CN103008389A - 冷轧带钢开卷机自动对中控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧带钢开卷机自动对中控制装置，本装置采用三个红外光电传感器检测带钢跑偏和带钢开卷穿带、两个电磁感应开关检测开卷机位移信号、限位开关检测定宽块的位移极限、测速发电机检测开卷机驱动电机速度信号反馈至比例放大器，并将检测信号提供至有一个按钮、六个继电器和可编程控制器构成的控制回路，根据检测的信号分别控制各继电器动作，进而控制定宽电机、换向比例阀按需动作，换向比例阀由比例放大器提供信号并驱动液压缸实现开卷机的横向位移，定宽电机驱动丝杆实现带钢定宽；本装置实现开卷机底座自动寻中、带钢开卷穿带探测、带钢自动寻边定宽、带钢跑偏纠正功能，有效降低备品备件和检修成本，保证冷轧机组的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷轧带钢开卷机自动对中控制装置。
背景技术
冷轧机组开卷机在对中装置（CPC）的控制下常规工艺传动侧、操作侧之间可以横向移动，在对中装置控制下，保持带钢在轧机生产线中心位置。
驱动电机通过变速箱驱动开卷机张缩轴实现钢卷开卷，钢卷开卷后带钢在C型架中前行，C型架上安装一根相向螺纹的丝杆，丝杆两端分别设有定宽块，丝杆通过定宽电机驱动，根据带钢宽度通过定宽块以实现带钢在C型架的宽度，开卷机的横向移动通过液压缸驱动，液压缸由比例放大器和换向比例阀控制，并推动驱动电机、变速箱及开卷机整体横向移动。
原冷轧机组开卷机的对中装置采用德国EMG的板带纠偏控制系统，其探测头是模拟量信号随偏移量变化而变，在-10V至+10V变化。在探测头损坏后，由于价格贵，且一般无库存（一对探头约6万元，一套模控装置约7万元），备件订购周期需4个月，探头损坏且无备件导致整个控制系统无法工作，由此严重影响了冷轧机组的正常运行，降低了生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种冷轧带钢开卷机自动对中控制装置，本装置采用可编程控制器与继电器相结合，实现开卷机底座自动寻中、带钢开卷穿带探测、带钢自动寻边定宽、带钢跑偏纠正功能，有效降低了备品备件和检修成本，保证了冷轧机组的正常运行，提高了生产效率。
为解决上述技术问题，本发明冷轧带钢开卷机自动对中控制装置包括控制电源、由驱动电机和变速箱驱动的开卷机、设于开卷机前方的C型架、设于C型架一侧的相向螺纹丝杆、分别设于丝杆两端的定宽块、驱动丝杆的定宽电机、控制开卷机横移的液压缸以及控制液压缸的比例放大器和换向比例阀，还包括可编程控制器、连接所述驱动电机转轴的测速发电机、第一红外光电传感器、第二红外光电传感器、第三红外光电传感器、第一电磁感应开关、第二电磁感应开关、带常闭触点的限位开关、常开按钮、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器和指示灯，所述可编程控制器的I/O模块至少设有七个输入端和七个输出端，所述第一继电器至第六继电器分别带有二个常开触点，所述第一红外光电传感器和第二红外光电传感器的发射管和接收管分别设于所述C型架上下两点并位于所述丝杆两端定宽块直线位置，所述第三红外光电传感器的接收管设于所述丝杆上方、发射管设于所述C型架中点下方，所述限位开关位于所述丝杆一端，所述第一电磁感应开关和第二电磁感应开关分别间隔设于所述变速箱的固定底座上并所述第一电磁感应开关位于变速箱居中位置、第二电磁感应开关位于变速箱一侧外端，所述第一红外光电传感器、第二红外光电传感器和第三红外光电传感器的发射管及接收管的电源端分别连接所述控制电源的正负端，所述第一红外光电传感器接收管的触点连接所述可编程控制器I/O模块的第一输入端和控制电源负极，所述第二红外光电传感器接收管的触点连接所述可编程控制器I/O模块的第二输入端和控制电源负极，所述第三红外光电传感器接收管的触点连接所述可编程控制器I/O模块的第三输入端和控制电源负极，所述限位开关的常闭触点连接所述可编程控制器I/O模块的第四输入端和控制电源负极，所述第一电磁感应开关触点连接所述可编程控制器I/O模块的第五输入端和控制电源负极，所述第二电磁感应开关触点连接所述可编程控制器I/O模块的第六输入端和控制电源负极，所述常开按钮连接所述可编程控制器I/O模块的第七输入端和控制电源负极，所述第一继电器线圈、第二继电器线圈、第三继电器线圈、第四继电器线圈、指示灯、第五继电器线圈和第六继电器线圈依次连接所述可编程控制器I/O模块的第一输出端至第七输出端和控制电源正极，所述第四继电器的第一常开触点、定宽电机、第四继电器的第二常开触点依次串接后连接所述控制电源正负极，所述第三继电器的第一常开触点连接所述控制电源正极和定宽电机与第四继电器的第二常开触点之间，所述第三继电器的第二常开触点连接所述控制电源负极和第四继电器的第一常开触点与定宽电机之间，所述比例放大器的电源端连接所述控制电源的正负极，所述测速发电机的信号输出端连接所述比例放大器的信号输入端，所述第二继电器的第一常开触点与第五继电器的第二常开触点串接后连接所述比例放大器的信号输出正负端，所述第一继电器的第一常开触点、换向比例阀的正负端、第一继电器的第二常开触点依次串接后连接所述比例放大器的信号输出正负端，所述第六继电器的第一常开触点一端连接所述比例放大器的信号输出正端、另一端连接所述换向比例阀的负端和第二继电器的第一常开触点与第五继电器的第二常开触点之间，所述第五继电器的第一常开触点与第二继电器的第二常开触点串接后连接所述比例放大器的信号输出正负端，所述第六继电器的第二常开触点一端连接所述比例放大器的信号输出负端、另一端连接所述换向比例阀的正端和第五继电器的第一常开触点与第二继电器的第二常开触点之间。
由于本发明冷轧带钢开卷机自动对中控制装置采用了上述技术方案，即本装置采用两个红外光电传感器检测带钢跑偏、一个红外光电传感器检测带钢开卷穿带、两个电磁感应开关检测开卷机位移信号、限位开关检测丝杆上定宽块的位移极限、测速发电机检测开卷机的驱动电机速度信号反馈至比例放大器，并将检测信号提供至有一个按钮、六个继电器和可编程控制器构成的控制回路，可编程控制器编制相应的控制程序，根据检测的信号分别控制各继电器动作，各继电器触点分别控制定宽电机、换向比例阀按需动作，换向比例阀由比例放大器提供信号并驱动液压缸动作实现开卷机的横向位移，定宽电机通过连杆驱动丝杆动作实现红外光电传感器定宽；本装置可实现开卷机底座自动寻中、带钢开卷穿带探测、带钢自动寻边定宽、带钢跑偏纠正功能，有效降低了备品备件和检修成本，保证了冷轧机组的正常运行，提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
图1为本发明冷轧带钢开卷机自动对中控制装置元件布置示意图，
图2为本发明冷轧带钢开卷机自动对中控制装置原理示意图，
图3为本装置中可编程控制器LD控制梯形图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明冷轧带钢开卷机自动对中控制装置包括控制电源V、由驱动电机12和变速箱11驱动的开卷机10、设于开卷机10前方的C型架17、设于C型架17一侧的相向螺纹丝杆13、分别设于丝杆13两端的定宽块14、驱动丝杆13的定宽电机19、控制开卷机10横移的液压缸18以及控制液压缸18的比例放大器21和换向比例阀20，还包括可编程控制器25、连接所述驱动电机12转轴的测速发电机23、第一红外光电传感器C1、第二红外光电传感器C2、第三红外光电传感器C3、第一电磁感应开关K1、第二电磁感应开关K2、带常闭触点K31的限位开关K3、常开按钮K4、第一继电器J1、第二继电器J2、第三继电器J3、第四继电器J4、第五继电器J5、第六继电器J6和指示灯D，所述可编程控制器25的I/O模块251至少设有七个输入端和七个输出端，所述第一继电器J1至第六继电器J6分别带有二个常开触点，所述第一红外光电传感器C1和第二红外光电传感器C2的发射管和接收管分别设于所述C型架17上下两点并位于所述丝杆13两端定宽块14直线位置，所述第三红外光电传感器C3的接收管设于所述丝杆13上方、发射管设于所述C型架17中点下方，所述限位开关K3位于所述丝杆13一端，所述第一电磁感应开关K1和第二电磁感应开关K2分别间隔设于所述变速箱11的固定底座上并所述第一电磁感应开关K1位于变速箱11居中位置、第二电磁感应开关K2位于变速箱11一侧外端，所述第一红外光电传感器C1、第二红外光电传感器C2和第三红外光电传感器C3的发射管及接收管的电源端分别连接所述控制电源V的正负端，所述第一红外光电传感器C1接收管的触点连接所述可编程控制器25I/O模块251的第一输入端I1和控制电源V负极，所述第二红外光电传感器C2接收管的触点连接所述可编程控制器25I/O模块251的第二输入端I2和控制电源V负极，所述第三红外光电传感器C3接收管的触点连接所述可编程控制器25I/O模块251的第三输入端I3和控制电源V负极，所述限位开关K3的常闭触点K31连接所述可编程控制器25I/O模块251的第四输入端I4和控制电源V负极，所述第一电磁感应开关K1触点连接所述可编程控制器25I/O模块251的第五输入端I5和控制电源V负极，所述第二电磁感应开关K2触点连接所述可编程控制器25I/O模块251的第六输入端I6和控制电源V负极，所述常开按钮K4连接所述可编程控制器25I/O模块251的第七输入端I7和控制电源V负极，所述第一继电器J1线圈、第二继电器J2线圈、第三继电器J3线圈、第四继电器J4线圈、指示灯D、第五继电器J5线圈和第六继电器J6线圈依次连接所述可编程控制器25I/O模块251的第一输出端Q1至第七输出端Q7和控制电源V正极，所述第四继电器J4的第一常开触点J41、定宽电机19、第四继电器J4的第二常开触点J42依次串接后连接所述控制电源V正负极，所述第三继电器J3的第一常开触点J31连接所述控制电源V正极和定宽电机19与第四继电器J4的第二常开触点J42之间，所述第三继电器J3的第二常开触点J32连接所述控制电源V负极和第四继电器J4的第一常开触点J41与定宽电机19之间，所述比例放大器21的电源端连接所述控制电源V的正负极，所述测速发电机23的信号输出端连接所述比例放大器21的信号输入端，所述第二继电器J2的第一常开触点J21与第五继电器J5的第二常开触点J52串接后连接所述比例放大器21的信号输出正负端，所述第一继电器J1的第一常开触点J11、换向比例阀20的正负端、第一继电器J1的第二常开触点J12依次串接后连接所述比例放大器21的信号输出正负端，所述第六继电器J6的第一常开触点J61一端连接所述比例放大器21的信号输出正端、另一端连接所述换向比例阀20的负端和第二继电器J2的第一常开触点J21与第五继电器J5的第二常开触点J52之间，所述第五继电器J5的第一常开触点J51与第二继电器J2的第二常开触点J22串接后连接所述比例放大器21的信号输出正负端，所述第六继电器J6的第二常开触点J62一端连接所述比例放大器21的信号输出负端、另一端连接所述换向比例阀20的正端和第五继电器J5的第一常开触点J51与第二继电器J2的第二常开触点J22之间。
本装置可实现开卷机机座自动寻中功能，在开卷机变速箱11中点设置感应片24，如感应片24位于第一电磁感应开关K1左侧时，首先按下常开按钮K4，可编程控制器25I/O模块251的第七输入端I7接地，机座开始自动寻中，可编程控制器25I/O模块251第六输出端Q6的第五继电器J5吸合，其两个常开触点J51、J52闭合，换向比例阀20正向得电并驱动液压缸18推动驱动电机12、变速箱11、开卷机10整体向右移动，当感应片24移到第一电磁感应开关K1时，第一电磁感应开关K1触点闭合，可编程控制器25I/O模块251的第五输入端I5接地，可编程控制器25I/O模块251的第六输出端Q6的第五继电器J5断电，其两个常开触点J51、J52断开，比例换向阀20断电，机座寻中到位；如感应片24位于第一电磁感应开关K1右侧时，按下常开按钮K4，此时如上所述，液压缸18向右移动，当感应片24移动到第二电磁感应开关K2时，第二电磁感应开关K2的触点闭合，可编程控制器25I/O模块251的第六输入端I6接地，可编程控制器25I/O模块251的第七输出端Q7的第六继电器J6吸合，其两个常开触点J61、J62闭合，换向比例阀20反向得电并驱动液压缸18推动驱动电机12、变速箱11、开卷机10整体向左回移，当感应片24回移到第一电磁感应开关K1时，第一电磁感应开关K1触点闭合，可编程控制器25I/O模块251的第五输入端I5接地，可编程控制器25I/O模块251的第七输出端Q7的第六继电器J6断电，其两个常开触点J61、J62断开，换向比例阀20断电，机座寻中到位。
带钢开卷穿带探测、带钢自动寻边定宽功能，当钢卷15上载到开卷机10的张缩轴16上，经过开卷的带钢22穿过第三红外光电传感器C3的发射管与接收管之间，当第三红外光电传感器C3检测到带钢22时，可编程控制器25I/O模块251的第三输入端I3接地，可编程控制器25I/O模块251第三输出端Q3的第三继电器J3吸合，其两个常开触点J31、J32闭合，此时定宽电机19反向得电，并带动丝杆13逆时针转动，丝杆13两端的定宽块14同步缩进，限位开关K3常闭触点K31恢复导通，当第一红外光电传感器C1和第二红外光电传感器C2探测到带钢22边缘时，可编程控制器25I/O模块251的第一输入端I1和第二输入端I2接地，可编程控制器25I/O模块251第三输出端Q3的第三继电器J3断电，其两个常开触点J31、J32断开，定宽电机19停转，同时可编程控制器25使I/O模块251第五输出端Q5的指示灯D点亮同时由PLC内部软件自保，以维持第三继电器J3断电状态，此时带钢22宽度确定，从而实现了带钢开卷穿带探测和自动寻边定宽功能。当钢卷15开卷完成，第三红外光电传感器C3的发射管与接收管之间无带钢22时，可编程控制器25使I/O模块251第四输出端Q4的第四继电器J4吸合，其两个常开触点J41、J42闭合，定宽电机19正向得电，并带动丝杆13顺时针转动，丝杆13两端的定宽块14同步伸展，直至定宽块14触碰限位开关K3使限位开关K3常闭触点K31断开，可编程控制器25I/O模块251第四输入端I4的接地断开，可编程控制器25I/O模块251第四输出端Q4的第四继电器J4断电，其两个常开触点J41、J42断开，定宽电机19停转。
带钢跑偏纠正功能，带钢22居中前进时，位于带钢22两侧的第一红外光电传感器C1和第二红外光电传感器C2均无信号，当带钢22左偏时，第一红外光电传感器C1得到信号，第二红外光电传感器C2无信号，可编程控制器25I/O模块251第一输入端I1接地，可编程控制器25I/O模块251第一输出端Q1的第一继电器J1吸合，其两个常开触点J11、J12闭合，换向比例阀20正向得电并驱动液压缸18推动驱动电机12、变速箱11、开卷机10整体向右移动，此时带钢22向右纠偏到第一红外光电传感器C1无信号为止；当带钢22右偏时，第一红外光电传感器C1无信号，第二红外光电传感器C2得到信号，可编程控制器25I/O模块251第二输入端I2接地，可编程控制器25I/O模块251第二输出端Q2的第二继电器J2吸合，其两个常开触点J21、J22闭合，换向比例阀20反向得电并驱动液压缸18推动驱动电机12、变速箱11、开卷机10整体向左移动，此时带钢22向左纠偏到第二红外光电传感器C1无信号为止；从而实现带钢22左右都能纠偏的作用。
本装置中测速发电机23随开卷机10的驱动电机12转速变化产生1.8-4VDC信号，并输入比例放大器21，比例放大器21的输出控制换向比例阀20的流量，以实现换向比例阀20通过液压缸18驱动开卷机10横向移动。
本装置可完全替换德国EMG的板带纠偏控制系统，本装置结构简单，维护方便，利用可编程控制器对控制程序实施编程，如图3所示为可编程控制器的LD梯形图，可编程控制器I/O模块的七个输入端和七个输出端分别对应I53.0、I53.1、I53.2、I53.3、I54.5、I54.6、I54.7以及Q24.2、Q24.3、Q24.4、Q24.5、Q24.6、Q29.0、Q29.1，可编程控制器输入端分别采集开卷机和带钢的位置信号，经编制相应控制程序后分别控制各继电器的吸合和断开状态，以控制定宽电机和比例换向阀的动作，实现本装置的控制功能，极大降低了设备成本和维护成本，且带钢纠偏效果良好，带钢对中效率高，有效保证了轧钢生产的正常运。
Claims (1)
1.一种冷轧带钢开卷机自动对中控制装置，包括控制电源、由驱动电机和变速箱驱动的开卷机、设于开卷机前方的C型架、设于C型架一侧的相向螺纹丝杆、分别设于丝杆两端的定宽块、驱动丝杆的定宽电机、控制开卷机横移的液压缸以及控制液压缸的比例放大器和换向比例阀，其特征在于：还包括可编程控制器、连接所述驱动电机转轴的测速发电机、第一红外光电传感器、第二红外光电传感器、第三红外光电传感器、第一电磁感应开关、第二电磁感应开关、带常闭触点的限位开关、常开按钮、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器、第五继电器、第六继电器和指示灯，所述可编程控制器的I/O模块至少设有七个输入端和七个输出端，所述第一继电器至第六继电器分别带有二个常开触点，所述第一红外光电传感器和第二红外光电传感器的发射管和接收管分别设于所述C型架上下两点并位于所述丝杆两端定宽块直线位置，所述第三红外光电传感器的接收管设于所述丝杆上方、发射管设于所述C型架中点下方，所述限位开关位于所述丝杆一端，所述第一电磁感应开关和第二电磁感应开关分别间隔设于所述变速箱的固定底座上并所述第一电磁感应开关位于变速箱居中位置、第二电磁感应开关位于变速箱一侧外端，所述第一红外光电传感器、第二红外光电传感器和第三红外光电传感器的发射管及接收管的电源端分别连接所述控制电源的正负端，所述第一红外光电传感器接收管的触点连接所述可编程控制器I/O模块的第一输入端和控制电源负极，所述第二红外光电传感器接收管的触点连接所述可编程控制器I/O模块的第二输入端和控制电源负极，所述第三红外光电传感器接收管的触点连接所述可编程控制器I/O模块的第三输入端和控制电源负极，所述限位开关的常闭触点连接所述可编程控制器I/O模块的第四输入端和控制电源负极，所述第一电磁感应开关触点连接所述可编程控制器I/O模块的第五输入端和控制电源负极，所述第二电磁感应开关触点连接所述可编程控制器I/O模块的第六输入端和控制电源负极，所述常开按钮连接所述可编程控制器I/O模块的第七输入端和控制电源负极，所述第一继电器线圈、第二继电器线圈、第三继电器线圈、第四继电器线圈、指示灯、第五继电器线圈和第六继电器线圈依次连接所述可编程控制器I/O模块的第一输出端至第七输出端和控制电源正极，所述第四继电器的第一常开触点、定宽电机、第四继电器的第二常开触点依次串接后连接所述控制电源正负极，所述第三继电器的第一常开触点连接所述控制电源正极和定宽电机与第四继电器的第二常开触点之间，所述第三继电器的第二常开触点连接所述控制电源负极和第四继电器的第一常开触点与定宽电机之间，所述比例放大器的电源端连接所述控制电源的正负极，所述测速发电机的信号输出端连接所述比例放大器的信号输入端，所述第二继电器的第一常开触点与第五继电器的第二常开触点串接后连接所述比例放大器的信号输出正负端，所述第一继电器的第一常开触点、换向比例阀的正负端、第一继电器的第二常开触点依次串接后连接所述比例放大器的信号输出正负端，所述第六继电器的第一常开触点一端连接所述比例放大器的信号输出正端、另一端连接所述换向比例阀的负端和第二继电器的第一常开触点与第五继电器的第二常开触点之间，所述第五继电器的第一常开触点与第二继电器的第二常开触点串接后连接所述比例放大器的信号输出正负端，所述第六继电器的第二常开触点一端连接所述比例放大器的信号输出负端、另一端连接所述换向比例阀的正端和第五继电器的第一常开触点与第二继电器的第二常开触点之间。
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2011
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