一、引言：
在高速線材生產(chǎn)中，飛剪控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)是生產(chǎn)線的重要組成部分，其可靠性直接影響到生產(chǎn)效率及經(jīng)濟(jì)效益。本文針對(duì)沙鋼榮盛高線3#飛剪控制系統(tǒng)在軋制Φ8、Φ10規(guī)格高速線材為提高軋制節(jié)奏而改變生產(chǎn)工藝后出現(xiàn)的常見問題進(jìn)行討論。
二、系統(tǒng)概述：
1、系統(tǒng)控制原理
3#飛剪由ABB提供的小型控制器AC80控制，通過一臺(tái)DCS600直流傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)飛剪的同步定位、切頭切尾、故障剪切等功能。其控制還通過與軋線控制相關(guān)總線MB300、AF100與主控臺(tái)" title="主控臺(tái)">主控臺(tái)OCS500系統(tǒng)、軋線AC450 PLC實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，從而達(dá)到遠(yuǎn)程操作、主控臺(tái)參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)提供報(bào)警等一系列功能。其控制網(wǎng)絡(luò)圖見圖1。
2、飛剪動(dòng)作概述
該飛剪由一臺(tái)西門子214kW的直流電機(jī)拖動(dòng)，其軸編碼器把飛剪位置信號(hào)精確傳送至傳動(dòng)裝置作為反饋，當(dāng)1#傳感器檢測(cè)" title="傳感器檢測(cè)">傳感器檢測(cè)到軋件頭部信號(hào)或PLC接收到的預(yù)精軋14#軋機(jī)的咬鋼信號(hào)后，PLC依照剪切長(zhǎng)度及預(yù)精軋各軋機(jī)出口速度進(jìn)行精確頭部剪切延時(shí)計(jì)算、同時(shí)依照主控臺(tái)設(shè)定的超前量等計(jì)算飛剪速度參考值，并正確向傳動(dòng)裝置裝載控制字及速度設(shè)定值，一旦頭部由2#傳感器觸發(fā)后即按所計(jì)算的延時(shí)動(dòng)作剪切并借助飛剪剪切傳動(dòng)臂將軋件引入精軋機(jī)組。其尾部剪切動(dòng)作類同于頭部控制，主要用于剪切尾部壞料，該功能正常軋制時(shí)不用；對(duì)于故障切廢時(shí)則在第一時(shí)間觸發(fā)動(dòng)作將軋件引向碎斷剪。其控制流程見圖2。
3、故障現(xiàn)象
3#飛剪在正常生產(chǎn)過程主要用于切頭并導(dǎo)入精軋機(jī)，其常見故障表現(xiàn)為提前切頭或不切頭，一般情況下屬于跟蹤信號(hào)出錯(cuò)或1#、2#傳感器信號(hào)" title="傳感器信號(hào)">傳感器信號(hào)不佳引起。本章著重討論另一個(gè)故障即剪切后堆廢，從故障現(xiàn)象上分析就是軋件在3#剪剪切后遇到某種阻力造成頭部彎曲而堆鋼。
三、故障原因分析
1、3#飛剪出現(xiàn)的撞頭子現(xiàn)象多數(shù)是由于飛剪后轉(zhuǎn)轍器不平或飛剪出現(xiàn)鈍口及新更換剪刃后間隙未調(diào)整到位所至。在這種情況下就需要機(jī)械維護(hù)人員加強(qiáng)檢查即可排除，但生產(chǎn)中多數(shù)故障還不排除為電氣原因所引起。
T_hmddly=L4/v13+L3/v14+L2/v15+L1/v16
T_head=(D+L_head+l_correction)/v16-t_start
其中T_headsel為一個(gè)固定的時(shí)間，飛剪觸發(fā)動(dòng)作必須在其時(shí)間段內(nèi)方能動(dòng)作以防止誤動(dòng)作。L_head為主控臺(tái)設(shè)定切頭長(zhǎng)度，l_correction為補(bǔ)償長(zhǎng)度，t_start為飛剪起動(dòng)時(shí)間。
2、由于3#飛剪出現(xiàn)撞頭子現(xiàn)象比較偶然，從現(xiàn)場(chǎng)操作人員反映的情況來看多數(shù)為速度不穩(wěn)定，在故障出現(xiàn)的時(shí)候好象3#飛剪的剪切速度比正常剪切時(shí)明顯要慢，為此主控臺(tái)也針對(duì)這種故障把飛剪的超前量加大，最大時(shí)超前量達(dá)到23%左右，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中仍出現(xiàn)此類故障。
此外電氣人員也對(duì)飛剪的設(shè)定速度和實(shí)際速度進(jìn)行了跟蹤比較，同樣未能發(fā)現(xiàn)有何異常，此間我們還對(duì)傳動(dòng)柜速度反饋的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化并更換了編碼器及計(jì)數(shù)模板，同樣收效甚微。
由于3#飛剪這種故障在生產(chǎn)過程中屢次發(fā)生，其造成的切廢量及由此產(chǎn)生的熱停工時(shí)間日益增加，已成為制約生產(chǎn)的一大因素，為此工段領(lǐng)導(dǎo)責(zé)成對(duì)3#飛剪故障進(jìn)行攻關(guān)。
四、問題的發(fā)現(xiàn)及解決
3#飛剪在最初的生產(chǎn)階段中從未出現(xiàn)過這種故障，在確認(rèn)機(jī)械設(shè)備及電氣傳動(dòng)及速度反饋正常的情況下仍出現(xiàn)剪切后堆鋼說明問題還在現(xiàn)場(chǎng)某個(gè)環(huán)節(jié)上。經(jīng)過對(duì)前一段時(shí)間出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，我們發(fā)現(xiàn)這種故障都出現(xiàn)在軋制Φ8、Φ12兩種規(guī)格過程中，這里必須提到的是：我們高線廠為了提高生產(chǎn)節(jié)奏及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率對(duì)Φ8、Φ12兩種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了修正，其中預(yù)精軋的13#、14#兩臺(tái)機(jī)架空過，其相應(yīng)的活套也取消不用，而3#飛剪的剪切動(dòng)作及速度設(shè)定就與其中的相關(guān)信號(hào)有著千絲萬縷的聯(lián)系，問題肯定就出在這里。
對(duì)此我們采用ABB提供的AS100-EDIT應(yīng)用軟件全程對(duì)3#飛剪剪切動(dòng)作的相關(guān)信號(hào)進(jìn)行跟蹤，最終我們?cè)谝淮物w剪剪切的故障記錄中發(fā)現(xiàn)了故障點(diǎn)，在PLC掃描的記錄中我們不難發(fā)現(xiàn)故障剪切時(shí)由PLC發(fā)送至傳動(dòng)柜的速度設(shè)定值不是我們的頭部剪切速度給定值，該速度參照量(線速度)明顯在比正常剪切的速度要慢3m/s，如圖3中標(biāo)注示意。
結(jié)合對(duì)飛剪控制程序的進(jìn)一步研究我們發(fā)現(xiàn)其故障剪切速度實(shí)際上是裝載了尾部剪切的設(shè)定值。為什么頭部剪切時(shí)反而使用了尾部剪切的速度呢？在生產(chǎn)Φ8、 Φ12兩種規(guī)格產(chǎn)品過程中由于工藝的改變，其觸發(fā)頭部剪切的兩個(gè)信號(hào)中有一個(gè)已丟失了，即14#軋機(jī)有鋼信號(hào)沒有，所以正常軋制時(shí)只能靠1#傳感器的信號(hào)來控制，由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素及保養(yǎng)不到位的影響，1#傳感器難免會(huì)出現(xiàn)信號(hào)閃爍的現(xiàn)象，如果恰巧在頭部剪切前出現(xiàn)則導(dǎo)致裝載尾部剪切設(shè)定值。
對(duì)癥下藥則一切水到渠成，通過對(duì)飛剪控制程序作一定優(yōu)化后，我車間再未因1#傳感器信號(hào)原因而造成飛剪剪切后堆鋼，Φ8、Φ12高速線材的生產(chǎn)步入新臺(tái)階。