[摘 要]：分選控制系統是冷軋鍍錫帶鋼生產線中的關鍵環節。以武鋼冷軋廠鍍錫2^#剪分選控制系統為例，介紹了鍍錫帶鋼分選控制系統的工藝過程，詳細講述了帶鋼定位跟蹤和分選控制的運行原理和控制思想。應用證明，該分選控制系統能實現高速傳送過程中鍍錫帶鋼的精確分選，具有很好的控制性和可靠性。 關鍵詞：分選控制 定位跟蹤 磁鐵系統 1 概述 武鋼冷軋廠鍍錫2^#剪生產線主要任務是對帶鋼進行定尺剪切，然后自動檢測帶鋼表面質量進行篩選，將成品、次品帶鋼自動分垛，人工機械包裝外運，是生產線的關鍵環節。圖1為2^#剪生產線的工藝設備流程。 2 主要工藝過程 鍍錫線2^# 剪切線分選控制系統的工藝過程為：鍍錫機組產品—鍍錫板卷，經開卷機開卷，依次經測厚儀、絞直機、夾送輥（S輥）、針孔儀送入飛剪，飛剪控制器根據產品規格數據，控制2_# 剪進行剪切后，進入分選系統進行質量檢測、分選，將成板、次材分離，堆放在指定垛臺，移送至包裝輥道，人工機械包裝外運。 當一卷新的鍍錫板卷開卷時，由于帶鋼頭部不平整，前面幾張鍍錫板將作為次品處理，操作人員在檢查臺上按下次品垛臺落板開關，將前幾張次板落入次品垛臺。 測厚儀對帶鋼厚度進行在線檢測，如果某處帶鋼厚度超出正負偏差范圍，則將該段帶鋼作為次品處理。針孔儀包括左側和右側兩個針孔檢測裝置，當任何一個針孔檢測裝置輸出針孔信號，則系統認為鍍錫板有針孔缺陷，將該處經過飛剪剪切之后的鍍錫板作為次品落入1^# 次品垛臺。檢查臺上的質檢人員對每塊鍍錫板進行目測檢查，將表面有缺陷的鍍錫板人工分選到次品垛臺。 飛剪根據產品規格數據將鍍錫板剪切后，鍍錫板由1和2傳送皮帶送入主傳送皮帶。主傳送皮帶中部裝有永磁鋼體，用于將鍍錫板吸附在其下方；垛臺皮帶上方的主傳送皮帶上則安裝有電磁鐵控制系統，可以控制其在特定的時間段產生磁場，該磁場和永磁鋼體磁場相互抵消，使永磁鋼體下方的鍍錫板落入垛臺傳送皮帶上，并由垛臺傳送皮帶送入相應的垛臺中。 垛臺上的鍍錫板盒可以根據鍍錫板的長度和寬度自動調整，從而將鍍錫板平整地裝入其中，當某正品垛臺中的鍍錫板數量達到規定數量后，就需要將鍍錫板打包、外送。而后續鍍錫板則落入另外一個正品垛臺中，這樣可以確保分選控制系統高速無間斷地運行。 實現分選控制系統的關鍵為：①對以140m/min的高速在傳送皮帶上運行的鍍錫板和剪切后的每一塊鍍錫板進行精確的位置跟蹤，將測厚儀和針孔儀檢測到的次品全部落入次品垛臺；②T_P1，T_P2和T_P3這3個傳送皮帶的速度需要根據鍍錫板的長度進行調整，使吸附在主傳送皮帶下方的鍍錫板能夠拉開足夠的距離，以利于光電管對鍍錫板進行跟蹤；③由于分選系統的高速運行，磁鐵系統必須對每一塊鍍錫板的落板位置和落板姿態進行精確控制，以避免鍍錫板在垛臺中出現堆鋼問題。 3 主要控制原理 3.1 鍍錫板的位置跟蹤 分選控制的核心就是對鍍錫板特別是對次品鍍錫板的跟蹤。在飛剪、3個垛臺處分別裝有光電管P₀，P₁，P₂，P3對經過的鍍錫板進行計數跟蹤，設光電管的計數值分別為：N₀，N₁，N₂，N₃；設測厚儀與飛剪之間距離為上L₁，針孔儀與飛剪之間距離為L₂，鍍錫板長度為L₀，定義一個一維數組R來保存次板計數值。 假設T₁時刻，測厚儀發現次板信號，計算X₁，存放至數組R中 X₁＝RND–[L₁/L₀]＋1＋N₀ （1） 式中：X₁為該時刻測厚儀發現的次板是經過P₁的第幾塊鍍錫板；符號RND–為向下取整運算。 假設T₂時刻，針孔儀發現次板信號，計算X₂，存放至數組R中 X₂＝RND–[L₃/L₀]＋1＋N₀ （2） 式中：X₂為該時刻針孔儀發現的次板是經過P₁的第幾塊鍍錫板；L₃為了T₂時刻發現針孔缺陷時，針孔儀與下一塊待剪鋼板的板頭之間的實際鋼板長度，L₃＝L₂＋L₄－L₅；L₄為下一塊待剪鋼板的板頭與飛剪之間的距離。 夾送輥測速碼盤K₁，的計數脈沖信號送入分選控制系統的高速計數模塊中，設K₁每旋轉1周對應脈沖數為n₁，主傳送皮帶輥直徑為Q₁，則K₁的每個脈沖對應帶鋼走過的距離s₁＝Q₁× /n₁。 圖2為計算距離L₃的示意圖（L₃＝L₂＋L₄－L₅）。設飛剪光電管上升沿時刻，高速計數器的計數值為w₁；針孔信號上升沿時刻，高速計數器的計數值為w₂，則：L₄＝（w₂－w₁）×s₁為距離修正系數，L₅＝v₁×0.1666（v₁為夾送輥的線速度）。 考慮到針孔落在兩塊板之間的情況，設△L＝L3–RND–[L3/L0]，如果△L>0.7，則將當前次板計數值X2和值X2+1存入數組R中；如果△L<0.3，則將當前次板計數值X2和值X2+l存入數組R中；數組及每次接收到新元素后，都需要進行一次排序，使數組R中元素的數值維持從小到大依次排列。當P1檢測到當前經過的鍍錫板計數為數組R中存放的次板計數，即：N₁＝R[i]時，就將該板落入次品垛臺中。 為了確保2_# 和3_# 正品垛臺中沒有一張次品鍍錫板，提高分選的精度，對針孔儀和測厚儀信號分別采取如下處理方法：①針孔儀信號，當針孔缺陷出現在2塊鍍錫板之間時，則將這2塊鍍錫板全部落入1_#次品垛臺；②測厚儀信號，設T₀₁，時刻出現厚差信號，T₀₂時刻厚差信號消失，分選系統將該段時間（T₀₁～T₀₂）內經過測厚儀的帶鋼，以及接下來的3塊鍍錫板全部落入1_# 次品垛臺。 3．2 傳送皮帶的速度調整 為了方便光電管對高速運行的鍍錫板進行準確跟蹤計數，要使吸附在主傳送皮帶下方的鍍錫板拉開一定的距離，從而保證分選控制系統的高速正常運行。由此，根據鍍錫板長度，需要控制S輥和6個皮帶的最大線速度。設鍍錫板在S輥上的運行最大線速度為υ₀，傳送皮帶1的最大線速度為υ₁，傳送皮帶2的最大線速度為υ₂，主傳送皮帶的最大線速度為υ₃，垛臺傳送皮帶的最大線速度為υ_s。 當鍍錫板長度確定后，根據該長度設定υ₀一個適當值。υ₀確定后，可以確定υ₁，υ₂和υ₃為 υ₁=υ₀（1+k₁） （3） υ₂=υ₁（1+ k₂） （4） υ₃=υ₂（1+ k₃） （5） 其中k₁，k₂，k₃為速度比例因子，其確定算法由圖3所示，k₁，k₂，k₃的設定初值α，b，c是根據生產線傳送皮帶長度和運行速度得出的經驗值（本分選控制系統中，α＝0.25，b＝0.1，c＝0.2）。 通過以上算法確定的皮帶速度是一級一級加快的，具體關系為：υ₃>υ₂>υ₁>υ₀，這樣飛剪剪完的鍍錫板在傳送皮帶上會被拉開一定的距離（大約600mm），從而方便光電管跟蹤鍍錫板信號。 當鍍錫板落至垛臺傳送皮帶上后，使其以低速進入垛臺中以方便垛臺收集鍍錫板。垛臺傳送皮帶的線速度：υ_s=υ₃/P（其中P為經驗參數，本分選控制系統中，P=3.5）。 3.3 落板控制 由于鍍錫板在剪切生產線上高速運行，磁鐵系統必須對每一塊鍍錫板的落板位置和落板姿態進行精確控制，以避免鍍錫板劃傷以及在垛臺中出現堆鋼的問題。圖4為1 _#垛臺磁鐵系統落板控制示意圖。 下面以1_#垛臺為例，說明鍍錫板落板位置和落板姿態的控制原理。 設光1_# 電管離電磁鐵C₆的距離為s；板長為L₀；T_p3的線速度為υ；主皮帶測速碼盤K₂的計數脈沖信號送入分選控制系統的高速計數模塊中，K₂每旋轉1周對應脈沖數為n₂，主傳送皮帶輥直徑為Q₂。則K₂的每個脈沖對應T_p3走過的距離s₂= Q₂π×／n ₂。 當1 _# 光電管一檢測到鍍錫板高速計數模塊就復位開始計數，設其計數值為m，當m滿足式（6）條件時，則認為鍍錫板到達落板位置，該垛倉的磁鐵控制系統動作。 m×s₂≥L₀+s-υ×t_s1 （6） 式中：t_s1為延時時間，為經驗值。 首先C ₆失磁，然后C₅，C₄，C₃，C₂，C₁，依次延時t_s2時間后失磁。這樣，鍍錫板如圖4所示平穩落到垛臺傳送皮帶上（注意