高度對中新設(shè)計參考方案

1、關(guān)于機(jī)組高度對中的新設(shè)計方案1 高度對中功能概述1.1 上卷操作過程冷軋機(jī)組生產(chǎn)中的上卷過程見圖一，簡述如下：1號準(zhǔn)備鞍座2號準(zhǔn)備鞍座高度對中等待位寬度對中開始位開卷機(jī)開卷機(jī)卷軸高度鋼卷芯軸高度上卷小車鋼卷高度對中位檢測器寬度對中位檢測器機(jī)組中心線圖一上卷小車將準(zhǔn)備鞍座上的鋼卷托起，橫移到高度對中等待位置，通過高度對中檢測器測出鋼卷的直徑，上卷小車自動升降，使鋼卷芯軸的高度與開卷機(jī)卷軸的高度一致，高度對中操作完成。保持鋼卷高度不變，上卷小車向開卷機(jī)方向橫移，到達(dá)寬度對中位置，由寬度對中檢測器測出鋼卷寬度，繼續(xù)橫移將鋼卷套入開卷機(jī)卷軸上，當(dāng)鋼卷的寬度中心線與機(jī)組中心線重合，寬度對中操作完成，上卷

2、過程結(jié)束。OAPRBh上卷小車開卷機(jī)卷軸高度對中檢測器鋼卷圖二S1S2S3HG1.2 自動高度對中工作原理 以G為參照點，見圖二。 已知：高度對中檢測器高度S1 開卷機(jī)卷軸高度S2上卷小車升到最高點S3 上卷小車斜面夾角計算：高度對中的行程S過程：上卷小車升到最高點時，鋼卷的B點到G的高度為H。 當(dāng)B點下降到高度對中檢測器通光時，測出下降高度為h，可計算出鋼卷的半徑R。根據(jù)鋼卷半徑計算出鋼卷芯軸O點到P的高度，最終得到上卷小車自動對中的運行路程S。推導(dǎo)：HhS1BPHS3 R（1+ 1 /sin）R（hS1S3）/（1+ 1 /sin）OPR /sin（hS1S3）/（1 sin）SOP（S2

3、S3）h整理：Sk0k1h 其中k0為S1、S2、S3和的函數(shù) k1為的函數(shù)結(jié)論：高度對中行程S隨上卷小車升降到檢測器通遮光而確定。1.3 某鋼冷軋廠高度對中部分設(shè)計方案介紹1.3.1重卷準(zhǔn)備機(jī)組高度對中方案略鋼卷在高度對中等待位置，啟動高度對中功能，上卷小車上升到最高點后，小車開始下降，當(dāng)高度對中檢測器測通光時，測出鋼卷的直徑，計算鋼卷芯軸的高度并運行到與開卷機(jī)卷軸的高度一致，高度對中操作完成。上卷小車升降的行程經(jīng)齒輪齒條將直線位移轉(zhuǎn)換成角位移，PLC通過脈沖信號發(fā)射器計算液壓缸相對行程，獲得小車的絕對高度反饋值。在寬度對中功能執(zhí)行前，操作人員必須確認(rèn)鋼卷芯軸的高度是否下降（或上卷小車是否下

4、降），以防鋼卷與卷軸相碰。1.3.2酸軋機(jī)組高度對中方案鋼卷在高度對中等待位置，啟動高度對中功能，根據(jù)鋼卷是否遮擋檢測器，驅(qū)動上卷小車升降，當(dāng)檢測器遮通光發(fā)生跳變時，測出鋼卷的直徑，計算鋼卷芯軸的高度并運行到與開卷機(jī)卷軸的高度一致，高度對中操作完成。上卷小車絕對高度反饋值的獲得與重卷準(zhǔn)備機(jī)組類同。在寬度對中功能執(zhí)行前，采用鋼卷芯軸高度檢測裝置（見圖三）確認(rèn)上卷小車是否下降。該裝置由兩個檢測臂組成，一個臂上安裝紅外線光電發(fā)射器，另一個臂上安裝紅外線光電接收器。檢測臂中心線的水平高度為開卷機(jī)卷軸的高度，平時處于垂直位置。鋼卷內(nèi)徑開卷機(jī)卷軸高度紅外線光電發(fā)射器圖三1.3.3熱鍍鋅機(jī)組高度對中方案略上

5、卷小車在高度對中執(zhí)行時，運行過程與酸軋機(jī)組類似。上卷小車升降的行程經(jīng)齒輪齒條將直線位移轉(zhuǎn)換成角位移，PLC通過旋轉(zhuǎn)編碼器計算液壓缸行程，直接獲得小車的絕對高度反饋值。在寬度對中功能執(zhí)行前，系統(tǒng)可通過旋轉(zhuǎn)編碼器自動確認(rèn)鋼卷芯軸的高度變化量，防止鋼卷與卷軸相碰。2 高度對中的新設(shè)計方案2.1行程反饋采用位移傳感器高度對中的基本設(shè)備不變，行程反饋器件采用位移傳感器。位移傳感器以Temposonics-RH系列磁尺為例，將磁尺桿固定于液壓缸內(nèi)，磁環(huán)固定在活塞體上，并隨液壓缸活塞而移動，見圖四所示。圖四磁尺桿磁環(huán)活塞活塞桿液壓缸信號輸出ab 活塞桿移動時，磁環(huán)與磁尺桿的位置發(fā)生變化，產(chǎn)生連續(xù)代碼，該代碼

6、反應(yīng)磁環(huán)與磁尺桿相對運動的距離，將此代碼作為上卷小車運行的高度反饋信號。液壓缸收縮到極限位置，磁環(huán)與磁尺桿對應(yīng)關(guān)系的代碼為a，將其標(biāo)定為上卷小車的高度為0 mm。當(dāng)液壓缸伸出時，磁環(huán)隨活塞桿移動后，它們對應(yīng)關(guān)系的代碼變?yōu)閎，液壓缸行程Sk（ba）mm，k為轉(zhuǎn)換系數(shù)，以此直接獲得上卷小車的絕對高度反饋值。2.2 標(biāo)高設(shè)計 將上卷小車視為一質(zhì)點，用P表示。該質(zhì)點的相對標(biāo)高用Pj（j = 0,1,2,3）表示，Pfi為高度反饋值，見圖五。圖五高度對中檢測器S上卷小車OB鋼卷準(zhǔn)備鞍座P1P上卷小車OB鋼卷準(zhǔn)備鞍座P0P上卷小車OB鋼卷準(zhǔn)備鞍座Pf1P開卷機(jī)卷軸高度P2PjiARabcO1O22.2.1

7、 以P00為相對標(biāo)高參照點見圖五a，鋼卷放在機(jī)組入口的準(zhǔn)備鞍座上，上卷小車在最低高度，設(shè)小車代表點P的標(biāo)高為P0，相對標(biāo)高值為0mm。約束條件：當(dāng)設(shè)計最小直徑的鋼卷存放在準(zhǔn)備鞍座上，上卷小車在鋼卷下移動時，不與鋼卷下方碰擦。2.2.2托鋼卷橫移時上卷小車標(biāo)高P1的確定見圖五b，上卷小車將鋼卷托起，小車P點的標(biāo)高為P1，液壓缸行程S1P1P0，一般S1可選280mm左右。約束條件：當(dāng)上卷小車托著鋼卷橫移時，鋼卷不與準(zhǔn)備鞍座碰擦。最大直徑鋼卷芯軸高度O點的相對高度為Rmax/sin+ S1，最小直徑鋼卷芯軸高度O點的相對高度為Rmin/sin+ S1。2.2.3開卷機(jī)卷軸相對標(biāo)高P2的確定由機(jī)組設(shè)

8、計而定，在此暫定1360mm。鋼卷芯軸高度O點的高度計算見圖五c，上卷小車托著鋼卷橫移到高度對中等待位置后，啟動自動高度對中功能，高度對中檢測器通光，小車托著鋼卷上升，當(dāng)鋼卷將檢測器遮光時，P點高度位置的反饋值Pf1 被PLC讀取。鋼卷最高點B的高度為R（1+ 1 /sin）+ Pf1P3。鋼卷半徑R（P3 Pf1）/ （1+ 1 /sin）鋼卷芯軸O點的高度So為R /sin+ Pf1。整理：SoC0C 1 Pf1 其中：C 0 為P 3和的函數(shù)C 1為的函數(shù)2.2.4 高度對中檢測器相對標(biāo)高P3i的確定為了適應(yīng)鋼卷直徑的全部范圍，設(shè)計兩組高度對中檢測器，標(biāo)高為P3i（i=1,2） 且令75

9、°（小車斜面夾角90°）。上料鋼卷在高度對中等待位置，鋼卷將部分遮擋檢測器的通光和預(yù)計算直徑范圍自動選擇其中合適的一組檢測器高度值P3i，進(jìn)行高度對中操作。以最大鋼卷直徑為依據(jù)，鋼卷在對中等待位置，將全部遮擋檢測器，允許上卷小車下降150mm，計算檢測器1的標(biāo)高P31。P31S1Rmax（1+ 1 /sin）200 2801040 (11.035) 2002196.4 mmP31 取2200mm；P32 取2000mm。不同直徑的上料鋼卷選用不同標(biāo)高的高度對中檢測器，以及測量卷徑時小車的運行方向，選擇條件見表一。表一通遮光狀態(tài)檢測器1遮光通光通光檢測器2遮光遮光通光直徑范圍

10、190020401690190011001690檢測器標(biāo)高P31P32P32測徑運行下降下降上升2.2.5液壓缸最大行程的確定當(dāng)最小鋼卷時，可在P32處進(jìn)行高度對中，此時鋼卷最高點相對高度BP應(yīng)大于2000mm，液壓缸最大行程： Pf2BP Rmin（1+ 1 /sin）20001119.25880.75mm 選液壓缸最大行程900mm。 如果使用三個檢測器，液壓缸最大行程可將到700mm。2.2.6開卷機(jī)卷軸相對標(biāo)高P2的確定液壓缸全伸出時，上卷小車應(yīng)到達(dá)最高點，小車的最高點可托最小殘卷。鋼卷的內(nèi)徑視為最小極限殘卷，極限殘卷O點的相對標(biāo)高為R0/sin+ Pf2（鋼卷內(nèi)徑D0760mm）。開

11、卷機(jī)卷軸相對標(biāo)高P2的高度：P2Pf2+D0/2sin900mm+393.3mm1293.3mm選P2標(biāo)高1293mm。以上述參數(shù)為依據(jù)，具體核算見表二：表二選擇標(biāo)高R鋼卷半徑Pf1 點標(biāo)高So點標(biāo)高測徑行程h對中行程S最低最高最低最高大卷小卷大卷小卷2200104095083.6266.7511601250-196.4-13.25+133+43200095084666.75278.410501154-213.25-1.6+243+1392000845550280.4880.7511551450+0.4+600.75+138-157 注：鋼卷直徑1690mm到1692mm之間由檢測器自動選擇運

12、動方向。2.3 控制過程簡述上卷小車托著鋼卷在高度對中等待位置； 高度對中準(zhǔn)備好；啟動高度對中功能；自動選擇合適的高度對中檢測器標(biāo)高參數(shù)；上卷小車托著鋼卷升降，選用的檢測器通遮光狀態(tài)保持不變；當(dāng)選用的檢測器通遮光狀態(tài)跳變，PLC中斷讀取高度反饋值Pf1；計算鋼卷直徑D=f（P3i，Pf1，）；計算高度對中行程S，上卷小車運行到位后停止；保存上卷小車停止運行時的高度反饋值Pf 。高度對中功能執(zhí)行完畢。2.4 小車下降預(yù)報新方案中，高度對中結(jié)束時（t0）將保存高度反饋值Pf到P寄存器中，等待一段時間（t1）后，讀取當(dāng)前高度反饋值Pf3， 小車高度下降趨勢的預(yù)報值F=（PPf3）/（t1t0）。寬度對中