下面文章詳細介紹了攀鋼集團江油長城特殊鋼有限公司棒線材廠新增大盤卷項目的自動控制系統，包括工藝流程、系統組成、卷取區設備的控制功能等。目前該系統已熱負荷試車成功，運行穩定、自動化程度高。

　　關鍵詞:大盤卷,PLC,卷取機

　　本系統是攀鋼集團江油長城特殊鋼有限公司(攀長特)棒線材連軋生產線新增大盤卷工程，卷取區新增在冷床區出口，卷取區在整個生產線的地位是至關重要的，這個區域自動化水平的高低，直接關系到車間的產量和產品的質量。本文以2017年12月投產的卷取區為例，介紹其自動控制系統及卷取區設備的主要功能。

　　本自動控制系統是由電氣傳動控制系統、基礎自動化控制系統(L1)以及兩類通信網絡組成的

　　并行運算、集中管理、分散控制、資源共享的分布式控制系統。

　　1控制工藝

　　盤卷區主要包含飛剪、夾送輥及轉轍器、卷取前夾送輥、活動導槽、螺旋管、加勒特卷取機、卸卷機、升降機、輥床、液壓潤滑等設備。

　　2控制系統設計

　　據卷取區生產工藝需要，系統采用可編程控制器PLC(采用Siemens公司S7系列PLC)，CPU

　　型號為CPU416-3PN/DP，針對基于Profibus網絡通信的全數字變頻裝置而設計的全數字化控制系統。基礎自動化系統與傳動系統之間完全通過網絡交換信息;控制信息和系統狀態信息通過監控網(Ethernet)和分布式I/O網(Profibus)交換。

　　遠程I/O系統選用西門子ET200M系列產品，開關量輸入輸出模塊選用32點DI/DO模塊。接口模塊選用IM153-4，用于與現場總線的連接。設置3套人機監控接口系統。

　　PLC控制系統編程軟件選用SiemensStep7V5.5SP3。HMI系統操作軟件采用Windows7。人機接口監控系統編程軟件選用SiemensWinCC7.3，通過該軟件實現對區域設備的組態、數據采集和處理、以及與PLC的數據通信，從而實現對設備的控制、監視、報警、記錄等功能。

　　3控制功能及控制方式

　　盤卷區主要控制功能如下:

　　(1)卷取前夾送輥控制

　　卷取前夾送輥位于活動導槽末端，主要用于保證連軋區的來料速度恒定，以保證穩定卷取，從而取得理想的卷形，生產過程中采取全程夾送模式。

　　夾送輥夾送過程:鋼的尾部脫離上游機架前夾送輥以設定的超前率運行，此時對轉矩進行限幅;鋼的尾部一旦脫離上游機架，夾送輥按級聯速度運行(不帶超前率)，并且打開轉矩限幅，實現夾送功能。當生產大規格的時候，由于鋼卷較重，鋼卷離開上游軋機后和卷取機具有同步加速功能，以確保盤卷尾段順利進入卷取機。

　　(2)活動導槽和螺旋管控制

　　活動導槽起到支撐夾送輥的作用，將棒料導入升降螺旋管中，接鋼時跟隨螺旋管同步升降。升降螺旋管，主要對棒料進行預彎，并隨轉桶內鋼的高度上升而上升，起到優化卷形的作用。活動導槽和升降螺旋管在正常過鋼時處于同步模式，升降螺旋管為主，活動導槽跟隨升降螺旋管而升降。

　　開始時升降螺旋管位于轉桶內，和活動導槽同時在低位，過鋼過程中活動導槽跟隨升降螺旋管按設定速度上升。當鋼的尾部進入轉桶內后，導槽和螺旋管迅速上升到高位，螺旋管旋轉到離線位，等待轉桶內的鋼卸走后螺旋管旋轉到在線位，活動導槽和升降螺旋管下降至低位，等待下一根鋼的到來。

　　兩者的同步是該區域的接鋼關鍵，程序中做失步判斷，當小范圍失步時，落后的設備要啟動加速功能，如果失步較大，容易引起堆鋼事故時，啟動碎斷剪進行碎斷。

　　(3)加勒特卷取機控制

　　卷取機包括轉桶和卷取板兩部分，主要完成卷取功能。轉桶定位要實現轉桶停止后，在卷取板上升過程中，卷取板上的開槽能夠通過卸卷裝置伸出的3個拖臂，滿足定位精度在±1°。轉桶速度給定:為了改善卷形，在集卷過程中轉桶的速度要按照一定的三角波進行周期性振蕩(如圖3所示)。在HMI上設定振蕩的高速和低速，程序根據該品種鋼的直徑和出口機架速度，產生對應的三角波，將速度指令傳給變頻裝置。在HMI上可以設定T1為加速減速時間、T2為最小速度等待時間、T3為最大速度等待時間。

　　(4)卸卷機控制

　　卸卷裝置的作用在于將卷取板上的盤卷移送到升降機位置進行卸鋼。卸卷裝置有2個工位:取卷位、卸卷位(升降機位)，升降機位為0°，取卷位為115°。

　　卸卷裝置在底部有托臂，卸卷時，卸卷裝置位于卷取機上方卷取板上升，將卷托至卸卷裝置內，卸卷裝置的托臂伸出將卷托住，等卷取板下降后，卸卷裝置旋轉至卸卷位，將卷放在升降機上。

　　(5)升降機

　　升降機用于將盤卷從卷裝置上移送到輥床。升降機一共有3個工作位置:接卷位、卸卷位和等待位。

　　升降機在等待位等到卸卷機運卷到升降機正上方時，升降機上升至接卷位接卷，下降到輥床卸卷。待鋼卷離開后，上升到等待位進行下一個卸卷周期。

　　(6)升降及輸送輥床控制

　　升降及輸送輥床的作用是將鋼卷輸送到PF線。鋼卷落到輥床上之后，勻速向PF線方向移動，由于后區與盤卷區的高度不一致，所以通過升降功能，上升后繼續移動，一直到PF線為止。

　　4結束語

　　2017年12月，攀鋼集團江油長城特殊鋼有限公司棒線材連軋生產線新增大盤卷工程順利通過了熱負荷試車。該工程卷取區PLC控制系統設計合理，應用效果很好，為國內大盤卷生產線的系統設計提供了有益的參考。

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