浅析棒材生产线活套和冷床的自动化控制 牛鹏晓 姚涧 周春。 （１．埃迪必克（天津）机场助航技术有限公司；２．河北大唐国际唐山热电有限责任公司；３．华电电力科学研究院） 摘要：棒材生产线的自动化控制主要包括轧机的级联调速、活套 高度的ＰＩＤ动态调节、飞剪的定长剪切以及冷床的自动旋转控制。 其中轧机级联调速和飞剪的剪切程序相对比较固定，而活套和冷床 ２精整区冷床的自动化调试 冷床的驱动轴位于一个钢制圆盘的非圆心上，驱动轴 旋转一周，冷床便会完成一个椭圆的运动轨迹，以确保从 的控制需要根据现场具体的情况，来确定具体的控制参数。本文简要 裙板上滑落下来的棒材在冷床上移动一个锯齿的距离。 分析了活套和冷床的控制要求和程序的实现方法，并在实践中获得 裙板完成一次动作重新归位，冷床便会开始运动完成 了比较理想的结果。 关键词：棒线材活套和冷床ＰＬＣ控制系统 １轧区活套的自动化调试 棒线材轧线中活套的主要作用是实现无张力或微张 开关所处的位置，冷床在最低位时，冷床的角度为１８０度，力轧制，其工作原理为活套起套（一般为气动），轧制中的 此位置即为冷床完成一次循环运动后冷床停止的位置，即 目标位置。 棒线材会在活套的支撑下产生一个有一定高度的弧形，弧 这里重点介绍一下ＡＰＣ闭环控制块，此功能块属于 形的高度即为被控量一活套高度，活套闭环控制的过程 变比例控制，笔者仅以正偏差进行说明，负偏差与之类似， 为：当被控量“活套高度”进入套高闭环调节区后（比如套 只是方向相反。ＡＰＣ功能块的输入参数包括：“偏差”，此处 高设定的８０％或者在活套起套一定时间内，比如２Ｓ），活 角度偏差＝１ ８０（目标值）一实际角度，“正最大偏差”（此处 套闭环控制ＰＩＤ程序块投入，当活套高度实际值小于活套 为１ ６０），“正最大转速”（此处为８１ ９２），“正爬行偏差”（此 高度设定值时，活套闭环程序块输出为正值，此数值在与 处为１ ０），“正爬行转速”（此处为８１ ９．２），“正零点偏差” １６３８４或者此活套前一机架的瞬时速度给定相除加１后， （此处为５），ＡＰＣ功能块的作用为当“偏差”＞“正最大偏 便得到此活套的调节量，活套调节量用于计算前一机架的 差”时，功能块输出值为“正最大转速”，当“正爬行偏差”≤ 速度给定，这里活套调节量＞１会使前一机架的转速上升， “偏差”≤“正最大偏差”时，功能块输出值按照最大值“正 从而使活套的高度上升，反之当活套高度实际值大于活套 最大转速”，最小值“正爬行转速”的匀减速曲线输出数据， 高度设定值后，活套闭环程序块输出为负值，这样计算出 “正零点偏差”≤“偏差”＜“正爬行偏差”时，功能块输出值 的活套调节量＜１会使前一机架的转速下降，从而使活套 为“正爬行转速”，当“偏差”＜“正零点偏差”时，功能块输出 的高度下降，经过活套闭环控制程序块的调节后，无论活 值为０。 套实际值是大于还是小于设定值，最终的趋势是使活套实 开始时冷床处于１８０度即最低位的位置，在裙板信号 际值等于设定值，产生稳定的闭环负反馈。活套的控制方 触发冷床运动后，冷床以固定的速度（比如最高转速的 式有三种：手动控制、半自动控制和全自动控制，在手动控 ７０％，此设定转速可能大于正最大转速）转动，在冷床转到 制模式下，活套的起落需要人工操作，而且活套调节不会 最高位时，码盘脉冲被清零，冷床的角度变为Ｏ度，当冷床 投入；在半自动控制模式下，活套的起落和调节需要人工 转过０度后，ＡＰＣ使能，冷床在０—２Ｏ度的范围内，电机转 选择，被选择的活套会自动投入起落和调节：在全自动模 速按照“正最大转速”保持匀速运行，在２０—１７０度的范围 式下，活套的起落和调节会自动投入。 次循环，在冷床运动的过程中，当冷床处于最高位时，我 们定义此处冷床的角度为Ｏ度，此位置也是码盘清零接近 一内，电机转速按照“正最大转速”到“正爬行转速”的匀减速 曲线运行，在１７０—１７５度的范围内，电机转速按照“正爬 或者活套扫描仪检测到有钢信号一段时间（比如２Ｓ）后， 行转速”保持匀速运行，在冷床的角度＞１７５度后，电机转 活套起套。活套落套的规则为活套前机架无钢后，有时会 速被置为Ｏ，冷床完成制动停车。 设定一定时间的活套落套延时，活套落套。 参考文献： 活套调节控制：活套闭环控制块使用ＰＬＣ系统内置 …天津电气传动设计研究所．电气传动自动化技术手册【Ｍ１．北 活套起落控制：活套起套的规则为活套后一机架咬钢 的连续控制ＰｌＤ系统功能块ＳＦＢ４１，在ＳＦＢ４１中我们常 京机械工业出版社，２００５ 用到的输入输出参数有：ＥＮ一功能块使能，一般由“套高闭 Ｉ２】刘文斌．活套控制技术在棒材连轧机中的应用经验【Ｊ】．冶金设 ２００２（０３）． 环允许”信号触发，ＣＯＭ—ＲＳＴ～功能块重启动，由“套高 备，【３】李灿明．高速线材活套控制系统的仿真研究［Ｄ】．武汉科技大 闭环允许”信号的下降沿触发，Ｉ—ＩＴＬ—ＯＮ一积分初始化， 学．２００６ 由“套高闭环允许”信号的上升沿触发，ＳＰ～ＩＮＴ一套高设 定值，ＰＶ—ＩＮ一套高实际值，ＧＡｌＮ一增益，即Ｐ参数，Ｔ１一 有限公司，系统工程师，文章方向：工程技术。 积分时间，ＤＥＡＤＢ—Ｗ一死区宽度，ＬＭＮ～ＨＬＭ一闭环控 作者简介：牛鹏晓（１９８６一），男，埃迪必克（天津）机场助航技术 姚涧（１９８６一），男，河北大唐国际唐山热电有限责任公司，集控 制块输出值的上限值，ＬＭＮ—ＬＬＭ一闭环控制块输出的下 主值。文章方向：工程技术。 限值，ＬＭＮ一闭环控制块输出值，其中ＧＡＩＮ和ＴＩ参数是 周春（１９８７一），男，华电电力科学研究院，调试工程师，文章方 为了获得理想的动态响应曲线而要进行反复修改调试。 ２ｏ９ 向：工程技术。
