1#飞剪控制任务书.docx

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1#飞剪控制任务书

一、设备用途

主要是将粗轧机出口的轧件在其向中轧机入口运行的过程中切除轧件头部（切头长度可调，根据轧制过程中轧件头部产生的开裂长短设定）。

此外还可以对运行过程中轧件进行切尾和碎断。

二、设备主要性能参数

1．1设备主要功能描述

飞剪型号FJ-1#C

剪切形式曲柄连杆式飞剪

剪切功能切头、切尾、碎断

工作制度启/停式工作制

剪切材料端面≤7200mm2

剪切温度≥850℃

剪切速度V=0.40～1.50m/s

曲柄偏心距R=110mm

传动比i=2.76

剪刃宽度=280mm

切头长度≤200mm可调

切废长度≤1000mm

润滑系统稀油集中润滑（油压）0.1～0.3Mpa

代表钢种25MnSiV、40MnSiV

1．2所选电机技术参数：

型号ZFQZ-355-42

额定功率360KW额定转速550r/min

额定电压440V

额定转矩6.5kNm

最大运行转矩20kNm

启动转矩23kNm

转动惯量J=15kg㎡

三、受控制的装置

飞剪主传动直流电动机1台ZFQZ-355-42

360KW550r/min额定电压440V

主传动直流电机

冷却风机1台

温度传感器1只

飞剪前的热金属检测器1个

轧机编码器1只

飞剪编码器1只

接近开关1只

四、控制要求（建议）

4.1控制概述

如下图所示，该飞剪控制系统主要分三大部分：

PLC控制系统，直流驱动系统，电机和飞剪机械部分执行系统。

通过控制柜面板或主控室里的上位机和操作台以及机旁操作箱上的控制元件可以完成对飞剪的控制，并预留飞剪合闸/分闸、运行、试剪、及急停按钮和飞剪合闸、运行、故障及零位指示灯等信号的接口。

同时通过控制柜上的人机接口可以对PLC进行剪切方式、剪切长度及剪切速度的设定。

控制方案见下图1（控制方案图）。

图1：

控制方案图

系统工作过程如下：

当成品棒材经过传感器时，传感器给PLC发出有钢信号，同时PLC启动计数器记录末架轧机编码器上的脉冲数，PLC根据脉冲计算出棒材的长度等于要求剪切长度时便给直流驱动系统发出剪切命令，飞剪机械部分做出相应剪切动作，在剪刃对齐时，由接近开关发出信号给PLC系统。

PLC系统即发出制动信号并给出反转速度。

实际速度曲线如下图3（剪切速度曲线图）。

剪切动作如下图2（剪切动作简图）：

飞剪接到剪切指令后从H点加速，在没有剪切前（A点）保证达到剪切速度，剪切棒材完毕（O点）开始减速，由于惯性剪刃将前冲一定角度，故在S点开始制动，使剪刃爬行至剪切初始位置，等待下一次动作，剪刃运行速度曲线如下。

图2：

剪切动作简图

图3：

剪切速度曲线图

4.2控制操作装置

（1）控制柜面板部分

内/外控选择开关1个

合闸旋钮1个

运行旋钮1个

急停自锁按钮1个

电机风机合闸旋钮1个

柜顶风机合闸旋钮1个

主电机合闸指示灯1个

主电机运行指示灯1个

主电机故障指示灯1个

飞剪零位指示灯1个

电机风机指示灯1个

柜顶风机指示灯1个

外控指示灯1个

（2）主控室操作台设置部分

设置一台上位机用于1#飞剪剪切功能的选择和具体参数的设定，或者不由上位机操作，在控制柜上装一台触摸屏来实现人机对话。

设置在主操作室的操作部分的有:

“自动”——“机旁”操作方式选择开关1个

主电机合闸/分闸选择开关1个

点动试车按钮1个

急停自锁按钮1个

主电机故障指示灯1个

主电机合闸指示灯1个

主电机运行指示灯1个

飞剪零位指示灯1个

事故碎断旋钮1个

备用按钮2个

（3）设置在机旁操作箱上的有:

“自动”——“机旁”操作方式选择开关1个

主电机合闸/分闸选择开关1个

点动试车按钮1个

急停自锁按钮1个

主电机故障指示灯1个

主电机合闸指示灯1个

主电机运行指示灯1个

飞剪零位指示灯1个

事故碎断旋钮1个

爬行按钮1个

备用按钮1个

4.3辅助装置

飞剪前的热金属检测器1个

粗轧机架主传动电机上的编码器1只

飞剪主传动电机上的编码器1个

装在上剪杆轴尾端近旁的制动用接近开关1个

装在主操作室中的飞剪稀油润滑报警灯1个

4.4控制操作

4.4.1操作部分

（1）用“内/外控”旋钮选择本柜控制或外部控制，当选择外控时，由机旁操作箱或主控室操作台选择自动或机旁操作方式，机旁操作应设置处理级别，优先选择机旁操作箱控制；当选择内控时，外部控制失效，所有操作由控制柜面板完成。

（2）选择操作方式后，在飞剪主电机启动前，观察设备附近是否有人，确定环境安全后，旋转〝合闸/分闸旋钮〞至合闸位置,发生事故或停机检修时,将〝合闸/分闸旋钮〞旋转至分闸位置。

（3）主电机故障指示用于电控系统发生故障时显示，红灯亮起。

这时需电气工作人员根据上位机故障显示去检查柜内硬件设备。

（4）主电机合闸指示用于主电机电控系统已经合闸，飞剪设备可随时工作，这时要求现场工作人员远离设备。

（5）手动剪切一次按钮，用于设备已经准备好随时可以剪切时试车用，点动一次可以检查设备是否具备正常生产的条件。

就地操作箱上此按钮还可以在换剪刃时对刀口用。

（6）当轧制过程中发生事故时，可以将碎断旋钮旋到工作位置上，以完成碎断的功能，碎断结束后，将旋钮旋至停止位置。

（7）当出现紧急情况需要马上停车时，可以拍下急停旋钮；在恢复生产前一定要将旋钮复位。

4.4.2设置部分

1#飞剪人机接口（HMI）相关参数设置说明

自动化系统的人机接口功能，包括：

轧制参数的设定，轧制表的输入、存储和修改，

轧制过程中飞剪状态和电气参数的动态显示及工艺参数的人工调整，电气设备的操作及显示，故障报警与记录，生产班次记载，生产报表的生成、存储及打印等。

飞剪人机接口（HMI）共有五个功能键：

F1~F5，每个功能键分别对应一个功能画面。

参数设置中可通过点击相关的功能键进行操作。

F1~F5相应画面如下：

F1：

飞剪主菜单画面；

1）飞剪配方

2）参数设置

3）故障信息

F2：

飞剪配方确认显示画面：

设有三种配方，

1）自动切头（尾）：

设定切头（尾）长度，计算机根据前一架轧制轧制速度及热金属检测

器感光时间，计算飞剪切头（尾）启动时间，以保证飞剪切头（尾）长度（150～800mm）。

事故时用于碎断轧件。

自动切头程序：

当热金属检测器与剪刃中心线相对位置确定后，热金属检测器检测到轧件头部，自

动切头延时时间（T）需系统自动确定。

公式如下：

T=（S+L）/V

式中：

S——热金属检测器与剪刃中心线的距离

L——切头长度

V——上一轧机实际线速度（计算机系统自动给出）

自动切尾程序：

当热金属检测器与剪刃中心线相对位置确定后，热金属检测器检测到轧

件尾部，自动切尾延时时间（T）需系统自动确定。

公式如下：

T=（S-L）/V

式中：

S——热金属检测器与剪刃中心线的距离

L——切尾长度

V——上一轧机实际线速度

F3：

参数设置画面

1）辊径：

根据飞剪入口时轧机辊径设置，从而给定速度

剪切速度：

飞剪的剪切速度的设定以前一机架的线速度为基准，乘以一超前系数1.1～1.15。

超前系数精确到1%。

2）延时运行时间：

根据切头切尾的长度进行设定

3）速度显示：

显示飞剪的运行速度

4）飞剪角度显示，监控飞剪在运行状态下的角度。

F4：

故障信息显示。

1）调节器故障：

显示飞剪调节柜内直流调速器

2）快熔故障：

飞剪调节柜内快速熔断器是否有熔断

3）操作台急停：

操作台上急停按钮是否按下

4）操作台点动：

操作台上飞剪试车时会亮一下

5）操作台合闸：

操作台上是否合闸

6）风机运行：

飞剪电机风机是否运行

7）主回路合闸：

飞剪主回路是否合闸

8）飞剪内外控：

飞剪外控是否给上

9）飞剪调速器运行：

调节柜内直流调速器是否运行

10）飞剪零位指示：

飞剪剪切完成后停止到正确位置时的指示

11）首次复位保持：

首次复位保持是否有信号

12）飞剪调速器故障：

显示飞剪调节柜内直流调速器（西门子6RA70全数字直流调速器）是否有故障

13）剪前热检：

飞剪对应的剪前热检是否有信号

F5：

参数确定，显示设置参数数的确定。

4.4.3上位机控制系统

1）上位机控制系统由上位机与基础自动化系统（PLC）和调速传动控制系统（6RA70）

构成。

2）图形软件采用WINCC监控软件，具有实时监控，历史趋势图表，报表，故障信

息显示，良好的人机界面，丰富的图形库，过程控制功能块，数学函数等功能。

•主操作台操作站主要功能和画面有：

􀂃轧制规格的存贮、修改和打印及管理

􀂃故障报警信息的显示与打印

􀂃工艺参数的预设定及修改，包括：

—轧件速度设定

—冲击速降补偿设定

—辊径设定

—延时时间设定

—切头、切尾长度设定

—故障报警画面

—显示画面的主菜单和子菜单

—帮助画面等

1）主要画面。

图4：

切头飞剪操作画面

如图5：

飞剪监控画面

五、接口说明

5.1电气元件表见附表。

5.2端子图见附图一。