導語：計算機控制系統(tǒng)在鋼坯自動定位的作用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:為提高加熱爐區(qū)的計算機控制系統(tǒng)自動化程度，利用現(xiàn)有的設(shè)備完成了自動定位，實現(xiàn)了節(jié)能降耗，降低了操作人員勞動強度，提高了設(shè)備利用率和產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞:計算機控制系統(tǒng)；自動定位；實時速度

1引言

本加熱爐計算機控制系統(tǒng)主要用來對加熱過程進行實時監(jiān)控和控制。實現(xiàn)采集過程變量和系統(tǒng)狀態(tài)，進行數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷、閉環(huán)控制信號計算，輸出系統(tǒng)狀態(tài)、動作命令、控制信號及監(jiān)控畫面等功能。上位機軟件采用德國SIEMENS公司的編程軟件WinCC實現(xiàn)。WinCC能為工業(yè)領(lǐng)域提供完備的監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（SCADA）功能，涵蓋單用戶系統(tǒng)直到支持冗余服務(wù)器和遠程Web服務(wù)器解決方案的多用戶系統(tǒng)。SIMATICWinCC是公司垂直集成交換信息的基礎(chǔ)，具有良好的開放性和靈活性，它采用了工廠智能化助力用戶更大程度的實現(xiàn)生產(chǎn)過程透明化，它是機器和用戶之間的橋梁。

2系統(tǒng)概況

隨著熱軋廠生產(chǎn)的順利進行，產(chǎn)量不斷提高，板坯的定位問題日益凸顯出來，主要表現(xiàn)在以下3個方面:1）板坯的手動定位必須要2個人操作定位速度也比較慢，不利于生產(chǎn)的高速運行。板坯在手動定位時，必須要1個人在操作臺上操作，1個人在現(xiàn)場觀察板坯的位置，最終達到該板坯的預(yù)定位置。2）板坯的手動定位不精確。板坯在手動定位時，只能對已知長度的，并且是常用的板坯進行定位，對不常用的板坯或異常板坯無法定位。而且這種定位依靠的是操作人員的眼睛和工作經(jīng)驗，定位方式受操作人員的隨意性影響比較大，而且不能根據(jù)板坯布料圖進行精確定位。3）板坯的手動定位不能做到節(jié)能降耗。板坯在手動定位時，需要不斷調(diào)整板坯位置，要不斷調(diào)整輥道前進和后退，在操作過程中，輥道不斷地啟動和停止，每只板坯需增加輥道電機啟動次數(shù)3~4次，消耗大量的電能，不符合當前的節(jié)能降耗理念。而且調(diào)整輥道時，變頻器不斷地啟動電機，使電機產(chǎn)生大量的熱量，不利于傳動裝置和電機的長期使用。而且在操作過程中，不斷切換，降低了設(shè)備的使用壽命。目前，板坯自動定位面臨的問題如下:1）沒有專門的實時測速設(shè)備測量板坯的運行速度，只有一個分辨率為500的編碼器。而且傳動的反饋速度不準確，造成該速度不能成為積分運算的基礎(chǔ)，也就不能以積分實現(xiàn)板坯的定位，實測數(shù)據(jù)如圖1所示。說明:圖1的縱坐標為速度m/s；橫坐標為試驗次數(shù)；V1是傳動實時反饋的速度；V2是入爐輥道空轉(zhuǎn)時5s的平均速度；V3是入爐輥道帶負載時5s的平均速度。隨意拿到前后連續(xù)5s支板坯的速度來進行比較。由圖1可以直觀地看到，V1雖然是傳動實時反饋的速度，但因為傳動不處于速度閉環(huán)狀態(tài)，一次該速度只能作為參考，不能進行積分運算來定位。V2和V3是通過入爐輥道的第一個輥子上的分辨率為500的編碼器測得的在5s的平均速度，因為是平均速度，所以，也不能在積分運算中進行定位。由此得出，要進行的定位不能使用積分運算。2）也可以由圖1看到，有板坯時的速度V3要略小于無板坯時的速度V2，因此，有板坯時的速度V3更接近板坯的運行速度。所以，用入爐輥道的碼盤脈沖數(shù)來確定板坯的位置的方法也是不準確的。因為板坯在定位過程中，從定位開始到定位結(jié)束入爐，輥道的第一個輥子不是一直處于帶負載的狀態(tài)，在定位結(jié)束前入爐輥道的第一個輥子有時處于空載狀態(tài)。因此，用碼盤脈沖數(shù)確定板坯的位置不準確。3）板坯的布料決定了不同長度板坯有不同位置，而且這個位置也有靠左靠右之分，因此在板坯定位時，要針對不同的板坯個體定位。不同區(qū)間的板坯有不同定位位置，這也是手動定位所難以企及的重要一點。板坯布料圖關(guān)系到爐內(nèi)動梁和靜梁的使用壽命。所以，板坯布料圖對加熱爐非常重要。如7100~7200mm的板坯，當靠北定位時，板坯的南端距離南側(cè)的距離d=4750mm；靠南定位時，板坯的北端距離北側(cè)爐墻的距離d=4750mm。

3實施方案

3.1模型選擇。由于不能得到板坯的實時速度，所以，排除采用速度積分的方法確定板坯的位置。只能用平均速度V3計算板坯的具體位置。公式為:L=V3t1+a式中:L———板坯尾部距冷檢激光的距離；V3———入爐輥道帶負載時5s的平均速度；t1———板坯尾部離開冷檢激光到定位位置時間；a———輥道降速到零過程中板坯滑行距離。為了減小板坯停止過程的滑行距離，對入爐輥道的傳動裝置做以下修改:首先，降低斜坡函數(shù)發(fā)生器減速時間從100%~0%，減速時間的單位為s；其次，在降速到0%時，裝置不撤使能，這樣可以有效減小板坯停止過程中由與慣性造成的滑行距離，使板坯所停位置更加精確。3.2模型計算。板坯滑行距離a是經(jīng)過多次實地測量得出的一個平均值；L可通過板坯布料圖、爐墻與入料爐門冷檢距離、板坯長度等已知量可以計算得到；V3為板坯頭部過冷檢時前5s的平均速度，同時，也保證了該速度是帶負載時的平均速度；t1是板坯的尾部過入料爐門冷檢激光后的運行時間。計算t1的公式如下:t1=（L-a）/V3下面以7100~7200mm的板坯舉例說明板坯定位位置的計算。3.2.1靠北定位理論定位距離等于板坯的南端距南側(cè)爐墻內(nèi)側(cè)的垂直距離與冷檢激光到爐體南墻內(nèi)側(cè)的垂直距離之和:L=d+1270板坯的南端距離南側(cè)爐墻內(nèi)壁的垂直距離d=4750mmd=4750t1=（6020-a）/V3.2.2靠南定位理論定位距離等于爐膛長度-板坯的北端距離北側(cè)爐墻內(nèi)壁的距離-板坯的長度+冷檢激光到爐體南墻內(nèi)側(cè)的距離L=12600-d-D+1270板坯的北端距離北側(cè)爐墻內(nèi)壁的距離d=4750mmd=4750t1=(7850-D-a)/V3模型計算的原理簡單的描述就是根據(jù)板坯的寬度來確定入爐輥道的停止時間3.3應(yīng)用V3平均速度的可行性。用V3平均速度定位應(yīng)用原理:1）從數(shù)學模型上來說，這是一種比較簡單的計算方法，應(yīng)用方便，計算量小，雖然設(shè)備具有局限性，由于裝置沒有形成速度閉環(huán)狀態(tài)，所以，也唯一的辦法；2）V3的實測平均速度與實際速度相符。入爐輥道前，冷檢檢測到鋼坯A6輥道有鋼坯后，A6輥道速度設(shè)定和入爐輥道（B1和B2輥道）速度設(shè)定相同。入爐輥道前，冷檢和入料爐門前冷檢有4m的距離，當板坯運行到入料爐門前冷檢時，速度已經(jīng)降到和入爐輥道相同的速度。所以，V3的實測平均速度與實際速度相符。

4結(jié)語

計算機控制系統(tǒng)通過自動定位的實現(xiàn)，不僅降低了操作工的勞動強度，也提高了設(shè)備的利用率。使用自動定位后，定位位置較手動定位更準確，縮短了定位耗費的時間，避免了劃傷爐梁，提高了加熱爐的使用壽命。同時，自動定位也降低了耗電量，降低了每只板坯的定位成本。為滿負荷生產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。

作者:金劍峰 何春利 余小娟 單位:上海麥特萊吉冶金設(shè)備集團有限公司