冷床双接在棒材轧制中的应用

【摘 要】棒材生产线在轧制φ12至φ16mm规格的圆钢时，工艺采用单线轧制，冷床一个周期只接一根倍尺。由于轧件规格小，冷床极易乱床，且冷床接钢数量少。在此种情况下，本文提出了冷床双接的方法，解决了上述难题。

【关键词】冷床双接；裙板

前言

我厂棒材机组主要轧制φ12至φ40mm规格的螺纹钢时，采用冷床单接的方式，即裙板每完成一个周期，触发冷床动作一次。这种方式满足工艺要求。但在轧制φ12至φ16mm规格的圆钢时，工艺采用单线轧制，这种情况下，再使用冷床单接，将造成冷床乱床及冷床接钢数量少的问题。本文通过分析冷床与裙板动作的逻辑关系，采用冷床双接的方法，较好的解决了上述问题。

冷床与裙板设备的组成及工作原理。

我厂冷床设备主要包括一台200kw的交流异步电动机、西门子6SE7094逆变装置、SMATIC系列自动化设备，检测元件是冷床减速位、停止位接近开关。冷床由长轴上的偏心轮带动动齿条，将矫直板上的钢材送入冷床本体，钢材通过动齿条的不断动作而实现步进，最终将钢材送至冷床链式移钢机。冷床动作周期是裙板高位―冷床加速―减速位置――停止位。

裙板共有14段，其中1-3段在3#剪后属于裙板加速辊道，根据工艺要求正常生产时未投入，使用的是4-14段。每段由裙板电磁阀进行控制。控制阀分为上升阀和下降阀。裙板位置检测通过高、中、低3个接近开关实现。段与段之间通过裙板连接销进行连接。裙板动作周期是高位―低位―中位―高位。不同位置停留的时间根据生产工艺要求，由操作人员设定时间来控制。裙板共分为裙板加速辊道、裙板一至四组辊道，每组速度可单独调整。将冷床过渡辊道送出的轧件经过加速、减速和制动，由液压缸驱动拨钢装置，将轧件抛出辊道送入冷床矫直板。此过程是通过裙板的升降位置来完成的，当裙板处于低位时（裙板上表面低于辊面），辊道上的钢材自动滑到裙板上，钢材在裙板上表面靠自然摩擦制动；当裙板处于中位时（裙板上表面高于辊面低于摩擦板上表面），同时下一根钢材被挡在辊道上；当裙板处于高位时（裙板上表面高于摩擦板上表面），将制动后的钢材抛出卸到矫直板上。矫直板的第一个齿槽可以根据磨损情况进行更换。输入辊道最末一架辊后设有安全挡板，防止轧件意外冲出辊道。

裙板与3#飞剪、裙板与冷床设备的逻辑关系。

裙板的启动通过3#飞剪的剪切信号及LastBar信号提供，当CPU检测到上述信号中的任何一个时，裙板根据设定的程序完成一个周期动作。当裙板返回到高位时，程序采用高位的接近开关信号作为触发冷床动作的条件，使冷床开始一个周期的动作。即裙板完成抛钢的动作。具体可见下图：

冷床双接功能的实现

原程序裙板的控制采用六步，并用六步信号到位的高位接近开关信号作为冷床动作的触发信号，为了实现双接，将原程序的高位接近开关信号进行计数，当计数到2次时，才给冷床发触发信号。

具体程序如下图一：

由于冷床双接功能只有在轧制φ14至φ16mm规格的圆钢时，才会使用，在轧制其他品种是应按程序原设计动作，即只能裙板动作一个周期冷床动作一次，为此，需要在程序上增加选择功能，由生产操作人员进行选择。即下图中的M1194.0，当选择双接时，M1194.0为1，冷床双接；当不选择双接时，M1194.0为0，冷床单接。

由于冷床控制时存在清床，及手自动切换的问题，程序上进行了完善。即当操作人员进行手自动切换时，图一中M410.2信号为1，计数器数值清零，冷床仍执行单周期循环。

为了便于操作工在轧制不同规格时，选择冷床单接或双接，即在Wincc画面上制作窗口，供操作工选择.即在WINCC中利用复选框的功能将PLC中的变量M1194.0进行组态。具体画面如下图。为了保持画面整洁，利用WINCC中的功能将对话框隐藏，即达到如下图右的效果。

程序修改完成及画面制作完成后，在调试时发现，裙板有时在计数到3之后才动作，有时又在计数到2后动作，为此通过分析，发现裙板动作周期较短，PLC存在顺序扫描，且S7-300CPU扫描周期在50ms，为此对程序图一进行了修改，即增加了T60的时间继电器辅助点，确在一个扫描周期内冷床在计数到二后正常动作。具体如下：

效果分析：

自程序修改完后，使用较为稳定，达到了设计要求。由于裙板双接，冷床电机动作次数明显减少，延长说了冷床设备的使用寿命，同时节能效果明显；此外，由于冷床一个齿条上接了2支钢，钢不容易乱床，保证了生产节奏。

参考文献：

[1] 《S7-300/400PLC应用技术》廖常初 2010年.

[2] 《工业与民用配电设计手册 第三版》刘介才 2007年.