一、引言：
在高速線材生產(chǎn)中，飛剪控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)是生產(chǎn)線的重要組成部分，其可靠性直接影響到生產(chǎn)效率及經(jīng)濟效益。本文針對沙鋼榮盛高線3#飛剪控制系統(tǒng)在軋制Φ8、Φ10規(guī)格高速線材為提高軋制節(jié)奏而改變生產(chǎn)工藝后出現(xiàn)的常見問題進行討論。
二、系統(tǒng)概述：
1、系統(tǒng)控制原理
3#飛剪由ABB提供的小型控制器AC80控制，通過一臺DCS600直流傳動裝置實現(xiàn)對飛剪的同步定位、切頭切尾、故障剪切等功能。其控制還通過與軋線控制相關總線MB300、AF100與主控臺" title="主控臺">主控臺OCS500系統(tǒng)、軋線AC450 PLC實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，從而達到遠程操作、主控臺參數(shù)設定、實時提供報警等一系列功能。其控制網(wǎng)絡圖見圖1。
2、飛剪動作概述
該飛剪由一臺西門子214kW的直流電機拖動，其軸編碼器把飛剪位置信號精確傳送至傳動裝置作為反饋，當1#傳感器檢測" title="傳感器檢測">傳感器檢測到軋件頭部信號或PLC接收到的預精軋14#軋機的咬鋼信號后，PLC依照剪切長度及預精軋各軋機出口速度進行精確頭部剪切延時計算、同時依照主控臺設定的超前量等計算飛剪速度參考值，并正確向傳動裝置裝載控制字及速度設定值，一旦頭部由2#傳感器觸發(fā)后即按所計算的延時動作剪切并借助飛剪剪切傳動臂將軋件引入精軋機組。其尾部剪切動作類同于頭部控制，主要用于剪切尾部壞料，該功能正常軋制時不用；對于故障切廢時則在第一時間觸發(fā)動作將軋件引向碎斷剪。其控制流程見圖2。
3、故障現(xiàn)象
3#飛剪在正常生產(chǎn)過程主要用于切頭并導入精軋機，其常見故障表現(xiàn)為提前切頭或不切頭，一般情況下屬于跟蹤信號出錯或1#、2#傳感器信號" title="傳感器信號">傳感器信號不佳引起。本章著重討論另一個故障即剪切后堆廢，從故障現(xiàn)象上分析就是軋件在3#剪剪切后遇到某種阻力造成頭部彎曲而堆鋼。
三、故障原因分析
1、3#飛剪出現(xiàn)的撞頭子現(xiàn)象多數(shù)是由于飛剪后轉轍器不平或飛剪出現(xiàn)鈍口及新更換剪刃后間隙未調整到位所至。在這種情況下就需要機械維護人員加強檢查即可排除，但生產(chǎn)中多數(shù)故障還不排除為電氣原因所引起。
T_hmddly=L4/v13+L3/v14+L2/v15+L1/v16
T_head=(D+L_head+l_correction)/v16-t_start
其中T_headsel為一個固定的時間，飛剪觸發(fā)動作必須在其時間段內(nèi)方能動作以防止誤動作。L_head為主控臺設定切頭長度，l_correction為補償長度，t_start為飛剪起動時間。
2、由于3#飛剪出現(xiàn)撞頭子現(xiàn)象比較偶然，從現(xiàn)場操作人員反映的情況來看多數(shù)為速度不穩(wěn)定，在故障出現(xiàn)的時候好象3#飛剪的剪切速度比正常剪切時明顯要慢，為此主控臺也針對這種故障把飛剪的超前量加大，最大時超前量達到23%左右，但在實際生產(chǎn)過程中仍出現(xiàn)此類故障。
此外電氣人員也對飛剪的設定速度和實際速度進行了跟蹤比較，同樣未能發(fā)現(xiàn)有何異常，此間我們還對傳動柜速度反饋的相關參數(shù)進行了優(yōu)化并更換了編碼器及計數(shù)模板，同樣收效甚微。
由于3#飛剪這種故障在生產(chǎn)過程中屢次發(fā)生，其造成的切廢量及由此產(chǎn)生的熱停工時間日益增加，已成為制約生產(chǎn)的一大因素，為此工段領導責成對3#飛剪故障進行攻關。
四、問題的發(fā)現(xiàn)及解決
3#飛剪在最初的生產(chǎn)階段中從未出現(xiàn)過這種故障，在確認機械設備及電氣傳動及速度反饋正常的情況下仍出現(xiàn)剪切后堆鋼說明問題還在現(xiàn)場某個環(huán)節(jié)上。經(jīng)過對前一段時間出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)記錄進行統(tǒng)計，我們發(fā)現(xiàn)這種故障都出現(xiàn)在軋制Φ8、Φ12兩種規(guī)格過程中，這里必須提到的是：我們高線廠為了提高生產(chǎn)節(jié)奏及設備運轉率對Φ8、Φ12兩種規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝進行了修正，其中預精軋的13#、14#兩臺機架空過，其相應的活套也取消不用，而3#飛剪的剪切動作及速度設定就與其中的相關信號有著千絲萬縷的聯(lián)系，問題肯定就出在這里。
對此我們采用ABB提供的AS100-EDIT應用軟件全程對3#飛剪剪切動作的相關信號進行跟蹤，最終我們在一次飛剪剪切的故障記錄中發(fā)現(xiàn)了故障點，在PLC掃描的記錄中我們不難發(fā)現(xiàn)故障剪切時由PLC發(fā)送至傳動柜的速度設定值不是我們的頭部剪切速度給定值，該速度參照量(線速度)明顯在比正常剪切的速度要慢3m/s，如圖3中標注示意。
結合對飛剪控制程序的進一步研究我們發(fā)現(xiàn)其故障剪切速度實際上是裝載了尾部剪切的設定值。為什么頭部剪切時反而使用了尾部剪切的速度呢？在生產(chǎn)Φ8、 Φ12兩種規(guī)格產(chǎn)品過程中由于工藝的改變，其觸發(fā)頭部剪切的兩個信號中有一個已丟失了，即14#軋機有鋼信號沒有，所以正常軋制時只能靠1#傳感器的信號來控制，由于現(xiàn)場環(huán)境因素及保養(yǎng)不到位的影響，1#傳感器難免會出現(xiàn)信號閃爍的現(xiàn)象，如果恰巧在頭部剪切前出現(xiàn)則導致裝載尾部剪切設定值。
對癥下藥則一切水到渠成，通過對飛剪控制程序作一定優(yōu)化后，我車間再未因1#傳感器信號原因而造成飛剪剪切后堆鋼，Φ8、Φ12高速線材的生產(chǎn)步入新臺階。