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[摘要]介绍了华菱湘钢高线厂集卷系统工艺，控制原理，集卷站的组成、工艺过程控制和技术改进。目的是提高电气维护人员对现场的熟练程度，对系统控制原理的熟悉掌握。
[关键词]高速线材，集卷工艺，电气控制，ABB
中图分类号:TG385.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0036-01
正文：
1 前言
华菱湘钢高线厂一线是1994年筹建建成，是上世纪90年代国际先进水平生产线，由瑞典ABB公司设计的全套轧线控制系统，其中的集卷站区域主要承接的是由STM辊道输送经风冷后的散卷。经过多年运行，改善，原设计已经多处加以修改和完善。下面就对这部分单体最复杂集卷站工艺控制过程和电气技术改进做重点阐述
2 集卷站设备组成
集卷站包括两个工作区，即双臂芯轴区和运卷小车区。所含设备包括布卷器，鼻锥，分离爪，升降托板，集卷门，双臂芯轴，内心轴，运卷小车等，运卷小车车体包含铰接臂，移动臂，小车行走电机，小车升降装置等。这套集卷设备中升降托板和运卷小车为直流传动拖动，分离爪为气动压力驱动，空气压力4MPa，其余的机械执行装置均为C#液压站提供的流体液压驱动。
3 集卷站工艺流程。
当生产第一根钢到达集卷站之前，集卷站操作人员应该手动试车两遍以上，以确保设备有效动作后，将集卷区设备保持在初始位置，即：布卷器停止，分离爪关闭，升降托板在顶位，集卷门关闭，内芯轴在上升位，双臂芯轴在0°或180°，运卷小车在等待位置，小车铰接臂和移动臂打开，升降车体在下降位置。当散卷来到集卷站工位时，集卷站所属设备开始从初始位置开始工作，具体工作分为如下双臂芯轴区和运卷小车区。
3.1 双臂芯轴工作位控制流程。
散卷从斯太尔摩辊道冷却后下来，就到达了集卷站，详细工作流程为：
（1）、集卷站检测有钢信号后，布卷器开始布卷，散卷有序落入至关闭的分离爪上；
（2）、有钢信号延迟2秒，分离爪打开，盘卷落在升降托板的顶位；
（3）、开始持续集卷在托板上，托板缓慢向底位移动；
（4）、当盘卷集卷完毕，分离爪关闭，内心轴下降；
（5）、托板下降至底位，盘卷落在垂直的双臂芯轴上，集卷门打开；
（6）、双臂芯轴旋转180°，有盘卷的芯轴旋转成为水平位置；（此动作触发下一工作位运卷小车的第一步）
（7）、托板上升至顶位，集卷门关闭，内心轴上升。
（8）、回到初始位置等待下一次散卷到来。
3.2 运卷小车工作位控制流程。
上接双臂芯轴工作位第（6）步，盘卷经双臂芯轴工作位至水平位置，小车开始动作：
（1）、垂直的双臂芯轴旋转一个180°至水平位置；
（2）、空的运卷小车从等待的停车位置行走至芯轴位置；
（3）、运卷小车升降装置升起；
（4）、当升降机构升起的同时，小车移动臂和铰接臂关闭，将盘卷夹住；
（5）、夹住盘卷的运卷小车朝C型钩方向行走；
（6）、通過移动臂增值编码器中心定位计数，计算出小车行走距离至C型钩中心位置；
（7）、到C型钩中心位置送卷小车升降机构降下，移动臂铰接臂打开；
（8）、运卷小车行走至停车等待位置并停止, 等待下一次双臂芯轴的盘卷到来；
（9）、PF链集卷站停止器发车，C型钩带盘卷运送至下一工位。
到这里，一盘从斯太尔摩冷却后的散卷成功的通过集卷站运送到了PF链系统至下一工位打包，完成了集卷站的工作流程，只要主控台控制好出钢节奏，集卷站就可以不停歇的进行集卷。
4 托板定位编码器的改造
在ABB原始设计的托板定位系统中，托板位置检测是由托板链轮的位置编码器反馈，如图一左图所示。但经过调试和实际运转，该处设计的位置编码器非常容易出现故障。通过现场技术人员的攻关改造，将原来用于定位的编码器改为顶部底部共四个接近开关控制，开关采用的是三线制耐高温15mm的感应距离，并各有备用开关，四个开关分别安装在托板的顶部到位，顶部快到位，底部到位和底部快到位。这样的设计也是等同与编码器位置定位功能一样，而且避免了昂贵编码器备件被频繁损坏和环境干扰的情况，从而大大的保证了集卷区托板运行的可靠性和连续性。（见图1）
5 运卷小车的定位和C型钩中心定位
运卷小车接完散卷后，接下来就是上卷过程，为了不使得PF链C型钩搭载线卷时出现头重脚轻歪斜的情况，必须要求C型钩中心定位准确。图二中最左侧为运卷行走小车接钢位置，也是小车编码器计数置零位。我们称之为计数初始位置；最右侧为PF链C型钩的中心位置，我们称之为运卷小车上钩停止位，从最左侧至最右侧为固定距离，称之为X；图示中的Y为运卷小车上所携带的线卷长度，这个变化的长度是由运卷小车车体固定长度Z减去移动臂动作行程M得到，那么从图三中可以简单的算出运卷小车所要行走定位的实际距离N=X-Y/2=X-(Z-M)/2，X,Z为固定距离，M为移动臂编码器计算得出，这样，每次运卷小车行走距离N就可以通过增量型编码器给出的位置反馈，来控制行走电机的准确实际行程，保证上钩正常。（见图2）
6 结束语
湘钢高线厂集卷站经过长年累月的运行实践和技术积累，其自动化和稳定性已相当高，大小改造和技术革新很多，这里仅就介绍以上较为实用，故障频率较高的几点内容，到目前位置，湘钢高线厂单线年产量高达73万吨，居国内较高水准。
参考文献
［1］ 王仁祥.电力新技术概论[M].北京：中国电力出版社，2009.
［2］ 刘百昆.实用电工技术问卷[J].内蒙古：内蒙古人民出版社，1992.
作者简介
姓名付川，性别男，籍贯湖北武汉，出生年月1983年11月4日，单位：华菱湘钢高线厂，职称：电气助理工程师，研究方向：钢铁厂电气设备的安装，调试，维护，保养，升级，改造等
[关键词]高速线材，集卷工艺，电气控制，ABB
中图分类号:TG385.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)28-0036-01
正文：
1 前言
华菱湘钢高线厂一线是1994年筹建建成，是上世纪90年代国际先进水平生产线，由瑞典ABB公司设计的全套轧线控制系统，其中的集卷站区域主要承接的是由STM辊道输送经风冷后的散卷。经过多年运行，改善，原设计已经多处加以修改和完善。下面就对这部分单体最复杂集卷站工艺控制过程和电气技术改进做重点阐述
2 集卷站设备组成
集卷站包括两个工作区，即双臂芯轴区和运卷小车区。所含设备包括布卷器，鼻锥，分离爪，升降托板，集卷门，双臂芯轴，内心轴，运卷小车等，运卷小车车体包含铰接臂，移动臂，小车行走电机，小车升降装置等。这套集卷设备中升降托板和运卷小车为直流传动拖动，分离爪为气动压力驱动，空气压力4MPa，其余的机械执行装置均为C#液压站提供的流体液压驱动。
3 集卷站工艺流程。
当生产第一根钢到达集卷站之前，集卷站操作人员应该手动试车两遍以上，以确保设备有效动作后，将集卷区设备保持在初始位置，即：布卷器停止，分离爪关闭，升降托板在顶位，集卷门关闭，内芯轴在上升位，双臂芯轴在0°或180°，运卷小车在等待位置，小车铰接臂和移动臂打开，升降车体在下降位置。当散卷来到集卷站工位时，集卷站所属设备开始从初始位置开始工作，具体工作分为如下双臂芯轴区和运卷小车区。
3.1 双臂芯轴工作位控制流程。
散卷从斯太尔摩辊道冷却后下来，就到达了集卷站，详细工作流程为：
（1）、集卷站检测有钢信号后，布卷器开始布卷，散卷有序落入至关闭的分离爪上；
（2）、有钢信号延迟2秒，分离爪打开，盘卷落在升降托板的顶位；
（3）、开始持续集卷在托板上，托板缓慢向底位移动；
（4）、当盘卷集卷完毕，分离爪关闭，内心轴下降；
（5）、托板下降至底位，盘卷落在垂直的双臂芯轴上，集卷门打开；
（6）、双臂芯轴旋转180°，有盘卷的芯轴旋转成为水平位置；（此动作触发下一工作位运卷小车的第一步）
（7）、托板上升至顶位，集卷门关闭，内心轴上升。
（8）、回到初始位置等待下一次散卷到来。
3.2 运卷小车工作位控制流程。
上接双臂芯轴工作位第（6）步，盘卷经双臂芯轴工作位至水平位置，小车开始动作：
（1）、垂直的双臂芯轴旋转一个180°至水平位置；
（2）、空的运卷小车从等待的停车位置行走至芯轴位置；
（3）、运卷小车升降装置升起；
（4）、当升降机构升起的同时，小车移动臂和铰接臂关闭，将盘卷夹住；
（5）、夹住盘卷的运卷小车朝C型钩方向行走；
（6）、通過移动臂增值编码器中心定位计数，计算出小车行走距离至C型钩中心位置；
（7）、到C型钩中心位置送卷小车升降机构降下，移动臂铰接臂打开；
（8）、运卷小车行走至停车等待位置并停止, 等待下一次双臂芯轴的盘卷到来；
（9）、PF链集卷站停止器发车，C型钩带盘卷运送至下一工位。
到这里，一盘从斯太尔摩冷却后的散卷成功的通过集卷站运送到了PF链系统至下一工位打包，完成了集卷站的工作流程，只要主控台控制好出钢节奏，集卷站就可以不停歇的进行集卷。
4 托板定位编码器的改造
在ABB原始设计的托板定位系统中，托板位置检测是由托板链轮的位置编码器反馈，如图一左图所示。但经过调试和实际运转，该处设计的位置编码器非常容易出现故障。通过现场技术人员的攻关改造，将原来用于定位的编码器改为顶部底部共四个接近开关控制，开关采用的是三线制耐高温15mm的感应距离，并各有备用开关，四个开关分别安装在托板的顶部到位，顶部快到位，底部到位和底部快到位。这样的设计也是等同与编码器位置定位功能一样，而且避免了昂贵编码器备件被频繁损坏和环境干扰的情况，从而大大的保证了集卷区托板运行的可靠性和连续性。（见图1）
5 运卷小车的定位和C型钩中心定位
运卷小车接完散卷后，接下来就是上卷过程，为了不使得PF链C型钩搭载线卷时出现头重脚轻歪斜的情况，必须要求C型钩中心定位准确。图二中最左侧为运卷行走小车接钢位置，也是小车编码器计数置零位。我们称之为计数初始位置；最右侧为PF链C型钩的中心位置，我们称之为运卷小车上钩停止位，从最左侧至最右侧为固定距离，称之为X；图示中的Y为运卷小车上所携带的线卷长度，这个变化的长度是由运卷小车车体固定长度Z减去移动臂动作行程M得到，那么从图三中可以简单的算出运卷小车所要行走定位的实际距离N=X-Y/2=X-(Z-M)/2，X,Z为固定距离，M为移动臂编码器计算得出，这样，每次运卷小车行走距离N就可以通过增量型编码器给出的位置反馈，来控制行走电机的准确实际行程，保证上钩正常。（见图2）
6 结束语
湘钢高线厂集卷站经过长年累月的运行实践和技术积累，其自动化和稳定性已相当高，大小改造和技术革新很多，这里仅就介绍以上较为实用，故障频率较高的几点内容，到目前位置，湘钢高线厂单线年产量高达73万吨，居国内较高水准。
参考文献
［1］ 王仁祥.电力新技术概论[M].北京：中国电力出版社，2009.
［2］ 刘百昆.实用电工技术问卷[J].内蒙古：内蒙古人民出版社，1992.
作者简介
姓名付川，性别男，籍贯湖北武汉，出生年月1983年11月4日，单位：华菱湘钢高线厂，职称：电气助理工程师，研究方向：钢铁厂电气设备的安装，调试，维护，保养，升级，改造等