產(chǎn)實踐，吐絲機(jī)的速度采用自動調(diào)整加手動微調(diào)的方式進(jìn)行控制，滿足了產(chǎn)品質(zhì)量要求。

4.3軋機(jī)閉環(huán)控制與中頻退火

無論是生產(chǎn)線速度匹配還是中頻退火都要求軋機(jī)速度穩(wěn)定，對軋機(jī)變頻器采取帶編碼器的閉環(huán)矢量控制方式，基本滿足要求。中頻退火作為整條生產(chǎn)線的工藝核心，基本滿足了輸出穩(wěn)定、響應(yīng)迅速、高效節(jié)能的要求，為生產(chǎn)高性能產(chǎn)品提供了依據(jù)。而軋機(jī)與中頻的工藝配方也為全線的自動化與高速生產(chǎn)提供了保證。該工藝配方是合力公司幾年來生產(chǎn)實踐的結(jié)晶，具有很高的實用性和適應(yīng)性，能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量。

4.4飛剪碎斷生產(chǎn)線啟動時

中頻退火的啟動過程中產(chǎn)生質(zhì)量不能達(dá)標(biāo)的廢鋼，為滿足生產(chǎn)質(zhì)量要求，需要將之從成品中去除，于是便有了飛剪碎斷裝置。該裝置是在原來的定尺剪切的基礎(chǔ)上改裝得來，用變頻器替換了伺服控制器，這就對變頻器的啟動加速和制動減速性能提出了很高要求。如果加速時間過長，在切到半圈內(nèi)不能達(dá)到生產(chǎn)線速度，就會產(chǎn)生堆鋼。如果中頻退火達(dá)到規(guī)定溫度，在停切時不能及時停車，就會造成飛車，影響生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行。最終采用凸輪控制模式，滿足了生產(chǎn)工藝要求，既不會使變頻器加速報警，又保證了及時制動。

三結(jié)語

西門子控制產(chǎn)品與冷軋生產(chǎn)線的完美結(jié)合，保證了冷軋帶肋鋼筋在合力公司的高速穩(wěn)定生產(chǎn)，也將會進(jìn)一步推動冷軋帶肋鋼筋工藝與設(shè)備的發(fā)展。合力公司還將繼續(xù)研發(fā)更先進(jìn)的生產(chǎn)線，為市場提供高、精、尖的設(shè)備。

作者：靳紅洲李偉張明杰單位：安陽合力高速冷軋有限公司技術(shù)中心