| [摘 要]：分选控制系统是冷轧镀锡带钢生产线中的关键环节。以武钢冷轧厂镀锡2#剪分选控制系统为例，介绍了镀锡带钢分选控制系统的工艺过程，详细讲述了带钢定位跟踪和分选控制的运行原理和控制思想。应用证明，该分选控制系统能实现高速传送过程中镀锡带钢的分选，具有很好的控制性和可靠性。 关键词：分选控制 定位跟踪 磁铁系统 1 概述 武钢冷轧厂镀锡2#剪生产线主要任务是对带钢进行定尺剪切，然后自动检测带钢表面质量进行筛选，将成品、次品带钢自动分垛，人工机械包装外运，是生产线的关键环节。 2 主要工艺过程 镀锡线2# 剪切线分选控制系统的工艺过程为：镀锡机组产品—镀锡板卷，经开卷机开卷，依次经测厚仪、绞直机、夹送辊（S辊）、针孔仪送入飞剪，飞剪控制器根据产品规格数据，控制2# 剪进行剪切后，进入分选系统进行质量检测、分选，将成板、次材分离，堆放在指定垛台，移送至包装辊道，人工机械包装外运。 当一卷新的镀锡板卷开卷时，由于带钢头部不平整，前面几张镀锡板将作为次品处理，操作人员在检查台上按下次品垛台落板开关，将前几张次板落入次品垛台。 测厚仪对带钢厚度进行在线检测，如果某处带钢厚度超出正负偏差范围，则将该段带钢作为次品处理。针孔仪包括左侧和右侧两个针孔检测装置，当任何一个针孔检测装置输出针孔信号，则系统认为镀锡板有针孔缺陷，将该处经过飞剪剪切之后的镀锡板作为次品落入1# 次品垛台。检查台上的质检人员对每块镀锡板进行目测检查，将表面有缺陷的镀锡板人工分选到次品垛台。 飞剪根据产品规格数据将镀锡板剪切后，镀锡板由1和2传送皮带送入主传送皮带。主传送皮带中部装有永磁钢体，用于将镀锡板吸附在其下方；垛台皮带上方的主传送皮带上则安装有电磁铁控制系统，可以控制其在特定的时间段产生磁场，该磁场和永磁钢体磁场相互抵消，使永磁钢体下方的镀锡板落入垛台传送皮带上，并由垛台传送皮带送入相应的垛台中。 垛台上的镀锡板盒可以根据镀锡板的长度和宽度自动调整，从而将镀锡板平整地装入其中，当某垛台中的镀锡板数量达到规定数量后，就需要将镀锡板打包、外送。而后续镀锡板则落入另外一个垛台中，这样可以确保分选控制系统高速无间断地运行。 实现分选控制系统的关键为：①对以140m/min的高速在传送皮带上运行的镀锡板和剪切后的每一块镀锡板进行的位置跟踪，将测厚仪和针孔仪检测到的次品全部落入次品垛台；②TP1，TP2和TP3这3个传送皮带的速度需要根据镀锡板的长度进行调整，使吸附在主传送皮带下方的镀锡板能够拉开足够的距离，以利于光电管对镀锡板进行跟踪；③由于分选系统的高速运行，磁铁系统必须对每一块镀锡板的落板位置和落板姿态进行控制，以避免镀锡板在垛台中出现堆钢问题。 3 主要控制原理 3.1 镀锡板的位置跟踪 分选控制的核心就是对镀锡板特别是对次品镀锡板的跟踪。在飞剪、3个垛台处分别装有光电管P0，P1，P2，P3对经过的镀锡板进行计数跟踪，设光电管的计数值分别为：N0，N1，N2，N3；设测厚仪与飞剪之间距离为上L1，针孔仪与飞剪之间距离为L2，镀锡板长度为L0，定义一个一维数组R来保存次板计数值。 假设T1时刻，测厚仪发现次板信号，计算X1，存放至数组R中 X1＝RND–[L1/L0]＋1＋N0 （1） 式中：X1为该时刻测厚仪发现的次板是经过P1的第几块镀锡板；符号RND–为向下取整运算。 假设T2时刻，针孔仪发现次板信号，计算X2，存放至数组R中 X2＝RND–[L3/L0]＋1＋N0 （2） 式中：X2为该时刻针孔仪发现的次板是经过P1的第几块镀锡板；L3为了T2时刻发现针孔缺陷时，针孔仪与下一块待剪钢板的板头之间的实际钢板长度，L3＝L2＋L4－L5；L4为下一块待剪钢板的板头与飞剪之间的距离。 夹送辊测速码盘K1，的计数脉冲信号送入分选控制系统的高速计数模块中，设K1每旋转1周对应脉冲数为n1，主传送皮带辊直径为Q1，则K1的每个脉冲对应带钢走过的距离s1＝Q1× /n1。 图2为计算距离L3的示意图（L3＝L2＋L4－L5）。设飞剪光电管上升沿时刻，高速计数器的计数值为w1；针孔信号上升沿时刻，高速计数器的计数值为w2，则：L4＝（w2－w1）×s1为距离修正系数，L5＝v1×0.1666（v1为夹送辊的线速度）。 考虑到针孔落在两块板之间的情况，设△L＝L3–RND–[L3/L0]，如果△L>0.7，则将当前次板计数值X2和值X2+1存入数组R中；如果△L<0.3，则将当前次板计数值X2和值X2+l存入数组R中；数组及每次接收到新元素后，都需要进行一次排序，使数组R中元素的数值维持从小到大依次排列。当P1检测到当前经过的镀锡板计数为数组R中存放的次板计数，即：N1＝R[i]时，就将该板落入次品垛台中。 为了确保2# 和3# 垛台中没有一张次品镀锡板，提高分选的精度，对针孔仪和测厚仪信号分别采取如下处理方法：①针孔仪信号，当针孔缺陷出现在2块镀锡板之间时，则将这2块镀锡板全部落入1#次品垛台；②测厚仪信号，设T01，时刻出现厚差信号，T02时刻厚差信号消失，分选系统将该段时间（T01～T02）内经过测厚仪的带钢，以及接下来的3块镀锡板全部落入1# 次品垛台。 3．2 传送皮带的速度调整 为了方便光电管对高速运行的镀锡板进行准确跟踪计数，要使吸附在主传送皮带下方的镀锡板拉开一定的距离，从而保证分选控制系统的高速正常运行。由此，根据镀锡板长度，需要控制S辊和6个皮带的zui大线速度。设镀锡板在S辊上的运行zui大线速度为υ0，传送皮带1的zui大线速度为υ1，传送皮带2的zui大线速度为υ2，主传送皮带的zui大线速度为υ3，垛台传送皮带的zui大线速度为υs。 当镀锡板长度确定后，根据该长度设定υ0一个适当值。υ0确定后，可以确定υ1，υ2和υ3为 υ1=υ0（1+k1） （3） υ2=υ1（1+ k2） （4） υ3=υ2（1+ k3） （5） 其中k1，k2，k3为速度比例因子，其确定算法由图3所示，k1，k2，k3的设定初值α，b，c是根据生产线传送皮带长度和运行速度得出的经验值（本分选控制系统中，α＝0.25，b＝0.1，c＝0.2）。 通过以上算法确定的皮带速度是一级一级加快的，具体关系为：υ3>υ2>υ1>υ0，这样飞剪剪完的镀锡板在传送皮带上会被拉开一定的距离（大约600mm），从而方便光电管跟踪镀锡板信号。 当镀锡板落至垛台传送皮带上后，使其以低速进入垛台中以方便垛台收集镀锡板。垛台传送皮带的线速度：υs=υ3/P（其中P为经验参数，本分选控制系统中，P=3.5）。 3.3 落板控制 由于镀锡板在剪切生产线上高速运行，磁铁系统必须对每一块镀锡板的落板位置和落板姿态进行控制，以避免镀锡板划伤以及在垛台中出现堆钢的问题。 下面以1#垛台为例，说明镀锡板落板位置和落板姿态的控制原理。 设光1# 电管离电磁铁C6的距离为s；板长为L0；Tp3的线速度为υ；主皮带测速码盘K2的计数脉冲信号送入分选控制系统的高速计数模块中，K2每旋转1周对应脉冲数为n2，主传送皮带辊直径为Q2。则K2的每个脉冲对应Tp3走过的距离s2= Q2π×／n 2。 当1 # 光电管一检测到镀锡板高速计数模块就复位开始计数，设其计数值为m，当m满足式（6）条件时，则认为镀锡板到达落板位置，该垛仓的磁铁控制系统动作。 m×s2≥L0+s-υ×ts1 （6） 式中：ts1为延时时间，为经验值。 首先C 6失磁，然后C5，C4，C3，C2，C1，依次延时ts2时间后失磁。这样，镀锡板如图4所示平稳落到垛台传送皮带上（注意：镀锡板的板尾先落下，板头后落下）。 当m满足式（7）条件时，该垛仓的磁铁控制系统恢复。 m×s2≥L0+s+ s2 （7） 式中：s3为延时判断距离，为经验值。 由于主传送皮带的速度比垛台传送皮带的运行速度快3.5倍，后落下的镀锡板的板尾先落到垛台皮带上，而板头则会叠在先落下的镀锡板上，避免了高速运行时镀锡板相互划伤。镀锡板一块叠一块，经垛台传送皮带送入该垛仓。 4 结束语 分选控制系统是冷轧镀锡剪切生产线的一个重要组成部分，其分选速度和精度的控制需要进一步深入研究。武钢冷轧厂镀锡2 #剪生产线的分选控制系统完成后，可以在生产线高速运行下实现镀锡板的分选，有效保证了生产线的效率和产量。本文在武钢冷轧厂镀锡2#剪分选控制系统的基础上，详细剖析了分选控制原理，该原理可以应用于类似的工业生产线。 |
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