鞍钢2150热轧线飞剪控制及常见故障分析

摘 要：鞍钢具有1780、1700、2150、1580等多条热轧生产线，飞剪控制是其中一重要环节。本文针是对飞剪设计思想，特别是对其控制思想及常见故障进行分析，使此种类型飞剪控制技术日臻完善，对今后的设计和现场维护具有一定的指导意义。

关键词：飞剪；热金属检测器；剪切速度；CPG

中图分类号：TG33 文献标识码：A

本文以鞍钢2150生产线转鼓式飞剪为例，参考了1700ASP飞剪的控制形式，对飞剪控制思想及常见故障进行简要的分析。

1 生产工艺

工艺要求：能将运动着的轧件切去不规则的头、尾或剪成定尺，且公差尺寸符合要求；能满足轧机生产率的要求；能剪切不同的定尺长度；飞剪剪刃在轧件运动方向上的瞬时速度应于轧件运动速度相适应（同步剪切）。能实现自动剪切和手动剪切；可选择切头、切尾和双切（既切头又切尾）；切头的长度可在0到500毫米之间，可以通过设定来改变控制方式：HMD（热金属检测器）方式；CPG（带钢头尾优化剪切仪）方式。CPG送来的剪切信号与HMD信号跟踪进行比较，如果超出预先设定的值将自动转换到HMD方式。

2 控制要求

2.1 飞剪速度的要求

飞剪是在钢坯行进中剪切，所以飞剪的剪切速度必须与轧件同步，否则会造成堆钢， 由于轧件的自身有厚度，飞剪在剪入时有一剪入角α，这样飞剪在水平方向的速度分量为V剪水平=V剪×COSα，V剪水平值应该与钢坯的行进速度一样。由于中间坯厚度相对固定，所以我们将剪入角α初始值定为16.8°，并时时检测传送给PLC，用来确定飞剪的设定速度。

2.2 飞剪的速度曲线

要做到对飞剪进行控制，了解飞剪的运动轨迹和在轨迹中各点的速度是必要的。通过对飞剪的速度曲线的计算，可以得到飞剪计算机控制的数学模型，这是利用计算机进行数字控制的基础。 图1是飞剪运动时的速度曲线图。图中t0是HMD412检测到钢坯位置，t1是飞剪转动到预剪切位置，t2点是飞剪启动；t3 点是飞剪加速结束，剪刃剪切到钢坯t4点是剪刃重合，剪断钢坯；t5点是飞剪离开钢坯；t6点是飞剪制动结束位置，t7点是飞剪转到等待位置，为下次剪切做准备。这个速度曲线是飞剪控制系统中要完成的一个主要功能。利用剪前测速辊PLG测得钢坯的速度，同时根据CPG提供的信号以及在其它连锁条件满足的情况下在t0点启动飞剪，匀速转到预剪切位置；t2与t3之间飞剪速度是匀加速运动；在t4点剪刃剪切到带钢，此时剪刃的速度必须达到前面提到的飞剪速度要求。t3与t4之间飞剪速度是恒定的，等于t3 点的飞剪设定速度；t4与t5之间飞剪速度是恒定的，等于t4点的飞剪实际速度；t5与t6之间飞剪速度是设定是一个制动过程，程序中设置的是一个匀减速运动，t6与t7之间是飞剪反转到准备位置。

3 控制系统配置及功能

飞剪控制系统是精轧控制系统的一部分，传动主电机1600kW，S9工作制，过载能力为350%，10S，转速600rpm，额定电压1600V，额定电流649A。采用交直交变频调速，具有速度和位置双闭环控制系统。飞剪控制系统包括：飞剪前侧导板控制、飞剪前测速辊的控制、飞剪的剪切控制（CPG和HMD方式）。

当HMD检测到板坯后，剪前导尺启动APC，夹住钢坯，向飞剪输送。

飞剪控制的对象是转鼓式切头飞剪和测速辊。当HMD41检得钢坯，测速辊升起，将速度信号反馈给飞剪控制系统，决定飞剪的起动时间和剪切速度，使切下的头（尾）部尺寸达到设定长度。

飞剪的操作方式有3种：手动、自动和停止。手动方式主要用于处理事故，但也可用于轧钢，自动方式用于轧钢。方式选择在HMI画面上完成。

手动方式时，在飞剪机旁操作台选择台上（CS-4）操作或机旁操作，然后通过精轧操作室CS-4和飞剪机旁操作台上的操作开关，进行飞剪的点动、一次切/剪刃位置复位操作。

自动方式有效，正常轧钢时，根据轧件的跟踪信号，自动进行飞剪的剪切速度控制和飞剪的启动、停车控制。

运行方式选择开关选在停止位时有效，飞剪将不能运转。

飞剪控制完成的主要功能有：

·系统操作控制

·系统联锁保护

·剪切速度控制

·飞剪的启动控制

·飞剪的停车控制。

4 常见故障及处理方法（见表1）

结语

以上仅对飞剪的控制思想进行了简要的分析。许多控制原理是飞剪的基本控制理论基础，随着数字化控制系统的发展，以及计算机控制技术在位置随动系统中的不断完善。飞剪的控制性能如剪切尺寸精度、系统的动静态特性也在进一步的提高，加上优化剪切技术的投入使用，将极大的推进热连轧工艺技术的发展，以及产品质量的不断提高。

参考文献

[1]刘介，孙一康.带钢热连轧计算机控制[M].北京：机械工业出版社， 1997：9-13.

[2]陈百红，张红军，鲍岩，郝利国，杨东.鞍钢2150热轧线自动板形控制系统的应用[M].冶金设备，2011.