轧机液压辊缝控制系统的原理及应用 |
| 2013-01-05 09:50 作者：许战军 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第21期刊文称，介绍邯宝公司2080冷轧酸轧联合机组轧机液压辊缝控制，通过分析HGC液压缸可以在位置控制模式和轧制力控制模式下运行的模式，由液压辊缝控制（HGC）系统调节轧机对带钢的压下量，直接影响到板型效果。
0前言
邯钢新区冷轧厂采用德国SMS集团最新的轧制技术，5架串列式6辊轧机，通过弯辊系统、窜辊系统和螺旋压下系统来轧制带钢改善板型。螺旋压下系统主要靠液压辊缝控制（HGC）系统来调节轧机对带钢的压下量。冷轧就是带钢在再结晶温度进行轧制，所以液压辊缝控制的精度直接影响产品的厚度，液压辊缝控制的倾斜控制配合弯辊和窜辊直接影响板型效果。
1液压辊缝机械和液压系统结构
轧机机架配备了两个HGC液压缸。液压缸安装在轧机机架上部。
HGC液压缸是用伺服阀进行闭环控制的，伺服阀仅控制液压缸塞侧的压力。其中液压缸的油压必须是由轧机区高压液压系统提供的。轧机机架的畜能器，直接在伺服阀之前，确保持续的缓冲油量。
液压缸的杆侧是用一个独立的低压缓冲畜能器管路联结的，可以尽心润滑并且避免真空。做打开动作时，例如当换辊时HGC液压缸打开，杆侧管路压力会上增加，以提升辊缝开张速度。
HGC液压系统图如下：
2液压辊缝电气控制原理
HGC液压缸可以在位置控制模式和轧制力控制模式下运行，当辊缝张开时液压缸一般是在位置控制模式下运行的。
HGC缸的轧制力控制模式只有在辊缝关闭时才有可能使用。在咬钢的瞬间从位置控制转换到轧制控制，反过来也一样。由于控制模式转换必须在任何时候都可用，所以控制回路必须时刻调整输出来平衡设定值和实际值。位置控制和轧辊轧制力控制从属于更高一级的控制如厚度控制或秒流量控制。
同步/倾斜控制系统是建立在位置控制和轧制力控制上的，以确保两个调节液压缸平行动作，这样可使轧机的上支承辊保持在轧机中心线上，并可变化。伺服阀的电源由UPS来提供，下表是伺服阀在各种模式下的电流值。
2.1位置控制系统
位置控制用来控制液压缸位置，在操作侧和驱动侧都有位置控制和倾斜控制。位置控制的输出限制值是可调节的，其大小随倾斜量变化，最大约为伺服阀全开度的70%。
位置实际值是由2个HGC缸上的2个位置传感器（sony磁尺）测量的，其精度可达1µm。每个传感器都安装在每个液压缸中心，测量的是液压缸中心的高度。
当传感器错误时，HGC缸将停止运动。“传感器错误”信号是通过对传感器系统里面的传感信号实时监测，监测电源和位置差最大差异位置检测来实现的。液压缸完全收回的缸程是由位置传感器侧量得。
2.2轧制力控制
轧制压力控制是对驱动侧和操作侧的单独轧制力进行求和并通过倾斜控制来修正而得来的。轧制力控制的输出限制值是可调节的，其大小随倾斜量变化，最大约为伺服阀全开度的70%。
轧制力是由安装在HGC缸塞侧的压力传感器测量得。一旦压力传感器出错，就不可能再进行轧制力控制。安装在HGC缸杆侧的压力传感器用于测量HGC缸的反作用力。
轧制力控制只有在辊缝在关位的时候才有作用，如果轧制力减到一个最小值（如：1MN），它就会自动切换到位置控制。
2.3倾斜振动控制系统和同步控制系统
倾斜和同步控制系统是建立在位置控制和轧制力控制系统上的，以确保两调节液压缸平行动作。最大的倾斜参考值限制在+/-1，5mm。
2.4过载保护
电气控制过载保护是由压力与轧制力测量决定的，因此，每侧都应该有两种监测功能。
2.4.1过载1
当轧制力超过当前轧制力的第一个预设临界值时，就会出现报警，辊缝将不会被进一步关闭。
2.4.2过载2
当轧制力超过当前轧制力的第二个预设临界值时，就会启动急停，HGC系统将会快开。
两种调节系统的实际轧制力的差别，在操作侧和驱动侧都会实时监测。当最大压力差别大于第一个可调临界值时（初始设定值=2MN，可调），相应的倾斜参考值也会保持，输出信号“最大差压辊压力”会在HMI上显示。如果轧制力偏差大于第二个可调临界值时（初始设定值=2.5MN，可调）输出信号“最大轧制力差”会在HMI显示器上显示。而且HGC系统会迅速打开。
当轧辊静止不动时，有一个更低过载保护值，约为当前轧制力的10%，可有效的保护轧辊和轴承。
3厚度控制和秒流量控制系统
在设计中这些高级的控制系统取决于特定电气控制的特殊设计。此控制系统的输出信号作为额外的设定值被引入基本控制回路中，同时，位置控制和轧制力控制通常下也是附属于此系统的。高级控制回路按这种方法控制次级控制回路，它们可以独立的优化，但不影响次级控制系统的动力。
4HGC系统的标定
4.1液压辊缝标定
辊缝测量系统是必须校准的数字化系统，由于限制条件的改变（换辊或不受控制的动作引起的扰乱或开关）测量系统的零位会变换。
校准规程：
1）液压缸位置校准
2）无板带时轧辊倾斜和辊缝校准
3）有板带进轧辊倾斜和辊缝校准
4）调节系统的重新校准
5）记录支承辊偏心数据
6）轧机特性记录（轧机的弹性形变）
4.2液压缸位置校准
当HGC系统关闭时，液压缸通常是处于收缩状态。信号“Cylindersinthecollapsedstate”由于“HGCsystemoff”命令而被释放。
信号：
——“50或150bar在支杆侧，打开时”
——“活塞侧压力<5bar”
——“两液压缸都位于收缩位”
——“限时元件的有效期”（10秒，可调）
当“cylinderpositioncalibrated”信号出现后，液压缸位置反向复位。
信号“cylinderpositioncalibrated”，液压缸位置的数字显示将设到最大开位，倾斜实际值将设为0。
下图为标定时位置和轧制力的对应关系：
5结束语
本文从现场的基本应用出发，说明了轧机HGC控制系统的基本原理和功能，调节轧机对带钢的压下量，可以有效的控制产品厚度，改善板型效果。 |
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