Công trình sáng kiến có tên đầy đủ là “Lập chương trình điều khiển cắt (đầu/đuôi) và cắt theo khoảng cách cho máy cắt Start - Stop và chương trình điều khiển máy phân luồng dẫn thép vào sàn làm nguội” do ba tác giả cùng thực hiện là ba kỹ sư Phạm Khả Miền, Đoàn Mạnh Hà và Phạm Hồng Sơn cùng đảm nhiệm.
Tình trạng công nghệ - thiết bị trước khi thiết kế
Do thị trường đang có nhu cầu về các sản phẩm thép góc nhỏ nên Nhà máy Cán thép Lưu Xá đã tập trung nghiên, cứu cải tạo dây chuyền sản xuất thép thanh để sản xuất thép hình cỡ nhỏ trên dãy cán liên tục nhằm nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm.
Tuy nhiên, dây chuyền sản xuất thép thanh trước kia sử dụng máy cắt đĩa để cắt sản phẩm nhưng khi chuyển sang sản xuất thép hình thì không còn phù hợp nên Nhà máy đã đầu tư một máy cắt Start-stop để cắt phân đoạn sản phẩm.
Với phương châm tiết kiệm chi phí trong đầu tư, Nhà máy chỉ mua một máy cắt đơn lẻ nên khi đưa vào đồng bộ với các thiết bị có sẵn trong dây chuyền sản xuất đã bộc lộ nhiều khuyết điểm gây sự cố công nghệ và tiêu hao lượng kim loại lớn. Đó là những khiếm khuyết sau: Máy cắt chỉ có thể cắt tất cả các đoạn cắt là 36m hoặc tất cả là 48m mà thiếu hẳn sự linh hoạt cắt được cả 2 loại (do vậy ảnh hưởng đến việc ghép phôi các sản phẩm để sản xuất vì không cắt được cả 36m và 48m, dẫn đến sẽ thừa đoạn, hoặc thiếu đoạn gây sự cố trên đường công nghệ)
Bên cạnh đó, máy cắt chỉ có thể cắt đoạn theo thời gian dẫn đến sai số chiều dài cắt lớn (vì phụ thuộc vào đường kính trục cán, tốc độ động cơ cán, ma sát con lăn vận chuyển, độ căng trùng đai của máy đẩy tiếp, độ trượt ma sát tùy từng sản phẩm khác nhau,…)
Chiếc máy cắt này còn không thể cắt đầu, cắt các đoạn khuyết tật trong quá trình gia công kim loại sinh ra: ba via, tóp đầu, trẻ đầu thép... dẫn đến việc cắt đoạn, thu gom sản phẩm trên máy cắt nguội 300T gặp nhiều khó khăn phải điều khiển tiến/lùi con lăn nhiều lần để cắt đầu chính xác, làm mất nhiều thời gian, hại thiết bị và tiêu hao kim loại lớn. Ngoài ra còn một số hạn chế khác như: không có chương trình điều khiển cho máy phân luồng để dẫn thép vào sàn nguội, không có chương trình kiểm soát điều kiện chạy máy (áp lực dầu, gió, nhiệt độ,..), không kết nối và đồng bộ tín hiệu với trạm điều khiển PLC S7-300 cũ của nhà máy đã có trước đó để xác định thép đang ở luồng trên hay dưới để phân luồng và điều khiển máy đẩy tiếp, máy kẹp, máy hất, di sàn không gây sự cố công nghệ.
Hiệu quả bất ngờ
Để ”thuần hóa” chiếc máy cắt ”tắt – bật” này, nhóm nghiên cứu phải tích hợp nghiên cứu tính năng kỹ thuật của máy cắt start-stop với đặc thù công nghệ có sẵn của Nhà máy, sau đó lập chương trình điều khiển cắt đầu/đuôi, cắt theo khoảng cách và điều khiển phối hợp phân luồng dẫn thép giữa hai trạm điều khiển PLC S7 300 mới và trạm PLC cũ có sẵn.
Song song với đó là lập chương trình PLC kiểm soát các điều kiện chạy máy, cảnh báo sự cố và chế độ bảo vệ máy cắt khi xảy ra sự cố công nghệ. Tiếp theo là ghép nối tín hiệu điều khiển giữa hai trạm điều khiển, lập chương trình để đọc thông tin cắt đoạn từ trạm PLC S7-300 cũ có sẵn...
Sau khi áp dụng giải pháp này thành công, kết quả đã mang lại một con số chưa từng có: Trong một tháng nếu sản xuất 3.500 tấn phối thì lượng kim loại tiết kiệm được sẽ là 19,79 tấn; tiền tiết kiệm cho 1 tấn sản phẩm là 9.595.000 đồng, lượng tiền tiết kiệm được trong 1 tháng sẽ là 189.885.000 đồng. Như vậy mỗi năm sẽ tiết kiệm 2.278.620.000 đồng.
Bên cạnh đó là những tiết kiệm về thời gian và nhân công. Khi không cắt được đầu trước khi vào sàn làm nguội thì sẽ phải cắt đầu ở máy cắt 300T, việc cắt đầu ở đây rất khó do phải điều khiển thép trên nhóm con lăn vận chuyển bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố (tốc độ con lăn, độ trượt của thép trên con lăn, kích thước sản phẩm, người lái máy,...) nên việc dừng chính xác để cắt đầu ở 35-40 cm gặp nhiều khó khăn, phải tiến lùi con lăn nhiều lần mới có thể dừng tương đối chính xác. Giải quyết được tình trạng bất cập này, việc sản xuất được đẩy nhanh tốc độ, liên tục, khống chế sai sót.
Sáng kiến được đưa ra thực hiện và hoàn thành trong thời gian ngắn đã mang lại hiệu quả lớn khiến cho chiếc máy cắt Start – Stop phát huy tối đa năng lực của mình. Nó cũng cho thấy trí tuệ, tinh thần lao động sáng tạo, làm chủ công nghệ của thế hệ kỹ sư, người lao động Nhà máy Cán thép Lưu Xá ngày càng hội nhập với nhịp đập công nghệ tự động hóa hiện nay.
