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棒材车间850T冷剪剪切控制与故障预防简说

850T冷剪是将棒材倍尺剪切成定尺的设备，此设备出现故障，

通常都会造成全线停轧，此设备正常运行的重要性不言而喻。

参与冷剪剪切的两个关键元素是离合器与制动器，剪切过程简化

流程图如下：

剪切命令制动器打开离合器闭合离合器打开

制动器闭合（剪切结束）

离合器与制动器动作是通过气阀控制，离合器电磁阀得电控制气

阀闭合，制动器电磁阀得电控制气阀打开。

冷剪剪刃位置的检测有接近开关检测和绝对位置编码器检测两

种。

接近开关检测安装示意图如右

图所示，当低位接近开关感应到安装

在主轴上的挡铁时，离合器失电打

开，冷剪减速箱通过惯性使得剪刃自

由动作，当高位接近开关

感应到挡铁后，制动器失

电闭合，此时冷剪处于制

动状态，剪切完成。其时

序图如右图所示。

另一种剪刃位置的检测方式则为绝对位置编码器检测，此种检测

方式要比用接近开关更加精确，绝对位置编码器检测只需在冷剪主轴

中心引出轴上安装一个绝对位置编码器即可，调整剪刃位置方便，可

通过WINCC画面通过设定码值直接设定离合器打开时的码值。但其

使用成本较高，控制程序稍显繁琐。

在生产过程中，因故障造成的停产损失往往要比设备的投资成本

大的多，建议在冷剪安装时采用以上两种位置检测方式，以绝对值编

码器检测为主，故障状态下切换到接近开关检测，这样即可避免因检

测元件故障造成停产损失。其时序图如下图所示。

使用绝对位置编码器检测还有一个优点，即可以判断离合器系统

与制动器系统的劣化情况。如在正常情况下，离合器闭合后在0.4秒

内会使得绝对值编码器数值发生变化，当0.4秒时检测到绝对位置编

码器数值未发生变化，则可判断离合器摩擦片磨损教严重或者气阀控

制存在劣化。同理，制动器闭合后在0.4秒内会完全制动，此时编码

器数值不会发生变化，取0.4秒时的码值与0.41秒时的码值做对比，

码值相等则可判断制动器系统正常，否则可判断制动器摩擦片磨损或

者气阀控制存在劣化。其实例PLC程序段如下:

离合器闭合时取绝对位置编码器的码值。

离合器闭合延时0.4秒之后的绝对位置编码器码值读数与离合器

刚闭合时对比，码值相等则判断冷剪主轴未转动，此时离合器系统有

明显劣化趋势，存在隐患。

制动器闭合延时0.4秒取绝对位置编码器码值读数。

制动器闭合后0.41秒的绝对位置编码器码值与0.4秒取的码值对

比，不相等则可判断制动器有明显劣化趋势，存在隐患。

在操作台WINCC画面上做相应报警信号显示，以便及时发现设

备隐患。