热轧钢卷运输系统改进

侯欣伟

（北京中冶设备研究设计总院有限公司 北京 100029）

1 前言

目前热轧厂钢卷下线，多是将钢卷放置在步进梁顶端的V形鞍座内，钢卷中心线与步进梁前进方向垂直，钢卷端面垂直于水平面［1］。步进梁采用此种方式运送钢卷时，由于V形鞍座沿梁体长度方向的限位作用，钢卷沿梁体长度方向定位准确，步距误差可由鞍座纠正，运送时步距准确。但是，由于V形鞍座不能修正钢卷沿梁体宽度方向的位移偏差，造成钢卷宽度中心线偏离鞍座中心线，如该偏离值过大会发生掉卷事故。针对某热轧厂的成品钢卷下线步进梁系统的布置方式，用一个带纠偏功能的移动鞍座代替原固定鞍座，从而解决了掉卷事故。

图1 热轧钢卷在线纠偏移动鞍座布置图

2 移动鞍座的安装

钢卷纠偏移动鞍座的固定底座安装在垂直布置的两条步进梁相交之处，其上承载着移动鞍座，移动鞍座上顶面呈V形，用来承载钢卷，见图1。鞍座本体通过滚轮或直线导轨与固定底座的上顶面接触，滚轮或直线导轨的轨道安装在固定底座顶面，移动鞍座的驱动液压缸也安装在固定底座的顶面。钢卷偏移量检测装置安装在第一条步进梁的周边，用来检测钢卷位置及位移信号、计算驱动液压缸所需的伸出量并控制驱动液压缸达到该伸出量。

3 电气控制系统

电气控制系统利用原有的S7-400PLC系统［2］，增加一个ET200从站，ET200从站通过Profibus-DP与PLC进行通讯。定位检测元件采用光电开关，其输出信号为开关量，通过数字量模块送入PLC。测距传感器采用激光测距仪，其输出信号为4-20mA模拟量，通过模拟量模块送入PLC。上位机利用原有工控机，与PLC的通讯采用工业以太网。控制系统示意图见图2。电控系统软件采用STEP5.4应用编程软件进行编程，上位机HMI画面采用WINCC6.2软件进行设计。PLC将采集到的数据，进行逻辑判断、信号处理及逻辑运算，判断出钢卷的宽度及钢卷中心距的偏移量；根据偏移量由PLC软件编程计算出液压缸的伸出距离，由模拟量输出模块发出指令给比例阀，它能够精确地控制液压缸的伸出距离，使钢卷对中，以防钢卷偏移发生安全事故。

图2 电气控制系统图

4 液压缸伸出距离的计算

第一步：计算钢卷宽度

当步进梁运输钢卷至光电开关碰到钢卷边部时，光电开关得电，此时激光测距仪检测出其距步进梁的距离a；钢卷随步进梁继续向鞍座上输送，当钢卷尾部离开光电开关时，光电开关失电，此时激光测距仪检测出其距步进梁的距离b；即可计算出钢卷的宽度为（a-b）。

第二步：计算钢卷中心线的移动距离

由于钢卷采用步进梁运输，而步进梁每次只能输送一个步距的距离，故钢卷每次只能移动一个步距的距离。当步进梁移动一个步距时，激光测距仪检测出其距步进梁的距离c；即可计算出钢卷中心线的移动距离为（b-c）。

第三步：计算钢卷中心线的偏移量（见图3）

激光测距仪与光电开关间的距离L为定值；激光测距仪与下一工位中心线间的距离N为定值；求解的钢卷中心线的偏移量X＝L-N-（b-c）-（a-b）／2。

图3 计算中各参数示意图

5 结论及效果

实践证明，钢卷纠偏移动鞍座的应用，有利于减少行车占用，降低设备的故障率，节省能源及设备维护费用。此项研究解决了实际问题，为企业节约了检修维护费用，创造出一定的经济效益。

［1］韦富强.世界首例热轧钢卷双排式托盘运输系统正式投入使用［J］；中国钢铁业；2009（5）