本公司液压AGC系统及进口x射线测厚仪系统,经过几年的现场运行,目前存在以下现场问题,严重影响了正常生产:
1)原进口x射线测厚仪操作台画面模糊不清,无法正常操作;
2)原液压AGC系统操作画面也较模糊,影响正常操作;
3)原液压AGC系统接插件较多,故障率较高,影响生产效率;
4)原液压AGC系统控制落后,造成头尾废料较多。
鉴于以上原因,需对现有AGC系统以及进口x射线测厚仪系统进行改造,为节约成本,采用在原系统的基础上进行改造,原系统保留的部分如下:
1)进口x射线测厚仪测量主机柜及测量的电器机械部分
2)原AGC系统日本sony位置传感器及数显表
3)原油压传感器,
4)原AGC系统主机柜内MIC2000及接口板一套。
改造后,系统新增部分及功能如下:
1)X射线测厚仪操作台一台,尺寸与原尺寸一样,改造后显示清晰,并能完成正常操作。
2)AGC操作台一台,采用台湾研华一体化工作站,触摸屏操作,操作软件采用最新软件,人机界面更加友好。
3)主机柜全部更换,换为接插件少,接口板安装调试方便,结构合理的新型主体柜,可靠性高,故障率低可长期连续运行。通用性、互换性好,便于维护。备件供应充足。
4)采集板卡采用l6位A/D转换,主机柜内增加17’液晶显示器一台
5)控制软件采用最新开发的软件,已大量应用于现场,控制精度高,头尾废料少。
6)在现场调试时间短,停机两天基本就能恢复生产。
改造后的系统功能及精度如下:
1 内环控制
内环控制包括位置控制和压力控制,是两种最基本的控制方式,选择位置控制时,液压缸位置基准信号与位置传感器提供的反馈信号进行比较,偏差信号经放大及PID调节等处理后,输出信号到伺服阀,控制进入或流出液压缸的流量,从而控制油缸位置。
压力控制,是由压力基准值与压力传感器或负荷元件提供的反馈信号比较形成压力闭环,压力控制主要用于轧机预压靠调零和平整机。平整过程是用低于正常轧制力的稳定压力作用于成品带材,可得到良好的板形。但在实际生产中压力低于正常轧制力时,系统工作不稳定,不能提供稳定的轧制力,这是因为压力传感器、伺服阀等电气设备工作在非线性区。在这种情况下,提高油缸背压,既保证系统工作在线性区内,又提供稳定的低轧制力用于板形平整。相对于其他的板形控制手段,该方法简单易行。
2 GMTR控制
自液压轧机出现以后,由于液压压下具有调节速度快、反应灵敏等优点,使因轧制力等因数的波动而产生的轧机弹性变形可随时得到调整补偿。可使轧出来的带材厚度保持恒定不变,这相当于轧机具有无限大的刚度(辊缝没有变化)。实际上,辊缝是在不断的变化。因而引出了一个轧机的可控制度Kc的概念(有的称为可控模数,或可变刚度)。根据工艺要求,改变控制系统中调节系数,就可获得不同的可控刚度。
3 加减速补偿
当轧机速度增加时,带材咬人摩擦系数变小导致轧制力减小,出口厚度变薄,因而在带材加减速过程中会对出口板厚造成影响。速度效应补偿就是根据轧制速度变化相应调节油缸位置自动对带材进行补偿,减小轧机加减速对带材出口厚度的影响。
轧制速度变化率乘以增益系数表示带材出口厚度对速度的灵敏度,轧制速度的增加将产生一个计算出的厚度变化值,将此变化值折算成油缸位置值来补偿油缸的位置移动,从而改变速度变化对出1:3厚度的影响
4 厚度误差反馈自动控制
在轧机出口侧安装测厚仪,组成反馈式厚度自动控制系统,简称反馈式AGC或监控AGC。
在轧件出口侧由测厚仪测出厚度偏差值,经AGC系统处理后,通过调节压力、辊缝等措施,使厚度偏差始终处于控制精度范围之内,即所谓的压力AGC、位置AGC由于测厚仪安装在离辊缝一定距离的地方,这样厚度偏差的检测与厚度调节不是在同一时间发生,所以实际轧出厚度的波动不能得到及时反映。即测量的对象不是辊缝中的实时板厚,而是到达测厚仪处的板厚,结果使整个调节有一定滞后时间。
将测厚仪安装在距离轧辊出口侧尽量近的位置,以缩短滞后时间,提高控制响应速度,但一般测厚仪的位置调整范围是有限的。在KK2型系统中,反馈式自动控制方式只能克服缓慢变化所产生的公差,如轧辊膨胀产生的厚差,而和前馈式自动控制相配合使用,将达到较好的控制效果。
5 多级AGC控制
为解决单级AGC控制时控制调节器负担过重或饱和的现象,须综合运用各种AGC控制方式。一般采用两种方式构成两级控制,即一个作为初级控制器,另一个作为二级控制器,如张力—— 速度AGC,张力为初级控制器,速度为二级控制器。
初级控制器是一个厚度偏差反馈控制器,利用比例积分实现,出口厚度偏差信号最为输入信号,根据轧制速度调节增益。
二级控制器同初级控制器类似,也是一个利用比例积分实现的厚度偏差反馈控制器,不同的是以初级控制器输出的溢出部分作为偏差输入信号。
当初级控制器的输出没有超出限幅时,二级控制器不被启动,该初级控制器等同于一般的单级AGC控制。而当初级控制器的输出超限时,启动二级控制器,开始二级调节。两级控制器同时工作,有效的解决了单级的饱和现象,同时缩短了系统调节周期。
常用的多级AGC控制器为张力——油缸AGC
6 辅助功能
6.1 泄油
在泄油状态下,两个负载油缸中的液压油将被排出。有两种泄油控制方式:一是手动泄油,用于换辊及停止工作时,二是自动泄油,由于紧急情况下的故障保护,例如轧机中进入一个硬件异物使轧制压力超限时。
6.2 显示轧制过程中的各种物理参数
主要显示:轧制速度、轧制压力、厚度偏差、两侧的辊缝、倾斜压力及系统状态。
6.3 液压缸同步
轧机调零时使轧辊在同一水平下同步运动,保证轧辊不产生压痕或损坏。
6.4 自动调零
在换辊、泄油或位置控制需调零数据时,要进行调零。在调零时,工作辊在调零负载下压靠在一起,此时的负载油缸的位置,被存于计算机中用于以后的控制,并以此位置作为辊缝的基准零点。
6.5 改造后精度保证值如下:
1.0毫米以上, ±1.O%
0.8毫米, ±9微米
0.5毫米, -I-6微米
0.4毫米, ±5微米
0.3毫米, ±4微米
0.2毫米, ±3微米
0.1毫米, ±3微米
以上精度为保守值,实际精度要好于以上值。 汇荣流体(http://www.servo-valve.cn/) |