热轧2250生产线X80卷取一键式自动投入功能开发
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【摘 要】 高级别管线钢的轧制控制问题，一直以来是国内各大钢厂遇到的同样难题，本文主要介绍了首钢京唐公司热轧2250卷取区域通过对X80卷取一键式自动投入功能开发，成功解决了X80高强钢的松卷问题、头部跟踪问题、卸卷出塔形等问题，为后续对此问题的深入研究指明了方向。
【关键词】 X80 卷取 一键式控制
1 改前存在问题
X80是目前京唐公司批量生产的重点品种之一，由于其卷取温度低、强度高，卷取难度大，对卷取区域的跟踪等自动控制技术提出了很大的挑战，自2012年度大批量生产以来，2250生产线卷取区域遇到了很多问题：
（1）在本卷取机工作过程中，前一台卷取机的助卷辊提前开始踏步控制，这就对下一块带钢的卷取带来了危险；
（2）2#、3#卷取机卷取x80时，在带钢中部经常出现松卷问题。
（3）出现松卷后，缷卷小车缷卷异常，缷出塔形卷，影响产品外包装质量，对后续处理带来很大的困难。
2 原因分析及改进措施
通过在现场的实际生产中发现，出现以上两个问题的根本原因为X80等高强钢通长方向上带钢卷取温度波动大，最低温度小于200℃。由于侧喷封水效果不好、浇瓢等原因，带钢局部温度甚至低于100℃。这就是对热金属检测器（HMD）的正常工作造成很大的干扰。HMD的最低检测温度为150℃，当带钢局部温度过低，将导致HMD产生误信号失检。而在带钢的卷取过程中，HMD是作为跟踪计算的重要触发信号，它的失检将带来一系列问题：
2.1 带钢头部跟踪异常
在本卷取机工作过程中，前一台卷取机的助卷辊提前开始踏步控制。例如，DC2卷取时，DC1的助卷辊开始了提前踏步，这是由于DC1的头部跟踪信号是由HMD触发。当带钢局部有水出现温度低点时，HMD会误判断此块带钢结束，下一块带钢头部已经到来。所以DC1为下一块带钢的进入开始进行踏步动作。这会对现场的生产带来很大的危险隐患，严重影响真正的下一块带钢顺利进入DC1卷取。
针对以上的原因分析，一级控制采取了以下改进措施：
当本台卷取机生产时，前一台卷取机取消HMD跟踪，并改为前一台卷取机前的冷金属检测器（CMD）跟踪。例如，DC2生产时，DC1的跟踪信号由HMD改为DC1前的1#2#CMD。由于DC3为最后一台卷取机，所以头部跟踪只针对DC1和DC2。CMD为冷金属检测器，不受温度影响，能大大的减少误信号，保证了跟踪的准确性，避免了前一台卷取机助卷辊跟踪异常提前踏步。
2.2 带钢尾部跟踪异常
2#、3#卷取机卷取X80时，在带钢中部经常出现松卷问题。这同样是由于HMD尾部跟踪失检造成。当带钢局部有水出现温度低点时，HMD会误判断此块带钢结束，下一块带钢头部已经到来。当前运行的卷取机提前执行了一次定尾控制（ATC1），即芯轴速度降低，扭矩下降，芯轴张力控制失效，带钢失张，卷取过程中出现松卷。由于X80无法顺利成卷，这使后续的缷卷、打包过程非常困难，影响现场的生产节奏，影响产量。
针对以上的原因分析，一级控制采取了以下改进措施：
DC2、DC3卷取时，尾部跟踪控制信号由卷取区入口的HMD改为DC1前的1#2#CMD，并将芯轴的尾部速度给定做出相应的修改，确保不会提前触发自动压尾控制。
2.3 缷卷出塔形
X80带钢硬度高，松卷后在卸卷过程中很容易拉出塔形，对此进行了分析，采取了临时措施进行解决，就是提高卸卷小车的触卷压力，并把小车提升高度目标值偏差缩小，一旦出现高度不够问题，小车报警不会执行相应的动作，提醒操作工手动干预，防止塔形的拉出。
另外要求卷取操作人员对第一卷X80卸卷前必须去卷取机前确认并指导卸卷，正常卸卷后记录卸卷小车的高度，随后的X80在每卷卷完按下卸卷‘确认’按钮前，对比卸卷小车高度，如果高度偏差超过15mm则要去现场认真确认，必要时进行手动卸卷。
以上改进措施均为X80等高强钢轧制时采取的临时措施，为此我们专门编写了X80卷取专用程序。每次轧制时需预留一定时间来修改参数投入此项程序。还要求一级人员对此类程序的修改相当熟练，同时又要求操作人员与设备人员密切配合，及时沟通。大批量的程序修改不仅影响 了生产节奏，更容易出现误修改、误操作，带来更大的事故隐患。
为此，我们将以上的改进措施进行功能集成。将所有X80卷取时临时修改数据开发为独立程序，并在操作画面HMI上加入功能集成按钮。操作人员即可一键完成所有的程序设定及修改。只要确认带钢未进入精轧区域，并且卷取区域无带钢，即可进行此项操作。
另外，当X80轧制完毕更换其它钢种时，操作人员可直接在HMI上取消X80按钮，其现一键式功能取消。（见图1）
自2013年1月一键式功能开发投入以来，2250生产线卷取区域未再出现跟踪异常、松卷等问题。X80卷取一键式自动投入功能的开发，实现了安全、快捷、高效的卷取生产，节省了人力、物力，提高了生产节奏，稳定了生产流程。