CN107962077A - 型钢开坯机与前后推床安全联锁的控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法，包括以下功能模块：开坯机奇偶道次判定单元；开坯机与机后推床侧导板安全联锁控制单元；开坯机与机前推床侧导板安全联锁控制单元；开坯机前后推床侧导板安全联锁屏蔽控制单元。采用上述技术方案，防止在型钢开坯机推床侧导板手动位置干预使能的情况下出现轧件头部撞击开坯机出口侧推床侧导板，提高了安全性能和工作的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于冶金工业设备的技术领域，涉及型钢轧制技术。更具体地，本发明涉及型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法。
背景技术
对于大H型钢开坯机，在其前后的工作辊道上均需设置一个推床(Pusher bed，BD机)，用于实现轧件在不同轧辊孔型间的移动、扶持轧件咬入以及在轧制过程中对轧件进行矫直等等。
开坯机前后推床布置图如图1所示。开坯机设有开坏机轧辊5、主传动齿轮箱12、主传动万向连接轴13；开坯机前后推床均由传动侧和操作侧两块独立传动的侧导板构成，即传动侧前侧导板1、传动侧后侧导板2、操作侧前侧导板3及操作侧后侧导板4；在传动侧前侧导板1及操作侧前侧导板3之间，设有推床前工作辊道6；在传动侧后侧导板3及操作侧后侧导板4之间，设有推床后工作辊道7。
而每个推床侧导板则由侧导板本体、侧导板滑轨、侧导板推拉杆11(包括安装在推拉杆下部的齿条)、推拉杆齿条传动齿轮、推拉杆承载轮和圧靠轮、侧导板传动减速机10、侧导板传动电动机8以及电机编码器9等所组成；
在推床侧导板工作过程中，侧导板传动电动机8通过减速机10以及齿条传动齿轮驱动侧导板推拉杆齿条，实现侧导板关闭(即侧导板前进移动)与打开(即侧导板后退移动)操作。
对于型钢开坯机，考虑到开坯机的轧件头部咬入时常存在不顺畅的问题，需要轧钢操作工手动控制开坯机主传动速度进行轧制操作。对于型钢开坯机前后推床侧导板，为了提高推床侧导板的工作效率，通常推床侧导板采用自动定位和手动位置干预相结合并且手动位置干预优先的控制方式。
基于此，在推床侧导板手动位置干预使能的情况下，通常型钢开坯机的咬钢和轧制操作与开坯机前后推床侧导板间的间距无联锁，即在推床手动位置干预使能的情况下，开坯机咬钢轧制时其出口侧推床侧导板的间距大小将取决于轧钢操作工的视觉判断和手动控制。这就是说，在操作工全神贯注、精心操作的情况下，轧件头部出开坯机后一般不会与开坯机出口侧推床侧导板端头发生碰撞，但是，一旦操作工大意，或者疲劳而导致开坯机出口侧推床侧导板间距过小，必然导致轧件头部出开坯机后将与开坯机出口侧推床侧导板发生碰撞；碰撞严重时，将会严重损坏推床侧导板，由此将产生重大设备事故。
发明内容
为了防止在型钢开坯机推床侧导板手动位置干预使能的情况下出现轧件头部撞击开坯机出口侧推床侧导板，本发明提供型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制系统。
为了实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：
本发明的型钢开坯机与前后推床安全联锁的控制系统，所述的型钢开坯机包括开坯机轧辊(5)；所述的前后推床分别设有前推床侧导板和后推床侧导板；
所述的控制系统包括以下功能模块：
1、功能块XKTALC01～XKTALC15构成开坯机奇偶道次判定单元；
2、功能块XKTALC16～XKTALC19、XKTALC23、XKTALC24以及XKTALC28构成开坯机与机后推床侧导板安全联锁控制单元；
3、功能块XKTALC16、XKTALC20～XKTALC24以及XKTALC28构成开坯机与机前推床侧导板安全联锁控制单元；
4、功能块XKTALC25～XKTALC28构成开坯机前后推床侧导板安全联锁屏蔽控制单元。
为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法，其技术方案是：
所述的开坯机奇偶道次判定单元的判定方式是：
当轧制规程给出的当前开坯机轧制道次号与1、3、5、7、9、11以及13中的任一数字相等时，该单元中功能块XKTALC08输出端Q的状态将为‘1’，即中间变量A的状态为‘1’；
而当轧制规程给出的当前开坯机轧制道次号与2、4、6、8、10以及12中的任一数字相等时，该单元中功能块XKTALC15输出端Q的状态将为‘1’，即中间变量B的状态为‘1’。
所述的开坯机与机后推床侧导板安全联锁控制单元的控制方式为：
当当前道次为立轧道次时，该单元中功能块XKTALC16输出端Y为当前道次轧件的翼缘设计宽度；而当当前道次为平轧道次时，该单元中功能块XKTALC16输出端Y为当前道次轧件的设计宽度，该宽度等于轧件腹板设计宽度与轧件两侧翼缘设计厚度之和；总之，功能块XKTALC16输出端Y为当前道次开坯机出口端轧件的横向设计宽度，立轧时为轧件翼缘设计宽度，平轧时为轧件设计宽度；
该单元功能块XKTALC17输出端Y为开坯机机后推床两侧侧导板的实际间距，这样，在开坯机为自动方式并且为奇道次轧制的情况下，当开坯机机后推床两侧侧导板的实际间距大于该单元功能块XKTALC16输出端Y所给出的当前道次开坯机出口端轧件横向设计宽度时，该单元将允许开坯机主传动使能。
所述的开坯机与机前推床侧导板安全联锁控制单元的控制方式为：
该单元功能块XKTALC17输出端Y为开坯机机前推床两侧侧导板的实际间距，这样，在开坯机为自动方式并且为偶道次轧制的情况下，当开坯机机前推床两侧侧导板的实际间距大于该单元功能块XKTALC16输出端Y所给出的当前道次开坯机出口端轧件横向设计宽度时，该单元将允许开坯机主传动使能。
所述的开坯机前后推床侧导板安全联锁屏蔽控制单元的控制方式为：
当开坯机主传动电机实际电流大于开坯机主传动最大可能的空载电流并能持续一定的时间，或开坯机处于手动方式，则该单元将直接发出开坯机主传动使能允许信号，由此使型钢开坯机与前后推床间的安全联锁被屏蔽。
所述的开坯机主传动最大可能的空载电流为20％的电动机额定电流，且持续的时间为1.2～1.6秒。
本发明采用上述技术方案，防止在型钢开坯机推床侧导板手动位置干预使能的情况下出现轧件头部撞击开坯机出口侧推床侧导板，提高了安全性能和工作的可靠性。
附图说明
附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
图1为本发明涉及的大H型钢开坯机前后推床布置图；
图2为本发明的型钢开坯机奇偶道次判定单元的程序结构图；
图3为本发明的型钢开坯机与前后推床安全联锁控制程序结构图。
图中标记为：
1、传动侧前侧导板，2、传动侧后侧导板，3、操作侧前侧导板，4、操作侧后侧导板，5、开坏机轧辊，6、推床前工作辊道，7、推床后工作辊道，8、侧导板传动电动机，9、电机编码器，10、侧导板传动减速机，11、侧导板推拉杆，12、主传动齿轮箱，13、主传动万向连接轴，14、推床机械限位，15、推床齿轮箱。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所表达的本发明的结构，为一种型钢开坯机与前后推床。
为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，其采取的技术方案为：
如图2至图3所示，在图2中：
NSW为“数字转换开关”功能块，当I＝‘1’时，Y＝X2；当I＝‘0’时，Y＝X1；
NCM为“数值比较”功能块，当X1>X2时，QU为‘1’，当X1＝X2时，QE为‘1’，当X1<X2时，QL为‘1’；
SUB为“减法器”功能块；
AVA为“绝对值”功能块；
PDE为“前沿延时”功能块；
OR为“或门”；
AND为“与门”。
本发明的型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁控制程序的设计及控制思想如下：
1、该型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁控制程序主要由四个控制单元组成，即：
(1)、功能块XKTALC01～XKTALC15构成开坯机奇偶道次判定单元；
(2)、功能块XKTALC16～XKTALC19、XKTALC23、XKTALC24以及XKTALC28构成开坯机与机后推床侧导板安全联锁控制单元；
(3)、功能块XKTALC16、XKTALC20～XKTALC24以及XKTALC28构成开坯机与机前推床侧导板安全联锁控制单元；
(4)、功能块XKTALC25～XKTALC28构成开坯机前后推床侧导板安全联锁屏蔽控制单元。
2、由上述分析可知，为了防止轧件出开坯机后与开坯机出口端推床侧导板发生碰撞，需要将开坯机出口端推床两侧侧导板实际间距大于型钢异形坯当前道次轧出宽度，作为开坯机咬钢操作的条件之一。
鉴于在型钢开坯机奇道次轧制时开坯机机后推床为开坯机的出口端推床，而在型钢开坯机偶道次轧制时开坯机机前推床为开坯机的出口端推床。故此，为了实现型钢开坯机与其前后推床的安全联锁，在该型钢开坯机与前后推床安全联锁的控制程序中设计了开坯机奇偶道次判定单元。该单元由功能块XKTALC01～XKTALC15所组成。
当轧制规程给出的当前开坯机轧制道次号与1、3、5、7、9、11以及13中的任一数字相等时，该单元中功能块XKTALC08输出端Q的状态将为‘1’，即中间变量A的状态为‘1’；
而当轧制规程给出的当前开坯机轧制道次号与2、4、6、8、10以及12中的任一数字相等时，该单元中功能块XKTALC15输出端Q的状态将为‘1’，即中间变量B的状态为‘1’。
3、对于开坯机与机后推床侧导板安全联锁控制单元，该单元由功能块XKTALC16～XKTALC19、XKTALC23、XKTALC24以及XKTALC28所组成。
当当前道次为立轧道次时，该单元中功能块XKTALC16输出端Y为当前道次轧件的翼缘设计宽度；而当当前道次为平轧道次时，该单元中功能块XKTALC16输出端Y为当前道次轧件的设计宽度(等于轧件腹板设计宽度与轧件两侧翼缘设计厚度之和)；总之，功能块XKTALC16输出端Y为当前道次开坯机出口端轧件的横向设计宽度(立轧时为轧件翼缘设计宽度，平轧时为轧件设计宽度)。
该单元功能块XKTALC17输出端Y为开坯机机后推床两侧侧导板的实际间距，这样，在开坯机为自动方式并且为奇道次轧制的情况下，当开坯机机后推床两侧侧导板的实际间距大于该单元功能块XKTALC16输出端Y所给出的当前道次开坯机出口端轧件横向设计宽度时，该单元将允许开坯机主传动使能。
由此可彻底避免轧件出开坯机后其头部与开坯机机后推床相撞的问题。
4、对于开坯机与机前推床侧导板安全联锁控制单元，该单元由功能块XKTALC16、XKTALC20～XKTALC24以及XKTALC28所组成。
该单元功能块XKTALC17输出端Y为开坯机机前推床两侧侧导板的实际间距，这样，在开坯机为自动方式并且为偶道次轧制的情况下，当开坯机机前推床两侧侧导板的实际间距大于该单元功能块XKTALC16输出端Y所给出的当前道次开坯机出口端轧件横向设计宽度时，该单元将允许开坯机主传动使能。
由此可彻底避免轧件出开坯机后其头部与开坯机机前推床相撞的问题。
5、对于开坯机前后推床侧导板安全联锁的屏蔽控制单元，由上述措施可知，通过开坯机与机前以及机后推床侧导板安全联锁控制单元可彻底避免轧件出开坯机后其头部与开坯机前后推床相撞的问题。
但是，在很多情况下(尤其是在型钢开坯机立轧状态下)，在型钢开坯机咬入轧件后，型钢开坯机轧制工艺有时需要开坯机前后推床挤夹轧件，在这种情况下，开坯机出口端推床两侧侧导板的实际间距有可能会出现短时小于当前道次开坯机出口端轧件横向设计宽度，这样，开坯机与机前或机后推床侧导板安全联锁控制单元将短时中断开坯机主传动使能，由此导致主传动短时运行中断。
考虑到在轧件头部进入开坯机出口端推床后，开坯机主传动无需在该道次的后续轧制过程中继续与开坯机前后推床进行安全联锁，故此，在型钢开坯机与前后推床安全联锁控制程序中设计了开坯机前后推床侧导板安全联锁的屏蔽控制单元。
该单元由功能块XKTALC25～XKTALC28所组成，当开坯机主传动电机实际电流大于开坯机主传动最大可能的空载电流(如20％电动机额定电流)并能持续一定的时间(如1.2～1.6秒)或开坯机处于手动方式，则该单元将直接发出开坯机主传动使能允许信号，由此使型钢开坯机与前后推床间的安全联锁被屏蔽。
该型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁控制程序(或控制方案)在马钢大H型钢开坯机控制系统中投入了使用，实际使用效果很好。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.型钢开坯机与前后推床安全联锁的控制系统，所述的型钢开坯机包括开坯机轧辊(5)；所述的前后推床分别设有前推床侧导板和后推床侧导板，其特征在于：所述的控制系统包括以下功能模块：
1)、功能块XKTALC01～XKTALC15构成的开坯机奇偶道次判定单元；
2)、功能块XKTALC16～XKTALC19、XKTALC23、XKTALC24以及XKTALC28构成的开坯机与机后推床侧导板安全联锁控制单元；
3)、功能块XKTALC16、XKTALC20～XKTALC24以及XKTALC28构成的开坯机与机前推床侧导板安全联锁控制单元；
4)、功能块XKTALC25～XKTALC28构成的开坯机前后推床侧导板安全联锁屏蔽控制单元。
2.按照权利要求1所述的型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法，其特征在于：所述的开坯机奇偶道次判定单元的判定方式是：
当轧制规程给出的当前开坯机轧制道次号与1、3、5、7、9、11以及13中的任一数字相等时，该单元中功能块XKTALC08输出端Q的状态将为‘1’，即中间变量A的状态为‘1’；
而当轧制规程给出的当前开坯机轧制道次号与2、4、6、8、10以及12中的任一数字相等时，该单元中功能块XKTALC15输出端Q的状态将为‘1’，即中间变量B的状态为‘1’。
3.按照权利要求1所述的型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法，其特征在于：所述的开坯机与机后推床侧导板安全联锁控制单元的控制方式为：
当当前道次为立轧道次时，该单元中功能块XKTALC16输出端Y为当前道次轧件的翼缘设计宽度；而当当前道次为平轧道次时，该单元中功能块XKTALC16输出端Y为当前道次轧件的设计宽度，该宽度等于轧件腹板设计宽度与轧件两侧翼缘设计厚度之和；总之，功能块XKTALC16输出端Y为当前道次开坯机出口端轧件的横向设计宽度，立轧时为轧件翼缘设计宽度，平轧时为轧件设计宽度；
该单元功能块XKTALC17输出端Y为开坯机机后推床两侧侧导板的实际间距，这样，在开坯机为自动方式并且为奇道次轧制的情况下，当开坯机机后推床两侧侧导板的实际间距大于该单元功能块XKTALC16输出端Y所给出的当前道次开坯机出口端轧件横向设计宽度时，该单元将允许开坯机主传动使能。
4.按照权利要求1所述的型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法，其特征在于：所述的开坯机与机前推床侧导板安全联锁控制单元的控制方式为：
该单元功能块XKTALC17输出端Y为开坯机机前推床两侧侧导板的实际间距，这样，在开坯机为自动方式并且为偶道次轧制的情况下，当开坯机机前推床两侧侧导板的实际间距大于该单元功能块XKTALC16输出端Y所给出的当前道次开坯机出口端轧件横向设计宽度时，该单元将允许开坯机主传动使能。
5.按照权利要求1所述的型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法，其特征在于：所述的开坯机前后推床侧导板安全联锁屏蔽控制单元的控制方式为：
当开坯机主传动电机实际电流大于开坯机主传动最大可能的空载电流并能持续一定的时间，或开坯机处于手动方式，则该单元将直接发出开坯机主传动使能允许信号，由此使型钢开坯机与前后推床间的安全联锁被屏蔽。
6.按照权利要求5所述的型钢开坯机与前后推床侧导板安全联锁的控制方法，其特征在于：所述的开坯机主传动最大可能的空载电流为20％的电动机额定电流，且持续的时间为1.2～1.6秒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 243003 8 Jiuhua Road, Yushan, Ma'anshan, Anhui Applicant after: Ma'anshan Iron and Steel Co., Ltd. Address before: 243003 intellectual property department, technology center, No. 8 Hunan West Road, Yushan, Ma'anshan, Anhui Applicant before: Ma'anshan Iron and Steel Co., Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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