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1 引言
現(xiàn)今，國內(nèi)許多大型鋼廠都已采用了連續(xù)冷軋生產(chǎn)線。為了實現(xiàn)帶鋼的連續(xù)生產(chǎn),進口段需要采用兩臺開卷機,用焊機將帶尾和下一卷帶鋼的帶頭焊接起來實現(xiàn)連續(xù)軋制，所以，出口段也相應需要兩臺卷取機。隨著科學技術的不斷進步,卡倫賽卷取機迎運而生，它具有兩個芯軸，可以隨機旋轉，與傳統(tǒng)卷取機相比，具有以下優(yōu)點：一是設備布置緊湊合理，節(jié)省安裝空間，二是操作簡捷方便，更利于連續(xù)平穩(wěn)地卷取帶鋼。
邯鋼冷軋生產(chǎn)線出口段的基本組成為：帶有夾緊輥裝置的滾筒剪、板帶轉向裝置、帶有皮帶助卷器和鋼卷車的卡倫賽卷取機。當卷取機達到預設定的卷取鋼卷尺寸時，串列式軋機的出口速度將降低到約250m/min，夾送輥閉合，板帶由滾筒剪切斷，下一卷的板帶頭引入到卷取機的另一個芯軸上。
2 卡倫賽卷取機的工作原理
卡倫賽卷取機基本組成：轉盤，兩個芯軸及其傳動裝置，圖1和圖2所示：
圖1 圖2
圖1中：
1,2---1號和2號芯軸 3---轉盤 4,5---接近開關 6---1號鎖緊塊 7---2號鎖緊塊
圖2中 ：
1,2---1號和2號芯軸 3---空心輸出軸 4---轉子齒輪裝置 5---分配齒輪裝置 6,7---1號和2號抱閘 8,9---1號和2號電機
當轉盤需要旋轉時，1號鎖緊塊先打開，轉盤旋轉至10度，釋放2號鎖緊塊，轉盤再旋轉30度，關閉1號鎖緊塊，轉盤再旋轉180度, 關閉2號鎖緊塊。根據(jù)兩個接近開關的情況，可以判斷出1、2號芯軸在卷取機上的位置，并顯示在操作臺和畫面上。
芯軸安裝在轉子齒輪裝置的空心輸出軸上，在轉子齒輪裝置前裝有一個分配齒輪裝置。兩個轉子齒輪裝置設計相同,由同心安裝的2個驅動軸連接，驅動軸為空心設計。外層管連接和內(nèi)層插入的軸分別驅動1#、2#芯軸。
3 外圍設備
包括兩個轉輪及其傳動裝置，剝離器，壓緊輥，外伸支撐，皮帶助卷器。
3.1 轉輪及其傳動裝置：
轉動卷取機轉盤，一個為主傳動，另一個為從傳動。
3.2 剝離器：
當鋼卷小車卸卷有困難時，起協(xié)助作用。
用于壓住卷完的鋼卷外圈。 壓輥在最后減速階段壓住卷完的鋼卷，即帶頭定位在壓緊輥的上輥和下輥之間，確保將帶頭的牢固。在芯軸收縮，鋼卷由鋼卷車托住后，壓輥抬起。
3.3 壓緊輥：
安裝在卡倫賽卷取機旁邊。用于壓住卷完的鋼卷外圈。 壓輥在最后減速階段壓住卷完的鋼卷，即帶頭定
在壓緊輥的上輥和下輥之間，確保將帶頭的牢固。在芯軸收縮，鋼卷由鋼卷車托住后，壓輥抬起。
3.4 外伸支撐:
安裝在卡倫賽卷取機的操作側。
軋制時支持卷取機芯軸的自由端，以減小芯軸的下垂。外伸支撐由液壓缸驅動。
3.5 皮帶助卷器
卷取前幾圈帶鋼，在卡倫賽卷取機上裝有擺動式皮帶助卷器。皮帶助卷器配有液壓驅動的皮帶張緊裝置。當卷取機卷到2~3圈，帶鋼張力建立起來后，皮帶助卷器返回到它的初始位置，而串列式軋機加速到要求的軋制速度。
4 工藝流程：
卷取機的自動啟動命令來自生產(chǎn)線的線協(xié)調指令或者操作臺按鈕。
動作步驟概括來說如下：穿帶至芯軸1---轉盤轉動----芯軸1至卷取位卷取----芯軸2穿帶---芯軸1卸卷---轉盤旋轉180度----芯軸2至卷取位卷取---芯軸2卸卷---轉盤旋轉180度-----穿帶至芯軸1，完成一個循環(huán)。詳細步驟如下：
4 .1 系統(tǒng)配置：
對于卡倫賽卷取機的控制，使用PLC和TDC共同控制，PLC進行邏輯控制，TDC對芯軸的電機驅動進行控制。
TDC全稱叫工藝傳動控制，用于中高速閉環(huán)控制和同步化處理。TDC是一種多處理器自動化系統(tǒng),它擅長處理復雜的驅動、控制和通訊任務，在單一平臺上擁有最大數(shù)量的框架和最短的循環(huán)周期,是一種集成在SIMATIC中的工藝和驅動自動化系統(tǒng),其組態(tài)和變成也可使用SIMATIC工具進行,因此也是全集成自動化理念中的一部分。
TDC的基本硬件結構同PLC相似，均包括機架，微處理器，通訊板，但機架及其內(nèi)插摸板響應速度都比較快，所采用的型號也都不同。
TDC框架中有三種類型的通訊模板，分別提供給Profibus,以太網(wǎng)和GDM網(wǎng)使用。其中GDM全稱叫全局數(shù)據(jù)內(nèi)存，傳輸率可達640M波特率，是SIMATIC TDC自動控制系統(tǒng)的中心部件，它使各個TDC功能單元之間實現(xiàn)高速通訊。
5 系統(tǒng)功能及控制特點：
5.1 完善的工藝控制：
手動模式：操作臺上有相應的按鈕，可由操作工手動控制卷取機的動作。
自動模式：由生產(chǎn)線的線協(xié)調程序給出命令，卷取機按編制好的順序運行。
維護模式：當生產(chǎn)線停止時，為了測試設備的某個動作時使用，此時所有連鎖條件被忽略，只能響應急停信號，并且設備的動作通過點動按鈕來實現(xiàn)。
5.2 直觀的畫面顯示及故障診斷、報警管理功能
自動控制時，操作人員可隨時察看系統(tǒng)的配置畫面和報警記錄；手動時，系統(tǒng)會在操作畫面上列出設備的起停控制按鈕，并由設備顏色的變化來反映設備狀態(tài)；系統(tǒng)故障或報警時，設備急停或在觸摸屏上顯示故障標簽名稱、報警信息、故障時間等、并對歷史報警資料進行管理和保存。
5.3 可實現(xiàn)遠程控制功能
各種數(shù)據(jù)采集后在電控室集中進行顯示，工作人員可在電控室進行遠程控制，并且可以隨時監(jiān)控工藝參數(shù)的變化、設備運行狀態(tài)、故障等。
6 后言
此程序已經(jīng)過了集中測試，運行良好，完全有能力連續(xù)卷取厚度僅為0.25mm、速度達1200米／分的熱軋板。由于采用了TDC和PLC控制技術相結合的方法，大大提高了工藝控制的準確性、快速性，值得在冶金、化工等行業(yè)廣泛推廣和使用。
根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，對于小于0.4毫米厚的帶鋼，需要使用套筒防止塌卷。
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號