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趙鐵琳（太原重型機械集團有限公司技術中心，030024）
摘要：文章對三輥軋管機壓下裝置的功能，主要是羅克韋爾自動化公司自動化集成架構產品在壓下裝置調整的控制技術進行了分析介紹，該技術在生產現場已可靠工作，滿足生產工藝要求。
關鍵詞：軋管機 壓下裝置 PLC PanelView 光電編碼器
一、前言
三輥軋管機軋制的鋼管精度高（其外徑公差為 ±0.5%，壁厚公差為 ±5%），軋制節奏快（max 2.5 支/min），投資較連軋管機少，所以,該機具有很強的技術和經濟優勢，非常適合國內外眾多中小型無縫鋼管企業新建或改造的需要。壓下裝置是三輥軋管機的主要機構，在軋制不同規格鋼管時，壓下裝置可調整軋輥壓下量，得到工藝要求的軋輥位置及輾軋角，并顯示壓下量的數據。三輥軋管機有三個軋輥，三個軋輥構成毛管變形所需的孔型。每個軋輥有一套壓下裝置，三輥軋機共有三套壓下裝置。目前，三輥軋管機壓下裝置通常采用一個PLC集中控制，到現場操作點都用電纜連接。調整時手動操作，人工檢測壓下量，調整時間長，精度低，影響生產效率和鋼管質量。因此，采用壓下裝置自動調整技術減少調整時間及提高調整精度是十分必要的。
二、壓下裝置的組成
壓下裝置的機械部分由壓下電動機、渦輪減速機、壓下絲桿等組成。電控系統在分析多家自動化產品的性能和價格基礎上，經過反復論證，決定使用性價比優的羅克韋爾自動化公司自動化集成架構產品。其方案為，A-B Controllogix系列作為主PLC，進行邏輯運算和控制；現場操作臺采用FlexLogix系列作為遠程I/O，編碼器信號進入現場操作臺；主操作臺的監控系統采用A-B人機接口PanelView，實現數據設定、數據顯示等，通過ControlNet網連接起來；壓下調整采用帶內制動的交流電動機傳動，通過行程檢測光電編碼器和相應的計數控制器構成位置控制系統，傳動裝置采用A-B 1336系列變頻器；。調整壓下裝置時，按工藝要求，在PanelView上設定需要的壓下量數據，壓下電動機通過蝸輪減速機驅動壓下絲桿的快速升降，慢速壓下。慢速壓下用于軋輥精確定位。編碼器檢測壓下位置的數據并反饋到現場操作臺，實現軋輥壓下量的調整，達到工藝要求後自動停止。根據工藝需要，可單獨或集中進行三個軋輥的壓下量的調整，靈活性較大。這樣，采用壓下裝置自動調整技術，完成軋輥壓下量調整的自動控制，極大減少調整時間和復雜的調整工作，提高三輥軋管機生產率和產品精度。
三、壓下裝置自動控制技術
軋管機主PLC選用Controllogix系列，PLC機架為A13，CPU為L55M13，它是生產過程的控制核心。主PLC通過1756-CNB ControlNet通訊模塊與下設子站進行通訊，子站選用FlexLogix系列，通過1794-ACN15通訊模塊,1786-TPS網絡分支器與主站聯接起來。壓下調整電機采用帶內制動的交流電機傳動, 傳動裝置采用A-B 1336系列變頻器,電機的輸出軸通過鏈輪與光電編碼器相連接,編碼器信號進入現場操作臺的高速計數模塊,進行位置檢測,其邏輯運算在主PLC內完成;在主操作臺上設有A-B PanelView,通過其完成對軋輥壓下量的自動調整。其系統結構如圖一：
圖一 系統結構
軋輥自動壓下調整是調整軋輥的壓下量。其工藝調整過程：先用標準棒找到三個軋輥的零位，編碼器清零，使六個編碼器處于零位；此時，按照標準棒的直徑在PanelView上設定標定值，這時編碼器的實際位置就是標定值，以后的調整就是在此基礎上進行，這時軋輥的調零完成。壓下調整時, 在PanelView上設定目標值即實際的壓下量,按下啟動鍵,進行自動調整,到達設定位置自動停止,此時各電機的實際壓下量在PanelView上顯示，其操作界面如圖二。
圖二 監控畫面
自動調整的有兩種工況：成組和整體。整體是三套壓下裝置同時調整；成組是壓下裝置的入口壓下電機和出口壓下電機分別調整。其工藝流程如圖三：
圖三 工藝流程
編碼器信號進入現場操作臺遠程I/O的1794-VSHC高速計數模塊，高速計數模塊采集編碼器的脈沖數，其通過ControlNet網傳到主PLC上，在主PLC里將脈沖數變成實際壓下量，實際壓下量與標定值進行比較，比較后的輸出值大于B1時，電機高速運行；輸出小于B1時，電機低速運行，便于精確定位；當比較值小于A1時，輸出為零，電機停止，精確定位。
四、結束語
由羅克韋爾自動化公司集成架構產品組成的壓下裝置自動調整技術,實現了軋輥壓下快速和精確自動調整。該技術已應用在湖南某鋼管企業的三輥軋管機技術改造項目中，在時間緊任務重的情況下，僅用幾天時間就調試成功，其軋輥壓下精度達到0.2mm，滿足了工藝要求。為整個系統的調試節省了時間。該企業的三輥軋管機組從熱負荷試車成功至今一直運行正常，班產可達1000根高質量的無縫鋼管，為企業創造很大的經濟效益。
通過對三輥軋管機壓下裝置自動調整技術的調試，對羅克韋爾自動化公司集成架構產品有深入理解，羅克韋爾自動化公司產品具有功能齊全、操作簡單、使用可靠、維護方便等特點。
綜上所述，羅克韋爾自動化公司集成架構產品在鋼管企業惡劣條件下可靠工作，并滿足壓下裝置自動控制技術要求。
參考文獻：
[1] Rockwell Automation. PanelView 手冊
[2] Rockwell Automation. Panel Builder 3.2 Programming Software
[3] Rockwell Automation. Controllogix Manual
作者簡介：
趙鐵琳，男，工程師，現從事軋鋼電氣的設計和調試工作。
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