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摘 要：本文通过对双边剪电器控制系统的分析，发现了夹送辊跑偏的原因，经调节P参数解决电表同步运行，从而解决跑偏现象，提高双边剪生产效率。
关键词：双边剪 PI参数 同步 跑偏
一、系统组成
滚切式双切边剪是从德国西马克公司引进的一台二手设备，根据客户需要对由上表面修磨后的钢板进行双切边。它是由一台固定在底座上的固定剪和一台可横移的活动剪构成，传动系统为三轴三偏心，每台剪切机均由两台电机传动，采用电气同步。
双切剪主要由L1～L6辊道、滚切式双切边剪、入口夹送辊、出口夹送辊、磁力对中装置和废料输送系统等组成。L1～L6辊道分为四组：L1、L2、L3，4、L5，6，分别由4台250KW逆变柜控制，单独传动。主剪和夹送辊分别各由4台860KW和8台75KW的逆变柜控制。磁力对中装置由液压控制升降横移，位于双边剪输入辊道下方用于双边剪入口处的钢板对中，废料输送系统位于双边剪下用于废边输送与收集。双边剪为滚切式，位于L2与L3辊道之间，其主要工艺参数为：剪切钢板厚度：6～50mm；剪切钢板宽度：1500～3600mm；剪切钢板长度：10000～42000mm；剪切废边宽度：20～150mm；剪刃最大开口度：100mm；剪切次数：16～20次/min；剪切步长：板厚≤40mm步长为1300mm；板厚>40mm步长为1050mm。
二、双边剪自动化控制系统生产流程概述
修磨台架操作工将钢板运送到K1～K2辊道，并发出“定位好”信号。双边剪得到信号好，操作员在主操作台上选择辊道，操作K1～K4与L1～L2辊道同步运转，将钢板送向双边剪。经现场检测元件（第1个光电开关）检测，钢板自动停在入口夹送辊前400mm处。此时操作员向HMI画面输入钢板参数：板宽、板厚、板长等。双边剪根据参数，自动调节剪房宽度和剪缝。激光划线装置，跟踪剪房宽度，自动调节到位。操作员操作磁力对中装置，参考激光线进行对中。完成后磁头自动回归中轴线零位。操作[准备开始]按钮，双边剪自动检查剪房宽度、剪缝、废边导板台、皮带机、液压系统、润滑系统等等，正常后[准备好]指示灯亮。操作工按下[剪切开始]按钮，剪前辊与入口夹送辊启动同时输入辊道L1～L2自动将钢板送入剪机入口夹送辊后400mm（第3个光电开关）停止。入口夹送辊自动压下后，开始剪切步。辊道与上下夹辊同时启动，完成一个输送步停止，此过程在主剪送板相位区内完成之后，完成一次剪切，主剪相位过130度时，开始又一次输送（输送—停止—剪切—输送…）。根据钢板厚度及强度，双边剪以不同的剪切步长、剪切次数、剪切速度自动地连续地剪切钢板。当钢板头端到出口夹送辊后400mm（第5个光电开关）时，钢板停止，出口夹送辊压下。双边剪继续自动剪切步，前后辊道此时都参与输送钢板。钢板尾端离开距入口夹送辊剪（400mm）处的检测元件（第2个光电开关）时入口夹送辊自动抬升（抬升时不停止输送）。钢板尾端接近出口夹送辊时（距1000mm，第4个光电开关），出口夹送辊自动抬升（此时所有剪切步已经完成，抬升时不停止输送）。最后一个剪步时，导板台自动打开，最后一块废料掉下。切边后的钢板手动送往辊道L5双边剪安全距离外。钢板尾部离开出口夹送辊后，废边导板台自动闭合，自动步完成剪下的板边在导板台上由废剪剪碎掉下后运输皮带机关送至废料斗。
三、电气部分概述
电气传动部分主要由4台主剪电机（230KW），8台夹送辊电机（75KW）组成。剪机入口和出口两侧共有4对夹送辊，固定侧夹送辊与剪机固定剪保持一致，移动侧夹送辊与剪机移动剪同步移动，保证夹送辊与剪机的剪切同步送料。其中4台下辊是钢性联接，保证了下辊的同步可靠性。
双边剪的自动控制系统采用了西门子的S7—400PLC，为保证8台夹送辊在夹住钢板向前输送时8台夹送辊电机在转速上的一致和同步，在夹送辊传动控制上采用了西门子SIMOLINK板，利用SIMOLINK环的速度快，抗干挠性强，如遇变频器死机，数据仍可传送，在用于夹送辊和主剪需要同步时能平衡负荷的优点来对8台夹送辊变频器进行控制。8台夹送辊电机都装用编码器，取速度反馈值进PLCFM450高速计数模块进行比较，来判定夹送辊电机的同步性。主剪则采用以一台主剪为主，通过其他3台主剪变频器的电流环反馈来控制。
四、技术方案
在双边剪投入生产以来，制约最大的是双边剪在剪切钢板时，当一刀剪完后，在夹送辊输送钢板时，由于8台夹送辊的不同步，板子出现了向固定侧或向移动侧偏移，導致后一刀再剪切时，剪刃的下刀点与前一刀剪完后的边部不在同一条直线上，钢板边部剪出了错口即牙口，剪出的钢板边部不平直，此时我们认为双边剪出现了跑偏现象。
双边剪夹送辊传动系统，虽然采用了编码器作为速度反馈信号，构成精度比较高的速度闭环控制，但每台电机参数及逆变柜中PI参数动态响应特性稍有误差，必然造成电机实际转速的误差。由于4台下夹送辊采用了钢性联接，可以保证两台之间的同步。但上辊和下辊之间的动态同步就存在误差了，根据实际观察，每台电机（空载时转速误差在10～15%之间）在剪切20mm以上厚度钢板时，基本上不存在跑偏，20mm以下钢板跑偏现象就反映出来了。因此要通过调整逆变柜中的相关P参才能达到同步。
五、实际方案
当出现跑偏时，首先观察钢板的跑偏部位、方向及有几个夹送辊在工作。当钢板在入口夹送辊夹住输送时，尾部向固定侧（移动侧）甩时，我们认为固定侧（移动侧）的上夹送辊的速度偏快，此时钢板会出现头部有牙口，观察确定后，则调整相对应的入口固定侧（移动侧）上夹送辊逆变柜的P参数，直到最佳效果。反之，当钢板尾部出现了牙口现象，则调整相对应的出口夹送辊上辊逆变柜的P参数。
具体地跑偏现象描述如下：输送钢板辊道为由西往东（即钢板剪切方向）、八个夹送辊为南北均布（上面四个，下面四个）。北为移动侧，南为固定侧。头部跑偏当钢板头部进入入口夹送辊时，入口夹送辊两个上辊下压，（出口侧夹送辊不动作）上下两个夹送辊夹紧钢板后向前输送，同时按步长进行剪切。如果此时出现钢板跑偏，首先观察头部两边牙口。如果北面是外牙口（此时废边已切下），南面是内牙口（废细边还附在钢板上），则说明北面①号夹送辊转速度更快，此时通过调整①号辊电气系统逆变柜中P参数改变转速，达到①号与②号的同步，从而解决跑偏现象，反之，调②号辊转速即可。
1、中间跑偏
当钢板达到出口夹送辊时，③④号辊自动压下，八个夹送辊同时工作，钢板正常剪切，如出现剪切牙口，说明出口与入口夹送辊辊速不同，调整及判断同上。
2、尾部跑偏
当钢板尾部离开入口夹送辊时，①②号辊子自动上抬，钢板由③④号辊下压，如果出现跑偏现象，判断及调整同上。
钢板跑偏现象基本上是上面所述三种，通过我们认真观察，采取相应措施后，基本得到控制。跑偏现象是一个综合现象，应该说和机械磨损有一定的关系。如夹送辊辊径，下刀床过渡板和夹送辊的角度等。通过调整相应夹送辊转速度参数后，跑偏现象可以基本得到控制。故障率大大降低。
六、运转效果
2005年8月投产至2006年4月，由于双边剪跑偏原因，造成双边剪剪切非计划占精整车间40%，故障率占70%。06年5月份通过采取相应措施后，非计划降至0.15%，故障率几乎降为零。
七、结束语
双边剪夹送辊跑偏是制约双边剪正常工作的最大因素，因此，只有有效解决这个难点，才能确保双边剪以最高效率运行。
关键词：双边剪 PI参数 同步 跑偏
一、系统组成
滚切式双切边剪是从德国西马克公司引进的一台二手设备，根据客户需要对由上表面修磨后的钢板进行双切边。它是由一台固定在底座上的固定剪和一台可横移的活动剪构成，传动系统为三轴三偏心，每台剪切机均由两台电机传动，采用电气同步。
双切剪主要由L1～L6辊道、滚切式双切边剪、入口夹送辊、出口夹送辊、磁力对中装置和废料输送系统等组成。L1～L6辊道分为四组：L1、L2、L3，4、L5，6，分别由4台250KW逆变柜控制，单独传动。主剪和夹送辊分别各由4台860KW和8台75KW的逆变柜控制。磁力对中装置由液压控制升降横移，位于双边剪输入辊道下方用于双边剪入口处的钢板对中，废料输送系统位于双边剪下用于废边输送与收集。双边剪为滚切式，位于L2与L3辊道之间，其主要工艺参数为：剪切钢板厚度：6～50mm；剪切钢板宽度：1500～3600mm；剪切钢板长度：10000～42000mm；剪切废边宽度：20～150mm；剪刃最大开口度：100mm；剪切次数：16～20次/min；剪切步长：板厚≤40mm步长为1300mm；板厚>40mm步长为1050mm。
二、双边剪自动化控制系统生产流程概述
修磨台架操作工将钢板运送到K1～K2辊道，并发出“定位好”信号。双边剪得到信号好，操作员在主操作台上选择辊道，操作K1～K4与L1～L2辊道同步运转，将钢板送向双边剪。经现场检测元件（第1个光电开关）检测，钢板自动停在入口夹送辊前400mm处。此时操作员向HMI画面输入钢板参数：板宽、板厚、板长等。双边剪根据参数，自动调节剪房宽度和剪缝。激光划线装置，跟踪剪房宽度，自动调节到位。操作员操作磁力对中装置，参考激光线进行对中。完成后磁头自动回归中轴线零位。操作[准备开始]按钮，双边剪自动检查剪房宽度、剪缝、废边导板台、皮带机、液压系统、润滑系统等等，正常后[准备好]指示灯亮。操作工按下[剪切开始]按钮，剪前辊与入口夹送辊启动同时输入辊道L1～L2自动将钢板送入剪机入口夹送辊后400mm（第3个光电开关）停止。入口夹送辊自动压下后，开始剪切步。辊道与上下夹辊同时启动，完成一个输送步停止，此过程在主剪送板相位区内完成之后，完成一次剪切，主剪相位过130度时，开始又一次输送（输送—停止—剪切—输送…）。根据钢板厚度及强度，双边剪以不同的剪切步长、剪切次数、剪切速度自动地连续地剪切钢板。当钢板头端到出口夹送辊后400mm（第5个光电开关）时，钢板停止，出口夹送辊压下。双边剪继续自动剪切步，前后辊道此时都参与输送钢板。钢板尾端离开距入口夹送辊剪（400mm）处的检测元件（第2个光电开关）时入口夹送辊自动抬升（抬升时不停止输送）。钢板尾端接近出口夹送辊时（距1000mm，第4个光电开关），出口夹送辊自动抬升（此时所有剪切步已经完成，抬升时不停止输送）。最后一个剪步时，导板台自动打开，最后一块废料掉下。切边后的钢板手动送往辊道L5双边剪安全距离外。钢板尾部离开出口夹送辊后，废边导板台自动闭合，自动步完成剪下的板边在导板台上由废剪剪碎掉下后运输皮带机关送至废料斗。
三、电气部分概述
电气传动部分主要由4台主剪电机（230KW），8台夹送辊电机（75KW）组成。剪机入口和出口两侧共有4对夹送辊，固定侧夹送辊与剪机固定剪保持一致，移动侧夹送辊与剪机移动剪同步移动，保证夹送辊与剪机的剪切同步送料。其中4台下辊是钢性联接，保证了下辊的同步可靠性。
双边剪的自动控制系统采用了西门子的S7—400PLC，为保证8台夹送辊在夹住钢板向前输送时8台夹送辊电机在转速上的一致和同步，在夹送辊传动控制上采用了西门子SIMOLINK板，利用SIMOLINK环的速度快，抗干挠性强，如遇变频器死机，数据仍可传送，在用于夹送辊和主剪需要同步时能平衡负荷的优点来对8台夹送辊变频器进行控制。8台夹送辊电机都装用编码器，取速度反馈值进PLCFM450高速计数模块进行比较，来判定夹送辊电机的同步性。主剪则采用以一台主剪为主，通过其他3台主剪变频器的电流环反馈来控制。
四、技术方案
在双边剪投入生产以来，制约最大的是双边剪在剪切钢板时，当一刀剪完后，在夹送辊输送钢板时，由于8台夹送辊的不同步，板子出现了向固定侧或向移动侧偏移，導致后一刀再剪切时，剪刃的下刀点与前一刀剪完后的边部不在同一条直线上，钢板边部剪出了错口即牙口，剪出的钢板边部不平直，此时我们认为双边剪出现了跑偏现象。
双边剪夹送辊传动系统，虽然采用了编码器作为速度反馈信号，构成精度比较高的速度闭环控制，但每台电机参数及逆变柜中PI参数动态响应特性稍有误差，必然造成电机实际转速的误差。由于4台下夹送辊采用了钢性联接，可以保证两台之间的同步。但上辊和下辊之间的动态同步就存在误差了，根据实际观察，每台电机（空载时转速误差在10～15%之间）在剪切20mm以上厚度钢板时，基本上不存在跑偏，20mm以下钢板跑偏现象就反映出来了。因此要通过调整逆变柜中的相关P参才能达到同步。
五、实际方案
当出现跑偏时，首先观察钢板的跑偏部位、方向及有几个夹送辊在工作。当钢板在入口夹送辊夹住输送时，尾部向固定侧（移动侧）甩时，我们认为固定侧（移动侧）的上夹送辊的速度偏快，此时钢板会出现头部有牙口，观察确定后，则调整相对应的入口固定侧（移动侧）上夹送辊逆变柜的P参数，直到最佳效果。反之，当钢板尾部出现了牙口现象，则调整相对应的出口夹送辊上辊逆变柜的P参数。
具体地跑偏现象描述如下：输送钢板辊道为由西往东（即钢板剪切方向）、八个夹送辊为南北均布（上面四个，下面四个）。北为移动侧，南为固定侧。头部跑偏当钢板头部进入入口夹送辊时，入口夹送辊两个上辊下压，（出口侧夹送辊不动作）上下两个夹送辊夹紧钢板后向前输送，同时按步长进行剪切。如果此时出现钢板跑偏，首先观察头部两边牙口。如果北面是外牙口（此时废边已切下），南面是内牙口（废细边还附在钢板上），则说明北面①号夹送辊转速度更快，此时通过调整①号辊电气系统逆变柜中P参数改变转速，达到①号与②号的同步，从而解决跑偏现象，反之，调②号辊转速即可。
1、中间跑偏
当钢板达到出口夹送辊时，③④号辊自动压下，八个夹送辊同时工作，钢板正常剪切，如出现剪切牙口，说明出口与入口夹送辊辊速不同，调整及判断同上。
2、尾部跑偏
当钢板尾部离开入口夹送辊时，①②号辊子自动上抬，钢板由③④号辊下压，如果出现跑偏现象，判断及调整同上。
钢板跑偏现象基本上是上面所述三种，通过我们认真观察，采取相应措施后，基本得到控制。跑偏现象是一个综合现象，应该说和机械磨损有一定的关系。如夹送辊辊径，下刀床过渡板和夹送辊的角度等。通过调整相应夹送辊转速度参数后，跑偏现象可以基本得到控制。故障率大大降低。
六、运转效果
2005年8月投产至2006年4月，由于双边剪跑偏原因，造成双边剪剪切非计划占精整车间40%，故障率占70%。06年5月份通过采取相应措施后，非计划降至0.15%，故障率几乎降为零。
七、结束语
双边剪夹送辊跑偏是制约双边剪正常工作的最大因素，因此，只有有效解决这个难点，才能确保双边剪以最高效率运行。