一、前言

图一 系统结构

三辊轧管机轧制的钢管精度高（其外径公差为 ±0.5%，壁厚公差为 ±5%），轧制节奏快（max 2.5 支/min），投资较连轧管机少，所以,该机具有很强的技术和经济优势，非常适合国内外众多中小型无缝钢管企业新建或改造的需要。压下装置是三辊轧管机的 主要机构，在轧制不同规格钢管时，压下装置可调整轧辊压下量，得到工艺要求的轧辊位置及辗轧角，并显示压下量的数据。三辊轧管机有三个轧辊，三个轧辊构成 毛管变形所需的孔型。每个轧辊有一套压下装置，三辊轧机共有三套压下装置。目前，三辊轧管机压下装置通常采用一个PLC集中控制，到现场操作点都用电缆连 接。调整时手动操作，人工检测压下量，调整时间长，精度低，影响生产效率和钢管质量。因此，采用压下装置自动调整技术减少调整时间及提高调整精度是十分必 要的。

二、压下装置的组成

压下装置的机械部分由压下电动机、涡轮减速机、压下丝杆等组成。电控系统在分析多家自动化产品的性能 和价格基础上，经过反复论证，决定使用性价比优的罗克韦尔自动化公司自动化集成架构产品。其方案为，A-B Controllogix系列作为主PLC，进行逻辑运算和控制；现场操作台采用FlexLogix系列作为远程I/O，编码器信号进入现场操作台；主操 作台的监控系统采用A-B人机接口PanelView，实现数据设定、数据显示等，通过ControlNet网连接起来；压下调整采用带内制动的交流电动 机传动，通过行程检测光电编码器和相应的计数控制器构成位置控制系统，传动装置采用A-B 1336系列变频器；。调整压下装置时，按工艺要求，在PanelView上设定需要的压下量数据，压下电动机通过蜗轮减速机驱动压下丝杆的快速升降，慢 速压下。慢速压下用于轧辊精确定位。编码器检测压下位置的数据并反馈到现场操作台，实现轧辊压下量的调整，达到工艺要求後自动停止。根据工艺需要，可单独 或集中进行三个轧辊的压下量的调整，灵活性较大。这样，采用压下装置自动调整技术，完成轧辊压下量调整的自动控制，极大减少调整时间和复杂的调整工作，提 高三辊轧管机生产率和产品精度。

三、压下装置自动控制技术

图二 监控画面

轧管机主PLC选用Controllogix系列，PLC机架为A13，CPU为L55M13，它是 生产过程的控制核心。主PLC通过1756-CNB ControlNet通讯模块与下设子站进行通讯，子站选用FlexLogix系列，通过1794-ACN15通讯模块,1786-TPS网络分支器与主 站联接起来。压下调整电机采用带内制动的交流电机传动, 传动装置采用A-B 1336系列变频器,电机的输出轴通过链轮与光电编码器相连接,编码器信号进入现场操作台的高速计数模块,进行位置检测,其逻辑运算在主PLC内完成;在 主操作台上设有A-B PanelView,通过其完成对轧辊压下量的自动调整。其系统结构如图一：

轧辊自动压下调整是调整轧辊的压下量。其工艺调整过程：先用标准棒找到三个轧辊的零位，编码器清零， 使六个编码器处于零位；此时，按照标准棒的直径在PanelView上设定标定值，这时编码器的实际位置就是标定值，以后的调整就是在此基础上进行，这时 轧辊的调零完成。压下调整时, 在PanelView上设定目标值即实际的压下量,按下启动键,进行自动调整,到达设定位置自动停止,此时各电机的实际压下量在PanelView上显 示，其操作界面如图二。
 

自动调整的有两种工况：成组和整体。整体是三套压下装置同时调整；成组是压下装置的入口压下电机和出口压下电机分别调整。其工艺流程如图三：

图三 工艺流程

编码器信号进入现场操作台远程I/O的1794-VSHC高速计数模块，高速计数模块采集编码器的脉 冲数，其通过ControlNet网传到主PLC上，在主PLC里将脉冲数变成实际压下量，实际压下量与标定值进行比较，比较后的输出值大于B1时，电机 高速运行；输出小于B1时，电机低速运行，便于精确定位；当比较值小于A1时，输出为零，电机停止，精确定位。

四、结束语

由罗克韦尔自动化公司集成架构产品组成的压下装置自动调整技术,实现了轧辊压下快速和精确自动调整。 该技术已应用在湖南某钢管企业的三辊轧管机技术改造项目中，在时间紧任务重的情况下，仅用几天时间就调试成功，其轧辊压下精度达到0.2mm，满足了工艺 要求。为整个系统的调试节省了时间。该企业的三辊轧管机组从热负荷试车成功至今一直运行正常，班产可达1000根高质量的无缝钢管，为企业创造很大的经济 效益。

通过对三辊轧管机压下装置自动调整技术的调试，对罗克韦尔自动化公司集成架构产品有深入理解，罗克韦尔自动化公司产品具有功能齐全、操作简单、使用可靠、维护方便等特点。

综上所述，罗克韦尔自动化公司集成架构产品在钢管企业恶劣条件下可靠工作，并满足压下装置自动控制技术要求。

参考文献

1. Rockwell Automation. PanelView 手册
2. Rockwell Automation. Panel Builder 3.2 Programming Software
3. Rockwell Automation. Controllogix Manual

作者简介

赵铁琳，男，工程师，现从事轧钢电气的设计和调试工作。