加热炉_步进加热炉速度控制系统故障
(1)概述
某采钢厂步进加热炉原液压系统是由国外引进的，该液压系统由动力系统、控制系统、循环系统三大部分组成。其中动力系统为步进梁液压系统的核心，此系统有4台主泵，其中3台泵工作、1台泵备用。
加热炉步进梁的速度控制，由PLC控制动力系统的3台主泵完成。该系统为典型的多系统并联组合供油、变量泵梯级容积调速系统。
单台泵组及四级调压原理简图如图V所示。主泵为双向变量式轴向柱塞泵，前置泵为外啮合齿轮泵，四级压力控制阀设定压力分别为1MPa、2.2MPa、2.7MPa、3.5MPa，四级压力分别控制机液式伺服阀阀芯位移，从而控制柱塞泵的斜盘倾斜角度，达到控制柱塞泵流量大小的目的。
由于原液压系统的液压元件大多数是20世纪七八十年代的产品，有的在当时就已趋于淘汰，埋下了严重隐患。该液压系统元件经过十余年的生产磨损，故障逐步增多，严重威胁步进梁的正常运行，威胁热轧线的正常生产。且原配套泵已淘汰，国夕卜不再生产，要维持系统正常运行，必须对原液压系统进行技术改造。
(2)电液比例控制双向变量的泵控改造方案
由于钢厂生产任务重，取向硅钢的轧制量大，不允许长时间停炉改造，所以提出了以下改造基本原则：
①技术先进，成熟可靠，确保系统应有的技术指标、性能和功能；
②主系统、控制系统均不作大的改动，尽可能维持原液压系统设备不变或少变；
③电气控制系统元件不变或少变，以减少改造的投入及改造对生产时间的影响；
④采用标准、通用的液压件及相关的器件，以便今后更换。
结合改造基本原则和原系统的控制方式，可以看出，局部泵控改造优于开式系统改造。泵控方案的特点是土建不动，电控系统稍作变动，便可保证其电气控制系统程序不变。电液比例控制双向变量的泵控方案简化了流量控制回路，使流量控制回路十分简单，并使主泵具有互换性，与原系统的电控系统及工艺无关，使主泵的备件问题得以解决。现场改造工期基本上都能在年修期间完成。综合考虑，以采用电液比例控制双向变量的泵控方案为宜。
选用A4VSG250EO型比例控制双向变量泵（带同轴补油泵）代替原主泵，淘汰结构复杂、控制方式落后的四级压力控制实现梯级变量的流量控制回路。采用PLC控制电液比例阀实现主泵的梯级变量，并同时提供一过渡模块，适应原四级压力调节的信号，通过电液比例阀控制主泵流量，以满足原四级压力相应的流量输出。
液压泵变量控制方式是由电控器给出相应控制信号，经比例放大器功率放大，驱动比例方向阀，控制液压泵变量活塞运动到相应位置，液压泵排出所需流量，供系统工作。同时主泵斜盘倾角由位移传感器进行测量，转换为电信号，送入比例放大器作为闭环控制的反馈信号，流量控制精度高。该控制方式灵活，液压缸的速度完全由程序进行自动控制，能实现无级调速。
此种改造方案中，更换主泵、泵架及其附件，取消四级调压回路；采用电液比例阀控制主泵，-在原电控系统与比例阀的电控器之间设置过渡模块，将原电控系统输出的与工艺有关的控制电磁铁的开关量转换为相应的模拟量，从而控制主泵的变量，其变量梯度可调；将机液伺服控制方式改为电控方式，简化了液压系统及控制系统，故障点减少；此方案能使原输入信号不变动，主泵输出流量满足步进梁工作要求，这样简化了控制系·统，控制方式先进，流量调节更为简单、实用、可靠。
(3)改造后的液压系统
 改造后的步进梁液压系统和改造前一样，由3个子系统组成。主要改造的是主泵组部分。图W所示为主泵组的液压原理图。
一般闭式系统中，补油泵的流量仅为主泵流量的15%左右。由于系统内的液压缸为非对称缸，有杆腔和无杆腔进油不等，容易出现吸空现象，因此，采用了大流量的补油泵。
补油泵设置的补油压力为1.6MPa．如果补油泵没有压力油输出，则会在几十秒内将主泵损坏。为了保护主泵，在补油泵的压力油口设有压力继电器，该继电器设定报警压力为1.0MPa，如果补油泵压力低于1.0MPa，3s内系统会自动停机。
为了保证泵对液压缸的供油压力，在泵的出口并联了2个溢流阀，起安全阀作用，防止压力变化太大而使液压缸产生振动和冲击。
(4)小结
热轧厂步进加热炉液压系统改造取消了原主泵流量由四级压力控制实现梯级变量的流量控制回路；采用电液比例阀控制主泵，将机液伺服控制方式改为电控方式，简化了液压系统及控制系统，大大减少了故障点。该系统自改造后投产以来，运行正常，再未见影响正常生产的故障发生，保证了硅钢生产的产量和质量。
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