舞钢轧机辊缝仪在线监控系统设计

[摘要]提出一种轧钢数字辊缝仪在线监控系统,并分析可编程绝对位置编码器在轧机系统中的实际应用。阐述利用VB6.0环境下开发的应用程序及采用RS485数据通讯实时的将轧机压下螺丝的变化量通过辊缝在线监控系统传送到轧机操作台的显示终端中,通过应用程序的处理,将辊缝值数字化。

[关键词]Kubler5862VBRS485UNO2170世纪飞扬

中图分类号:TP2文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110043-01

原舞钢公司一轧钢厂主轧机辊缝是由和压下螺丝链接的齿轮盘进行显示的。在轧制过程中操作工都要通过频繁抬头查看远处轧机牌坊上的齿轮盘进行钢板的轧制,由于齿轮盘是机械设备,需要消耗大量的润滑油和机械齿轮油,故障率高,当出现故障时候必须停机处理,浪费了大量的生产时间,影响了一轧钢产量提高,由于齿轮盘采用机械表结构,读取数据不直观,也影响到了操作工的反应时间,从而制约了产量的提高。在全球性的金融危机期间,为面对日趋严重经济形势,响应集团公司,“技术革新,挖潜增效”的号召,进行其数字化的改造。本文将着重介绍舞钢轧机辊缝仪在线监控系统的硬件和软件的设计。

一、硬件系统设计

考虑到轧机需要经常换辊,调零,零点位置不固定,会出现正反转的情况,所以在数据采集端选型方面经过多方比较,编码器部分采用:库伯勒SSI/RS485接口,可编程,绝对多圈编码器5862,该编码器为:电子多转齿轮,单转分辨率可达8192(13位)最高可达4096(12位)转,编码类型、单转分辨率、总计分辨率、旋转方向(cw或ccw)、零点。抗震动性可达到250g,轴旋转时,产生脉冲,利用脉冲数可测量速度、长度或位置。增量型编码器中,小型系列应用于医疗、轻工机械等行业,高温型编码器用于钢铁行业,不锈钢型用于食品、化工行业,大负荷型用于重载机械,正弦输出型用于电梯、精确数字位移驱动,高分辨率型脉冲速率可达36000ppr;数据接收终端采用研华嵌入式PCUNO2017。UNO-2170是一款高性能Celeron M控制器,支持PC/104扩展、串行通讯端口和其它网络功能。它具有防尘,防磁,防震,体积小,抗干扰能力强的优点,无风扇式设计减少了机械故障对计算机终端的影响,能适应恶劣的外界环境,在高温和寒冷的温度下能够稳定的运行。无硬盘的嵌入式设计,消除了以往由于硬盘损坏而造成系统崩溃的现象,最大限度的减少了设备的损坏对数据终端的稳定性的影响,确保了生产的顺利进行。

二、软件系统设计

该系统所有程序均为自主开发,采用Basic语言,开发环境为VB6.0。显示画面中实时反应辊缝的数字值,分别有南北两侧的测量值和平均值,同时显示每道次测量的实时压下量,具有停机校正清零的功能。设计之初压下量及实时辊缝位置均为数字显示,后来到考虑到操作工的习惯问题,程序中采用了“世纪飞扬”的Axtive仪表控件,在程序中保留辊缝数字位置显示的同时加入了*10,*100两块机械表盘的模拟显示。程序界面如下图所示:

数据解析部分代码如下:

Public Function DSRead_To_Val(ByVal ReadStr As String, OldValue As RealValue) As RealValue

Dim NewValue As RealValue

NewValue.Position = 3 * Val(ReadStr - ZeroOffSet) / 8192

If NewValue.Position = OldValue.Position Then

DSBasePos = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Position = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Depressive = OldValue.Depressive

Else

If Abs(NewValue.Position - OldValue.Position) < 1 Then

DSRead_To_Val.Position = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Depressive = OldValue.Depressive + NewValue.Po

sition - OldValue.Position

Else

DSRead_To_Val.Position = NewValue.Position

DSRead_To_Val.Depressive = DSBasePos - NewValue.Position

End If

End If

End Function

三、网络系统设计

系统分别将安装在4200mm轧机南北驱动侧和非驱动侧的编码器(和压下螺丝蜗杆后的减速机相连)通过可屏蔽485线与操作台控制室的计算机控制接口相连。通讯协议上采用RS485通讯协议。通过VGA延长线异地显示数据。

四、结束语

谈两点实际使用中的经验。1. 系统最初,编码器和轧机是通过夹紧法兰进行的轴向连接,编码器的抗震动性虽然可以达到250g,但是由于轧机为4200MM厚板轧机,扭矩及其顶部震动巨大,经常出现编码器故障,而故障原因大多是由于启动时刻扭力过大,造成的码盘损坏。考虑到编码器的径向轴负荷(80N)要大于轴向轴负荷(40N),后加装了两个齿轮,通过皮带连接,将其连接方式改为了同步径向连接。缓冲设备的增加极大的提高了系统的稳定性。2. 由于现场条件复杂,需在软件上增加皮带故障,编码器故障,通讯线路故障等多种故障提示。有利于维护人员迅速进行故障排除。系统的投入方便了轧机操作人员的工作,压下量的直观显示,有利于轧制经验的积累,数字辊缝也是齿轮盘显示方式一种备份,在提高轧制效率同时,也为轧制安全上了双保险。系统自投入后,经过长时间的跟踪测试,现已稳定运行,反映效果良好。

参考文献:

[1]范逸之、陈之元等著,利用Visual Basic实现串并行通信技术[M].北京:清华大学出版社,2001.

[2]翁敬农,Visual Basic 6.0中文版入门与提高[M].北京:清华大学出版社,2006.

作者简介:

李韶甫(1980-),男,河南省舞钢市人,河北钢铁集团舞钢公司工程师。