導(dǎo)語(yǔ)：計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在鋼坯自動(dòng)定位的作用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度，利用現(xiàn)有的設(shè)備完成了自動(dòng)定位，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了設(shè)備利用率和產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；自動(dòng)定位；實(shí)時(shí)速度

1引言

本加熱爐計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)主要用來(lái)對(duì)加熱過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制。實(shí)現(xiàn)采集過(guò)程變量和系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷、閉環(huán)控制信號(hào)計(jì)算，輸出系統(tǒng)狀態(tài)、動(dòng)作命令、控制信號(hào)及監(jiān)控畫(huà)面等功能。上位機(jī)軟件采用德國(guó)SIEMENS公司的編程軟件WinCC實(shí)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(yuǎn)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(kāi)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程透明化，它是機(jī)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(jìn)行，產(chǎn)量不斷提高，板坯的定位問(wèn)題日益凸顯出來(lái)，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面:1）板坯的手動(dòng)定位必須要2個(gè)人操作定位速度也比較慢，不利于生產(chǎn)的高速運(yùn)行。板坯在手動(dòng)定位時(shí)，必須要1個(gè)人在操作臺(tái)上操作，1個(gè)人在現(xiàn)場(chǎng)觀察板坯的位置，最終達(dá)到該板坯的預(yù)定位置。2）板坯的手動(dòng)定位不精確。板坯在手動(dòng)定位時(shí)，只能對(duì)已知長(zhǎng)度的，并且是常用的板坯進(jìn)行定位，對(duì)不常用的板坯或異常板坯無(wú)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(yàn)，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(jìn)行精確定位。3）板坯的手動(dòng)定位不能做到節(jié)能降耗。板坯在手動(dòng)定位時(shí)，需要不斷調(diào)整板坯位置，要不斷調(diào)整輥道前進(jìn)和后退，在操作過(guò)程中，輥道不斷地啟動(dòng)和停止，每只板坯需增加輥道電機(jī)啟動(dòng)次數(shù)3~4次，消耗大量的電能，不符合當(dāng)前的節(jié)能降耗理念。而且調(diào)整輥道時(shí)，變頻器不斷地啟動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)產(chǎn)生大量的熱量，不利于傳動(dòng)裝置和電機(jī)的長(zhǎng)期使用。而且在操作過(guò)程中，不斷切換，降低了設(shè)備的使用壽命。目前，板坯自動(dòng)定位面臨的問(wèn)題如下:1）沒(méi)有專門(mén)的實(shí)時(shí)測(cè)速設(shè)備測(cè)量板坯的運(yùn)行速度，只有一個(gè)分辨率為500的編碼器。而且傳動(dòng)的反饋速度不準(zhǔn)確，造成該速度不能成為積分運(yùn)算的基礎(chǔ)，也就不能以積分實(shí)現(xiàn)板坯的定位，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如圖1所示。說(shuō)明:圖1的縱坐標(biāo)為速度m/s；橫坐標(biāo)為試驗(yàn)次數(shù)；V1是傳動(dòng)實(shí)時(shí)反饋的速度；V2是入爐輥道空轉(zhuǎn)時(shí)5s的平均速度；V3是入爐輥道帶負(fù)載時(shí)5s的平均速度。隨意拿到前后連續(xù)5s支板坯的速度來(lái)進(jìn)行比較。由圖1可以直觀地看到，V1雖然是傳動(dòng)實(shí)時(shí)反饋的速度，但因?yàn)閭鲃?dòng)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(jìn)行積分運(yùn)算來(lái)定位。V2和V3是通過(guò)入爐輥道的第一個(gè)輥?zhàn)由系姆直媛蕿?00的編碼器測(cè)得的在5s的平均速度，因?yàn)槭瞧骄俣?，所以，也不能在積分運(yùn)算中進(jìn)行定位。由此得出，要進(jìn)行的定位不能使用積分運(yùn)算。2）也可以由圖1看到，有板坯時(shí)的速度V3要略小于無(wú)板坯時(shí)的速度V2，因此，有板坯時(shí)的速度V3更接近板坯的運(yùn)行速度。所以，用入爐輥道的碼盤(pán)脈沖數(shù)來(lái)確定板坯的位置的方法也是不準(zhǔn)確的。因?yàn)榘迮髟诙ㄎ贿^(guò)程中，從定位開(kāi)始到定位結(jié)束入爐，輥道的第一個(gè)輥?zhàn)硬皇且恢碧幱趲ж?fù)載的狀態(tài)，在定位結(jié)束前入爐輥道的第一個(gè)輥?zhàn)佑袝r(shí)處于空載狀態(tài)。因此，用碼盤(pán)脈沖數(shù)確定板坯的位置不準(zhǔn)確。3）板坯的布料決定了不同長(zhǎng)度板坯有不同位置，而且這個(gè)位置也有靠左靠右之分，因此在板坯定位時(shí)，要針對(duì)不同的板坯個(gè)體定位。不同區(qū)間的板坯有不同定位位置，這也是手動(dòng)定位所難以企及的重要一點(diǎn)。板坯布料圖關(guān)系到爐內(nèi)動(dòng)梁和靜梁的使用壽命。所以，板坯布料圖對(duì)加熱爐非常重要。如7100~7200mm的板坯，當(dāng)靠北定位時(shí)，板坯的南端距離南側(cè)的距離d=4750mm；靠南定位時(shí)，板坯的北端距離北側(cè)爐墻的距離d=4750mm。

3實(shí)施方案

3.1模型選擇。由于不能得到板坯的實(shí)時(shí)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(jì)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(fù)載時(shí)5s的平均速度；t1———板坯尾部離開(kāi)冷檢激光到定位位置時(shí)間；a———輥道降速到零過(guò)程中板坯滑行距離。為了減小板坯停止過(guò)程的滑行距離，對(duì)入爐輥道的傳動(dòng)裝置做以下修改:首先，降低斜坡函數(shù)發(fā)生器減速時(shí)間從100%~0%，減速時(shí)間的單位為s；其次，在降速到0%時(shí)，裝置不撤使能，這樣可以有效減小板坯停止過(guò)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(jì)算。板坯滑行距離a是經(jīng)過(guò)多次實(shí)地測(cè)量得出的一個(gè)平均值；L可通過(guò)板坯布料圖、爐墻與入料爐門(mén)冷檢距離、板坯長(zhǎng)度等已知量可以計(jì)算得到；V3為板坯頭部過(guò)冷檢時(shí)前5s的平均速度，同時(shí)，也保證了該速度是帶負(fù)載時(shí)的平均速度；t1是板坯的尾部過(guò)入料爐門(mén)冷檢激光后的運(yùn)行時(shí)間。計(jì)算t1的公式如下:t1=（L-a）/V3下面以7100~7200mm的板坯舉例說(shuō)明板坯定位位置的計(jì)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(zhǎng)度-板坯的北端距離北側(cè)爐墻內(nèi)壁的距離-板坯的長(zhǎng)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(jì)算的原理簡(jiǎn)單的描述就是根據(jù)板坯的寬度來(lái)確定入爐輥道的停止時(shí)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(xué)模型上來(lái)說(shuō)，這是一種比較簡(jiǎn)單的計(jì)算方法，應(yīng)用方便，計(jì)算量小，雖然設(shè)備具有局限性，由于裝置沒(méi)有形成速度閉環(huán)狀態(tài)，所以，也唯一的辦法；2）V3的實(shí)測(cè)平均速度與實(shí)際速度相符。入爐輥道前，冷檢檢測(cè)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(mén)前冷檢有4m的距離，當(dāng)板坯運(yùn)行到入料爐門(mén)前冷檢時(shí)，速度已經(jīng)降到和入爐輥道相同的速度。所以，V3的實(shí)測(cè)平均速度與實(shí)際速度相符。

4結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通過(guò)自動(dòng)定位的實(shí)現(xiàn)，不僅降低了操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度，也提高了設(shè)備的利用率。使用自動(dòng)定位后，定位位置較手動(dòng)定位更準(zhǔn)確，縮短了定位耗費(fèi)的時(shí)間，避免了劃傷爐梁，提高了加熱爐的使用壽命。同時(shí)，自動(dòng)定位也降低了耗電量，降低了每只板坯的定位成本。為滿負(fù)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(tuán)有限公司