1 电控编程资料说明书本次提出的电控任务书只是加热炉区设备的控制说明资料，不包括炉前上料系统和出料系统的控制说明资料车间设一座步进梁式加热炉炉子的技术性能如下：·坯料规格断面： 140x140、150x150、180x180、220x160mm, 长度: 4500 、6000、6400mm ；·钢种：碳素结构钢、合金结构钢、轴承钢、弹簧钢·装料温度：常温；·出钢温度： 1050～1220℃；·燃料：热脏发生炉煤气；·额定加热能力： 90t/h ；·装、出料方式：通过辊道侧上料并由推钢机将坯料推到固定梁上，出料为辊道侧出料；·梁的根数： 3 根步进梁、 4 根固定梁·步进梁水平行程： 220、260、300(mm) ；·步进梁升降行程： 200(mm) ；·步进梁最小步进周期： 36s；·炉底面积： 28.9x7.0(mm) =222.3m2；·步进梁冷却方式：汽化冷却电控编程资料说明：如图 1 所示，步进炉的生产工艺过程如下：从上料台架送来的钢坯在炉前上料辊道上经测长（利用2 个光电管）后准备入炉当接到装钢信号，进料炉门开启，按布料图控制炉内外辊道速度，使钢坯在炉内装料辊道上准确定位后，启动推钢机，将钢坯向前推到固定梁上，由步进梁经过后退、上升、前进、下降的正循环动作一步一步将加热好的钢坯输送到出料端，当接到轧线的要钢信号后，由步进梁将钢坯放到出料辊道上，出料炉门开启，由炉内出料辊道将钢坯送出炉外。
相反，在炉子检修或事故状态时，步进梁通过上升、后退、下降、前进的逆循环动作一步一步将钢坯从出料端退到装料辊道上并送出炉2 外（此功能为手动）步进炉的炉区设备有：装料炉门、炉内装料辊道、推钢机、步进机械、炉内出料辊道、出料炉门炉区设备的控制包括以上各单体设备的控制设定及所有上述设备的顺序联锁控制控制方式为：手动，半自动和自动控制手动控制是：当操作人员就地发出一个动作指令时，各单体设备能完成一个单独动作，或相互配合各设备按照联锁关系相应动作一个步骤，或调试时某一设备发出信号，其它设备停止运转( 安全措施 ) ；半自动控制是：当操作人员给出一个单循环操作信号，炉区各设备按联锁关系相互配合自动完成一个单循环动作；自动控制是：炉区各设备按联锁关系自动进行循环控制加热炉区设备的控制和设定如下: 1. 入炉钢坯定位：如附图中图 1所示，为了使钢坯在上步进梁时不会横向装偏，必须使钢坯在炉内装料辊道上准确定位本设计采用延时定位法，即：当钢坯的头部被光电管J1（装在炉外）检测后，炉内辊道速度高速转动，经过△t 时间后，炉内辊道减速，低速运转的炉内辊道在料坯运行一段距离S 后制动，从而料坯按布料图在炉内装料辊道上准确定位。
△t 理论计算公式：△ t=（A+L/2-S）/V 公式中： A— 料坯在炉内定位后，料坯中心线至光电管J1的距离；L— 料坯长度；S— 低速运行和制动距离 (S=500mm)；V— 速度在调试中以此为依据，通过实测来校核调整2.炉内装料辊道的控制：当接到装料信号后 (该信号可手动发出，也可由控制系统自动发出) ，装料辊道正转( 进料) ，由空转速度变为运坯速度1.3m/s 2.1 启动条件·辊道上没有钢坯；3 ·装料炉门打开至工作行程；·步进梁在前极限或后极限低位；·推钢机推杆在起始位置2.2 控制要求：·当装料辊道上无钢时，辊道自动保持低速正转( 速度 0.13m/s) ·当要求将钢坯从炉子里退出时，辊道上有钢坯， 辊道反转，将钢坯退出炉外 (手动控制 )3. 推钢机的控制：3.1 启动条件：说明：活动梁上表面在固定梁上表面以下时称步进梁在下降状态·炉内装料辊道停止转动；·推钢机推杆在起始位置；·活动梁在前极限下降状态或后退；·辊道上有料坯并且钢坯定位正确；·炉内固定梁上有装料空位3.2 运动轨迹：前进后退 3.3 推钢机行程设定：由于钢种或产量的变化，当即将入炉的钢坯坯距和出料端即将出炉的钢坯坯距不同时，要求活动梁的步距等于即将下活动梁的钢坯(1 号位钢坯 ) 的坯距，此时将要上固定梁的钢坯坯距由推钢机的行程设定来保证。
推钢机行程设定公式为：Li=Li-1+Bi-1-t 式中： i —推钢机装钢计数码；L—推钢机的水平行程；B—步进梁步距 , 由步进梁步距设定传给推钢机；t —装料的坯料间距 ( 第一批的最后一根钢坯与第二批的第一根钢坯的坯距按第一批的坯距设定), 由坯料跟踪表给出如附图中图 2、3 所示，Lmin= 630mm（140x140） ；4 625 mm（150x150）; 610mm (180x180); 690mm (220x160); 如果 Li< Lmin则 Li=0；如果 Li-t ＞Lmin则 B i=0,Li+1=Li–t( 一步上两坯 ) ；如果 Li≥Lmax则 Li=Lmax；注：(1) 步进梁每步进一次推钢机的行程设定一次；(2) 推钢机的最大水平行程： Lmax=900mm ；4. 步进梁的控制：4.1 动作条件：活动梁上表面在固定梁上表面以上时（称步进梁在上升状态）：·炉内装出料辊道无钢坯；·推钢机推杆在起始状态4.2 步进梁的控制：为了保证钢坯的加热质量，除逆循环外，不论下列何种运动方式，都要求钢坯与活动梁和固定梁的接触时间尽量相等，以减少钢坯下表面温差4.2.1正循环：如附图中图4所示，步进梁的运动轨迹为0→1→2→3→0，即后退、上升、前进、下降将钢坯从装料端输送到出料端。
4.2.2逆循环： （钢坯由出料端向装料端运行，倒空炉子，此时为手动控制）即： 0 3 2 1 0 上升、 后退、 下降 、前进4.2.3步进等待：当轧机要求炉子的出钢周期比步进炉设备的最小联锁周期42s略长时，把多出的时间作为“等待”分配到步进梁轨迹的拐点0、1、2、3 的位置上，使活动梁在上升状态的动作加等待时间的和与下降状态的动作加等待时间的和相等，即：使钢坯与固定梁和活动梁的接触时间相等，叫步进等待4.2.4踏步：活动梁只作上升、下降运动，不作前进、后退运动称为踏步当轧机停轧时间小于30 分钟，炉子短时间不出钢时，为了保证钢坯与活动梁和固定梁接触时间相等，活动梁作踏步，每次踏步周期时间控制在5 分钟左右5 4.2.5中间位置保持：当停轧时间大于30 分钟，炉子长时间不出钢时，为了防止钢坯下弯，要求活动梁上表面与固定梁上表面停在一个标高处，即：活动梁与固定梁同时支撑钢坯，叫中间位置保持，开轧前30 分钟再转入踏步控制各种状态下步进梁的控制见下表：表 1 轧机状态停轧生产≥30 分<30分小 时 能力t/h 成品坯料出钢周期 (s) 大于步进周期步进梁的控制中间位置保持踏步步进等待4.2.6步进梁步距设定：为保证 1 号位钢坯准确输送到0 号位(出料端悬臂辊道 )，必须进行步进梁的步距设定。
步进梁前进停止时是靠前极限控制定位的，步进梁的步距设定也叫步进梁前端后退位置设定如图5 所示步进梁步距设定取决于炉内装料条件：·炉内装同一规格、钢种的钢坯并且产量相同时：步进梁步距 B=装炉钢坯坯距 t，即 B=t 坯距 t 取决于钢坯规格、钢种和产量·炉内装不同规格、钢种的钢坯并且产量或装料温度不同，即炉内钢坯坯距不同时： 步进梁步距 B=正在出炉的钢坯坯距t，这是为保证 1 号位钢坯能准确输送到0 号位，即能顺利的下固定梁B-- 步距(或后退位置距前极限的距离); t—1 号位与 0 号位钢坯的坯距，由炉内钢坯位置跟踪表提供表 2 是根据相同产量下不同料坯的在炉时间计算出的几种坯距，现场可根据具体情况调整表 2 规格产量、坯距冷坯额定产量 90t/h 时140x140 150x150 180x180 220x160 坯距 mm 220 220 260 300 6 5.炉内出料辊道的控制：当轧机要求出钢 ( 炉子接到要钢信号时)( 该信号可手动发出，也可由控制系统自动发出 )，当活动梁由“ 0”运动到“ 3”号位时出料辊道由空转速度变为停止，活动梁将钢坯放到出料辊道上，出料辊道启动并以1.3m/s 速度将钢坯送至炉外。
5.1 启动条件：·炉内出料辊道上有钢坯；·出料炉门打开至工作行程；·步进梁在前极限低位或后极限；5.2 控制要求：·当出料辊道上无钢，辊道自动保持低速正转( 速度 0.13m/s) ·当要求将钢坯从炉外退入炉内时，辊道反转，( 手动控制 ) 6.钢坯跟踪表：炉内钢坯跟踪并非对炉内全部钢坯都跟踪，而是对各炉罐进行跟踪，即成批跟踪，进一步说就是对每批炉内钢坯的第一块跟踪，因为每批钢坯的规格、尺寸、坯距都相同，这样即减小了机器的容量，又满足了工艺的要求炉内钢坯跟踪的主要目的是为了正确设定步进梁的步距和装钢机的行程，确保1 号位钢坯顺利下到0 号位入炉辊道上的最后一块钢坯也要跟踪，将该钢坯的坯距传给推钢机，以便下一块钢坯上料时，对推钢机的行程进行设定钢坯跟踪表表 3 炉内位置号钢坯号批号炉罐号坯距序号0 23 2004-1 1 220 1 1 24 2004-1 1 220 2 28 51 2004-2 2 260 3 51 74 2004-3 3 300 4 92 115 2004-3 3 300 5 如表 3 所示，跟踪表中的批号是每班各批的顺序号，炉内位置号是指：凡在出料悬臂辊道上的坯料都是0 号位，固定梁上即将上出料悬臂辊道的坯料为1 号位，见附图中图 5 所示，依次向炉尾方向每块钢坯加1。
7 当出料辊道出料并且钢坯头部被热金属检测器J2(见附图中图 1)测得时， 序号一行内除“炉内位置号”外，其余均消失，此时如果步进梁再完成一个正循环，到达前极限位置时，序号2、3 行内的钢坯号不变，“炉内位置号”减1若此时 2 行内的“炉内位置号”为 0，则 2 行内的全部数据填入1 行内，3 行内的全部数据填入2行内 ( 若此时 2 行内“炉内位置号”不为0，则 1 行内原来数据除“钢坯号”加1外，其余不变3 行空后再填入的数是由推钢机装下一批料时的第一根填入的当钢坯头部被光电管J1(见附图中图 1)测得, 经过△ t 时间后确实停在炉内装料辊道上的正确位置时，并且由推钢机推钢后，4 行内除“钢坯号”加1 外，其余均不变若此时该块料为下一批的第一根坯料，则“炉罐号”、 “坯距”按该坯料的设定数据填入表中“序号” 一栏在实际跟踪表中是没有的，此处加“序号”是为了叙述方便7、在步进机构分段位置对炉内钢坯位置的测量通过安装在炉墙上的2 个光电管（ G1和 G2 ）来检测炉内钢坯在步进梁分段处的位置是否正确只有检测到钢坯位置正确才允许两段步进梁的升降单独动作8、两段步进梁控制为满足加热工艺要求，保证出料端的料坯快速出料，采用两段步进梁。
8.1 出料端活动梁单独启动条件：1、光电管检测料坯位置准确；2、两段活动梁同时处于低位后极限；8.2 控制（以手动控制为主）两段步进梁升降可异步， 平移同步正常生产时为保证出料端的料坯快速出料，出料端活动梁可单独升降（装料端活动梁不动）或两段梁一起升降，装料端活动梁不能单独升降加热炉区设备控制时序 : 以上我们进行了各设备的控制设定,但是要想使炉区设备能够正常﹑协调的自动工作 ,仅此是不够的所以我们要进行各设备的联锁，即：要进行受控设备的时序设定如图 6 所示的时序是按设备的最短运行时间、以各设备联锁最紧凑的方式确定的，它所设定的出钢周期小于步进炉最大产量时的出钢周期原则上可以在时序的8 任何时刻将其时序增长，但在实际生产中，是通过控制步进梁的动作周期来满足不同产量时所要求的出钢周期步进炉最小出钢周期为42S五、附图电控说明附图 1～6， 共计 3 张。