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距离检测错误导致的钢卷跑偏，对
测量位置进行调整，并利用 ＳＴＥＰ７
软 件 在 西 门 子 ４００ 系 列
ＣＰＵ４１６－２ＤＰ 的 ＰＬＣ 上 开 发 了 由
于调整测量位置后凸显出的超声
波传感器延时特性的控制程序。
参考文献：
图 2 优化后的钢卷对中功能示意图 按照上述流程图，可以利用
ＳＴＥＰ７ 软 件 在 西 门 子 ４００ 系 列 ＣＰＵ４１６－２ＤＰ 的 ＰＬＣ 上开发控制程 序。图 ３ 为加延时环节的对中程序。
河北
ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ 农 机
交
流
入 ＰＤＡ 曲线发现，由于超声波传感
3.2 采用 PLC 控制的效果
器的延迟特性，对中摆臂落下，超
在采用 ＰＬＣ 控制之前，由于现
声波传感器检测到钢卷后，测量的
场环境、原料、设备仪器等影响，造
实际距离不能立刻更新，造成两侧
成人工控制的不及时性和设备的
测量的值相同，无法进行对中动
交流
河北
农 机ＨＥＢＥＩＮＯＮＧＪＩ
摘 要：对工厂的入口钢卷对中功能进行研究，观察超声波传感器的变化曲线及钢卷跑偏的情况。研究表明，造
成钢卷跑偏的因素很多，同时超声波传感器曲线存在一定的延时特性，当对中摆臂落下时，超声波传感器不能及时 反映实际的距离，就会造成不进行对中动作情况的发生。此外，利用 STEP7 软件在西门子 400 系列 CPU416-2DP 的 PLC 上开发了由于超声波传感器延时特性造成对中效果不佳的程序，使得对中效果明显提高，预防了翻卷和带钢跑 偏刮边事故的发生。
参考文献：
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[3]隆丹宁.原位自生 TiCp/Fe、VCp/Fe 复合材料制备过程覆 盖剂及低温加 Ti 法、低温加 V 法的研究[D].广西大学硕士学位, 2007.
不 可 靠 性 ［５］，甚 至 忘 记 选 择 自 动 对
作，导致钢卷跑偏。
中 功 能 ，未 进 行 对 中 操 作 ，而 在 采
３ 解决超声波传感器延时特
用 ＰＬＣ 控制之后，能够及时有效地
性的ＰＬＣ 程序
图 3 加延时环节的对中程序
防止钢卷跑偏问题的发生。
3.1 PLC 程序设计
为了防止人为的不确定因素
2015 年第 2 期
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图 4 程序中加入联锁
[1]邹凤欣,杨溪林,高增雪等.基于电感 式位置检测原理的带钢纠偏控制方法[J]. 冶金自动化,2006（4）:37-39.
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2.2 带头处理装置功能 带头处理装置对带头进行准 备处理，方便后续穿带。带头处理 过程中，需要对钢卷进行正反向转 动，因此，带头处理前后，两侧的距 离可能会发生变化，与原料钢卷及 地辊的水平度等都有关系，通过对 带头处理装置处带钢带头处理前 后进行的对比观察，发现地辊旋转 前后钢卷位置变化不大且无规律， 排除了地辊水平旋转造成的钢卷 跑偏问题。 2.3 钢卷交接位 １３＃ 鞍座为钢卷梭车运走钢卷 的 位 置 ，因 其 为 十 字 鞍 座 ，步 进 梁 运送钢卷到该位置时，如果跑偏， 极易造成钢卷梭车运输过程中翻 卷 ，若 跑 偏 严 重 的 情 况 下 ，钢 卷 运 送到该鞍座便会翻卷。通过对 １３＃ 鞍 座 的 分 析 、统 计 ，发 现 大 部 分 钢 卷在该鞍座处都会偏北 ３０ｍｍ，为 解决该问题对步进梁的步距进行 了调整，由于步进梁移动造成的误 差是累积的，所以将步进梁的步距 减小了 １５ｍｍ。 通过上述更改后发现钢卷在 进行对中操作后，运输到 １３＃ 鞍座 时钢卷处于中心位置，但是随之也 出现了一个新的问题，有时会出现 对中摆臂落下后，不进行对中，摆 臂直接抬起的现象，然而对程序查 找未发现异常，之后将相关信号加
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装一个超声波传感器，落下后用于 测量钢卷两侧的距离，对中鞍座根 据超声波传感器实际测量的两侧 位 置 偏 差 对 钢 卷 位 置 进 行 调 整 ［４］， 图 １ 为钢卷对中的控制方法。其 中，ａ 为南侧超声波传感器距钢卷 的距离；ｂ 为北侧超声波传感器距 钢卷的距离。
图 1 钢卷对中功能示意图 根据长时间的观察、统计发现， 大部分的原料钢卷在卷心附近存在 溢出边现象，同时，对中摆臂落下后 大部分处于钢卷溢出边位置，造成 钢卷测量距离不准确。为解决这一 问题，将对中摆臂测量位置进行了 调整，使测量位置远离钢卷溢出边 位置，调整后测量对中后的钢卷两 侧距离偏差在允许范围之内。
（上接 33 页）耐酸腐蚀性能方面，复合材料的 ＶＣ 颗粒 颗粒与基体的结合面，这在将来的研究中应该进一步
与铁基体结合界面起关键性作用，应重点研究。
改进，提高铁矿中的 Ｖ 元素的引入， 其产生的 ＶＣ 颗粒使得 ＶＣｐ／Ｆｅ 复合材料比 ４５ 钢具有 更优越的耐酸腐蚀性能。但也有局限性，ＶＣｐ／Ｆｅ 复合 材料易形成局部网状腐蚀面，大多发生在 ＶＣ 颗粒与 铁基体结合面，说明复合材料最易被酸腐蚀的地方在
关键词：超声波传感器；PLC 编程；钢卷跑偏；延时特性；对中控制
DOI:10.15989/ki.hbnjzzs.2015.02.019
带钢跑偏问题的研究
１、山西中北大学机电工程学院 梁国强 李世中 ２、唐山迁安市思文科德薄板科技有限公司 杨维维
１ 引言 在钢卷运输的过程中，经常会 出现带钢偏离设备中心线及钢卷 运输过程中翻卷的情况，这种跑偏 现象直接影响生产的安全运行，造 成设备损坏，降低设备的使用寿 命，因此在对中控制系统中必须予 以解决［１－２］。由于工业环境中系统的 多样性和复杂性，造成 Ｄ 带钢跑偏 的因素多种多样，主要有设备精度 问题、带钢板型问题及张力控制问 题［３］。原因不同，处理方法也不尽相 同。因此，对于带钢跑偏及翻卷的 问题必须系统地观察、测量及统 计，最终分析出造成带钢跑偏及翻 卷的因素。 钢卷的对中顺控功能可由操 作人员直接启动，也可由 ２＃ 步进 梁进行启动。由 ２＃ 步进梁进行启 动时，在两个步进梁动作前要选择 自动对中功能，操作人员需每次在 步进梁动作之前进行选择自动对 中，此种控制方式的缺点在于，操 作人员有时会忘记选择该功能，未 进 行 对 中 操 作 ，同 时 ，由 于 该 按 钮 位于触摸屏上，在外界干扰等环境 下有时不是很确定按钮是否处于 选中状态，造成未进行对中操作。 ２ 相关设备的观察及研究 2.1 步进粱处钢卷对中功能 钢卷在步进粱 １１＃ 鞍座完成 钢卷对中功能，对中摆臂两端各安
４ 结论
研究超声波传感器延时特性 造成的钢卷跑偏情况发生，将钢卷
排除了带头处理装置造成的
问题，有利于解决钢卷跑偏问题， 的对中功能设置为全自动，不用人 钢卷跑偏，预防了人为因素造成的
在编制 ＰＬＣ 程序时，采用的是对中 为干预 。同时，在设备出现故障，对 钢卷跑偏，开发了全自动对中程
摆臂落下 １ 秒后才可启动对中功 中操作执行到一半被中断后，也要 序，降低了人工劳动强度，提高了
能，此时测量的值才是实际测量的 进行对中操作，防止由于未对中造 系统的可靠性。找出了步进梁前进
真实值，保证了控制的精确度，ＰＬＣ 成的钢卷跑偏，在程序中加入联 距离造成的钢卷跑偏，并进行了处
控制程序中解决超声波传感器延 锁，未进行对中操作步进梁不允许 理；找出了原料钢卷溢出边造成的
时特性的程序流程图如图 ２ 所示。 动作，如图 ４ 所示。