宽厚板剪切线控制系统改进研究范文

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摘要：为提高宽厚板产品合同及时兑现率，对剪切线进行了工艺改进。完善了冷床跟踪模型，优化了切头剪控制系统、双边剪控制系统的功能，安装了ACCspeed激光测速仪。系统优化改进后，剪切效率提升至143．5t／h，宽厚板产品合同及时兑现率达到68．62％。

关键词：宽厚板；剪切线；控制系统；剪切效率

1前言

莱钢宽厚板事业部2017年生产任务140万t（单条剪切线）。受工艺故障较多、剪切工艺不完善等因素影响，存在剪切效率低、停机率高、问题板产生数量大等问题，造成中间库钢板积压，严重影响宽厚板产品合同及时兑现率。根据剪切线工艺、设备存在的问题，针对影响生产的钢板信息跟踪、剪切顺控、剪切工艺、工艺故障等多方面进行系统的优化改进，解决了剪切效率低的问题，满足了用户交货期的要求。

2控制系统改进实施内容

剪切线控制系统分为一级系统、二级系统和三级系统。一级系统负责现场设备的动作；二级系统负责钢板生产过程中的模型和数据下发；三级系统负责生产过程的管理。

2．1冷床跟踪模型的完善

2．1．1冷床区域跟踪光电管的换型防尘

冷床的位置跟踪功能实现钢板在冷床上精确的坐标位置跟踪，钢板的跟踪位置靠冷床上部的金属检测器（光电管）来修正。冷床光电管原来设计的是带反光镜的反射式的光电管，由于现场环境恶劣、压缩空气不干净等原因，反光镜表面时常布满灰尘，影响钢板信息的准确跟踪，需要经常停机擦拭反光镜。将带反光镜的光电管更换为自反射光电管，同时增加防尘装置，无需经常擦拭光电管，冷床的信息跟踪更为准确。

2．1．2冷床跟踪信息的可视化优化

冷床信息跟踪的完整性和平稳性是决定整个冷床能够髙效运行的先决条件。在生产中，信息的收稿日期：2018－06－13作者简介：魏和平，男，1971年生，1993年毕业于山东省冶金工业学校轧钢专业。现为山钢股份莱芜分公司宽厚板事业部工程师，从事轧钢生产工艺技术研究工作。丢失和不能快速准确地添加信息，制约着整体运行效率的提升。采用将DB块的信息跟踪进行可视化，让整个数据跟踪透明，只要钢板进入冷床，每一步的行程都得到实时监控，出现问题能及时进行修改，并实现在线添加钢板信息等，完善冷床信息跟踪，提高生产效率。

2．2切头剪控制系统的功能优化

现有的一级系统中，在钢板切尾时，一级系统要求出口测量辊定好位后，主电机转动剪切一刀，才能将测量值传给二级系统，一级系统才能生成钢板信息。如果不空切就不能在切头剪出口辊道生成钢板信息。板坯实际长度与二级系统下发的设定长度通常有误差。在切头剪控制系统中，最后一刀切尾时钢板走完设定值后，经常出现主剪刃切不到钢板尾部而空切，降低剪切效率并且增加电耗。实际生产过程中剪切时，为了保证钢板在定尺剪定尺时有足够的长度，在钢板切头、粗分完以后，剩余板坯不再切尾，直接通过切头剪。通过优化一级系统的程序，当钢板选择不切尾模式时，钢板尾部经过切头剪本体出口第1个金属检测器时，向二级系统发送一级系统自身计算的钢板剩余长度（钢板剩余长度＝二级下发的钢板长度＿切头长度－粗分长度），在二级系统生成跟踪，下发给一级系统生成跟踪信息。切头剪控制系统优化前后控制流程对比。1）选择钢板切尾时：出口测量辊测量钢板长度—主电机剪切＾向二级发送钢板剩余长度＾一级系统生成钢板信息。2）选择尾部不切空过时：尾部经过切头剪出口第1个金属检测器—向二级发送钢板剩余长度＋级系统生成钢板信息。

2．3双边剪控制功能的优化

2．3．1双边剪剪前摆位空间功能优化

双边剪人口有磁力对中装置，实现钢板的剪切前摆正功能。原外方设计的是切完1支钢板，下支钢板才能进到摆位区域进行摆正准备剪切，在剪前辊道区域浪费了大量的时间。通过对程序中辊道跟踪和前进顺控的修改，在当前钢板剪切时，下1支钢板可以提前进人钢板摆位辊道进行摆位，节省了辊道空间和钢板摆位时间。

2．3．2双边剪刃距的可视化标定

双边剪的主剪刃和碎断剪刃距与编码器的曲线特性是非线性的，每次标定剪刃刃距时需要自动化部技术人员配合，在程序中输入18组的编码器数值和实际测量的刃具数值，操作不方便，影响效率。将标定功能做到一级画面上后，不需要自动化部人员配合就可以完成标定。在非线性的数据标定中，以数据转存的方式实现DB块与WINCC画面通讯问题，双边剪刃距可视化标定能够节省换剪刃时间40min以上。

2．4安装ACCspeed激光测速仪

定尺剪具有自动定尺、剪切功能，测量辊系统长度反馈信号采用测速编码器检测钢板通过的距离。该测速编码器与现场测量辊连接，通过的钢板到达测量辊位置时钢板停下，这时落下测量辊，钢板从0速启动；同时为了防止钢板打滑，低速运行，大大影响了钢板剪切的效率。同时由于是接触式测量，测量辊辊径受到磨损，从而影响钢板剪切的精度。为提高剪切速度及精度，将入口及出口测量辊改为ACCspeed激光测速仪。激光测速仪采用多普勒激光测速原理，在线非接触式直接测量钢板的实时通过速度，并计算出钢板通过长度。其测速、测长精度非常高，不受钢板加减速、钢板与辊道之间打滑、钢板振动及跳动等各种因素的影响，非常适用于定尺剪长度剪切控制的要求。使用激光测速仪时，钢板通过的速度为2m／S；提高了钢板的剪切精度，测量30m的钢板误差为±3．6mm。采取测量辊系统与激光测速仪冗余的方式，在程序中将原来的测量辊系统和激光测速系统优化在一起，在操作画面上进行两种测速模式的切换。当激光测速仪出现问题时可以快速切换，等待检修时再对其进行维修，降低了故障时间，保证了生产的连续。

2．5解决双边剪剪切过程卡钢问题

双边剪碎料运输链的主要故障是停机，由于碎边插入碎料运输链链板与其相邻部位的缝隙而造成链条卡阻、电机跳电及链板变形。解决以上问题采取以下措施：1）改变高低不同的两段运输链衔接处溜槽位置，将其标高降低、坡度调小，减小链板与溜槽间的缝隙。2）改造链板侧导板的结构形式和高度，将长方形的直角部分改为圆弧形，导板高度降低80mm，减小链板与溜槽间的缝隙。3）改变了溜槽的选材，采用自产NM360钢板代替原普通碳钢的材质，增强了溜槽的抗冲击载荷能力。通过以上措施的实施，消除了溜槽损坏及链板与溜槽间隙大卡钢的现象，碎料运输链的设备稳定性明显提高。

3结语

2017年10月份以来，通过对剪切线控制系统的优化改进，剪切工艺更加顺畅，剪切效率提升明显，剪切效率由平均132．6t／h提升至平均143．5t／h，创造了剪切大板数、子板数等多项生产纪录，宽厚板产品合同及时兑现率达到68．62％，在降低工序成本的同时提高了客户满意度。

作者:魏和平 单位:山钢股份莱芜分公司