吳志東
摘? 要:冷軋帶肋鋼筋是建筑行業(yè)一項(xiàng)重要的材料,在房屋建筑、水泥制管、路橋工種、水泥井蓋、預(yù)應(yīng)力電桿等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著冷軋帶肋鋼筋在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,其用量也在不斷增長(zhǎng),為了更大程度地提高冷軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平,加強(qiáng)冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)的研究具有非常重要的實(shí)現(xiàn)意義。該文對(duì)冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供有益的借鑒。
關(guān)鍵詞:冷軋帶肋鋼筋? 生產(chǎn)線? 電氣控制系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TG334? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):1672-3791(2019)04(b)-0038-02
1? 冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的工藝流程
冷軋帶肋鋼筋是一種兩面或三面帶有月牙形橫肋的鋼筋,其生產(chǎn)基材為熱軋盤條,主要生產(chǎn)設(shè)備包括冷軋機(jī)、拉撥機(jī)、卷取機(jī)、排線機(jī)、上粉機(jī)和冷卻水系統(tǒng)。其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。
在冷軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)過(guò)程中,其工藝流程需要遵循如下4個(gè)原則。
(1)對(duì)于超過(guò)800級(jí)別預(yù)應(yīng)力的鋼筋,必須要確保鋼筋的反彎和延伸兩個(gè)關(guān)鍵性的質(zhì)量指標(biāo),其生產(chǎn)工藝流程為:首先基材卸線;其次進(jìn)行開(kāi)卷;再次進(jìn)行應(yīng)力消除;最后進(jìn)行重卷。
(2)對(duì)于非預(yù)應(yīng)力級(jí)別550的鋼筋,首先需要保證其質(zhì)檢結(jié)果合乎標(biāo)準(zhǔn),并在此基礎(chǔ)上力求負(fù)差的最大化。
(3)對(duì)于預(yù)應(yīng)力級(jí)別為550的奇數(shù)規(guī)格的產(chǎn)品,為了保證質(zhì)量的穩(wěn)定性,需要軋四道次,并進(jìn)行二次應(yīng)力消除,再在單機(jī)架上軋二道次。
(4)冷軋帶肋鋼筋的公稱直徑在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)里面的定義為從基圓點(diǎn)到肋中心高之間的距離,故而在孔型設(shè)計(jì)和后步調(diào)整的時(shí)候,將成品基圓的直徑控制在標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑以下0.3~0.5mm。
2? 冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的控制要點(diǎn)
2.1 冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的控制要求
首先,生產(chǎn)線中的拉撥機(jī)部分和卷取機(jī)部分的動(dòng)作必須要同步,能同時(shí)起動(dòng)和停止;其次,排線電機(jī)與卷取電機(jī)的動(dòng)作必須要同步,以保證鋼筋能夠在工字輪上整齊的卷繞,排線電機(jī)能夠在限位控制下進(jìn)行自動(dòng)正反運(yùn)行;再次,必須要設(shè)置左、右限位控制,以防止左、右限位開(kāi)關(guān)失靈時(shí)造成事故,當(dāng)極限位動(dòng)作時(shí),生產(chǎn)線自動(dòng)停車;然后,當(dāng)生產(chǎn)線正常運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)突發(fā)事故時(shí),生產(chǎn)線自動(dòng)停車;最后,生產(chǎn)線任何一個(gè)安全罩未處于閉合狀態(tài),設(shè)備均不能啟動(dòng)運(yùn)行。
2.2 生產(chǎn)線自動(dòng)化控制
冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的自動(dòng)化包括地輥運(yùn)輸線的自動(dòng)化、集卷站的自動(dòng)化、上料機(jī)的自動(dòng)化。上料機(jī)的自動(dòng)化要求從上料到送料再到換料實(shí)現(xiàn)上鍵式操作,生產(chǎn)過(guò)程中只需要在原料接頭后按動(dòng)啟動(dòng)按鈕即可;地輥運(yùn)輸線需要與集卷站互相配合,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換料架、自動(dòng)剪切、自動(dòng)落料,料架在運(yùn)輸線上自動(dòng)運(yùn)行,自動(dòng)完成卸料。
2.3 生產(chǎn)線速度匹配
冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的一條完整的流水線,包括若干個(gè)工藝環(huán)節(jié),各個(gè)工藝環(huán)節(jié)之間是連續(xù)進(jìn)行的,因此對(duì)生產(chǎn)線各個(gè)工藝環(huán)節(jié)之間的速度匹配具有非常高的要求,尤其是夾送電機(jī)和冷軋機(jī)之間的速度匹配,如果夾送電機(jī)的速度太慢容易造成堆鋼,而如果夾送電機(jī)速度過(guò)快,則容易將鋼筋拉細(xì)。帶肋鋼筋的圈形大小取決于吐絲機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,而吐絲機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度與帶肋鋼筋的圈形大小之間的關(guān)系又不是線性的關(guān)系,因此,必須要對(duì)吐絲機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。
2.4 冷軋機(jī)閉環(huán)控制與中頻退火
冷軋機(jī)速度穩(wěn)定與否直接影響到生產(chǎn)線的運(yùn)轉(zhuǎn)速度匹配和中頻退火的效果,其中中頻退火是整個(gè)冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)工藝的核心,應(yīng)該采取帶編碼器的閉環(huán)矢量控制方式對(duì)冷軋機(jī)變頻器進(jìn)行控制,從而滿足響應(yīng)迅速、輸出穩(wěn)定和高效節(jié)能的要求。
2.5 飛剪碎斷
在冷軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)過(guò)程中,不可避免地會(huì)產(chǎn)生部分達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的廢鋼,為了保證產(chǎn)成品的質(zhì)量要求,必須通過(guò)飛剪碎斷裝置將達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的廢鋼剔除出去,而飛剪碎斷裝置是由變頻器控制的,如果變頻器的加速時(shí)間太長(zhǎng)則很容易形成堆鋼;如果中頻退火,達(dá)到規(guī)定溫度時(shí)造成不停車停切的現(xiàn)象,造成飛車。因此要求變頻器在啟動(dòng)加速和制動(dòng)減速的性能非常高,并采取必要措施保證及時(shí)制動(dòng),滿足生產(chǎn)工藝的要求。。
3? 冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的電氣控制系統(tǒng)
3.1 系統(tǒng)組網(wǎng)
根據(jù)冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)工藝的要求,綜合考慮退火干擾及生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性需求,生產(chǎn)線CPU采用S7-317-2PN,各液壓站和地輥運(yùn)輸機(jī)采用S-315-2PN,稀油站采用S7-312C+以太網(wǎng)模塊,生產(chǎn)線的所有設(shè)備均通過(guò)中控室工種師站對(duì)設(shè)備更改程序進(jìn)行調(diào)試,通過(guò)以太網(wǎng)連接到中控室交換機(jī),操作人員通過(guò)中控室對(duì)各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)和故障情況進(jìn)行查詢,并對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。在線測(cè)徑儀通過(guò)以太網(wǎng)通信對(duì)鋼筋的基圓和縱肋高度等信息進(jìn)行顯示,保證了對(duì)產(chǎn)品拓線質(zhì)量檢測(cè),并為自動(dòng)調(diào)整在線質(zhì)量提供數(shù)據(jù)參考。通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)將所有設(shè)備都連接到主操作室交換機(jī),實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控與數(shù)據(jù)的交換。
3.2 冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)主站與遠(yuǎn)程IO組態(tài)
冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的CPU采用S7-317-2PN,設(shè)備共設(shè)置3個(gè)中頻站和集卷站、飛剪吐絲輥道站、軋機(jī)站、上料機(jī)站等7個(gè)從站,按照與主站距離的遠(yuǎn)近進(jìn)行設(shè)置,從站采用ET200M和ET200S的遠(yuǎn)程IO,7個(gè)從站與主站CPU通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接,各操作點(diǎn)和監(jiān)控點(diǎn)均設(shè)置觸摸屏,觸摸屏采用西門子MP277觸摸屏,與主站PLC通過(guò)以太網(wǎng)連接。
3.3 冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線電氣控制主站PLC與變頻器DP通信
冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)變頻器通過(guò)GSD文件對(duì)各個(gè)變頻器組態(tài),根據(jù)生產(chǎn)工藝要求和設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)要求,總共設(shè)置變頻器18臺(tái),其中升降臺(tái)、旋轉(zhuǎn)小車、送料小車、軋機(jī)部分、廢鋼剪切裝置、夾送裝置、吐絲機(jī)、集卷站、托盤、小車等各1臺(tái),輸送輥道8臺(tái),所有變頻器通過(guò)DP總線將速度指令和啟停信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞到主站。
4? 結(jié)語(yǔ)
冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線的電氣控制中引進(jìn)PLC操作系統(tǒng),完全符合生產(chǎn)過(guò)程中的工藝控制要求,整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也更加合理。PLC與冷軋生產(chǎn)線的完美結(jié)合,保證了冷軋帶肋鋼筋的調(diào)整穩(wěn)定生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度的信息化和自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與傳送,對(duì)冷軋帶肋鋼筋的生產(chǎn)工藝和設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展起到了非常重要的推動(dòng)作用,充分發(fā)揮出了PLC智能化控制軟件在冷軋帶肋鋼筋生產(chǎn)線電氣控制中的優(yōu)勢(shì)。
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