冷矯機彎輥控制的完善與優(yōu)化研究論文
摘 要：摘 要 ：本文據(jù)國內(nèi)矯直機的使用情況，提出完善彎輥功能，解決輥縫標定清零及運行中的問題，提升軋鋼廠運行效率與產(chǎn)品質(zhì)量。 關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞： 冷矯機 PLC系統(tǒng) 彎輥功能 在當前鋼鐵產(chǎn)能過剩情況，鋼鐵市場競爭日趨激烈的嚴峻形勢下，客戶對鋼材的板型、表面
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摘 要：本文據(jù)國內(nèi)矯直機的使用情況，提出完善彎輥功能，解決輥縫標定清零及運行中的問題，提升軋鋼廠運行效率與產(chǎn)品質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：
關(guān)鍵詞：冷矯機 PLC系統(tǒng) 彎輥功能
在當前鋼鐵產(chǎn)能過剩情況，鋼鐵市場競爭日趨激烈的嚴峻形勢下，客戶對鋼材的板型、表面質(zhì)量要求越來越高。本文根據(jù)國內(nèi)矯直機的使用情況，設計出完善彎輥功能程序，解決輥縫標定清零及運行中的問題，提升軋鋼廠運行效率與產(chǎn)品質(zhì)量。
1 矯直機彎輥功能的原理
矯直機的原理是輥子的位置與被矯直制品運動方向成某種角度，兩個或三個大的是主動壓力輥，由電動機帶動作同方向旋轉(zhuǎn)，另一邊的`若干個小輥是從動的壓力輥，靠著旋轉(zhuǎn)著的圓棒或管材摩擦力使之旋轉(zhuǎn)的。為了達到輥子對制品所要求的壓縮，這些小輥可以同時或分別向前或向后調(diào)整位置，鋼材被輥子咬入之后，不斷地作直線或旋轉(zhuǎn)運動，因而使制品承受各方面的壓縮、彎曲、壓扁等變形，最后達到矯直的目的。起設施主要將上萬向軸套上夾緊塊與上萬向軸套的接觸面為設計為倒V型接觸面，并將下萬向軸套下夾緊塊與下萬向軸套的接觸面為V型接觸面。V型設計的夾緊塊與上萬向軸套的外圓呈兩點接觸，而且接觸點控制力指向萬向軸套圓心，因此定位更加準確;同時，由于上萬向軸套下夾緊塊的數(shù)量為兩只，且兩只下夾緊塊與上萬向軸套的接觸面為V型接觸面，更為有效的控制了萬向軸套的定位精度，不易受萬向軸套外圓面尺寸誤差造成定位偏差的影響。為冷矯直機換輥提供了一個較好的夾緊裝置。
2 矯直機彎輥系統(tǒng)機械設計
本文設計中對冷矯機彎輥系統(tǒng)進行完善，特別是硬件問題，包括伺服閥、壓力傳感器、位移傳感器的安裝。由于矯直機彎輥系統(tǒng)主要補償矯直機的輥系和框架的變形，在矯直過程中，彎輥系統(tǒng)用來保持矯直輾子的平行。理論上允許非平行位置，同時鋼材的表面形狀由操作員調(diào)整彎輥的彎曲，這樣將矯直機上框架由一個活動結(jié)合點分開成相連的兩部分。位于框架頂部的偏心允許分開這兩個部件從而彎曲矯直輥。液壓氣缸內(nèi)部安裝了一個位置檢測器來測量偏心量，液壓缸兩個腔分別安裝兩個2壓力傳感器，給出了每個缸腔中的壓力反饋。控制由一個伺服-比例閥驅(qū)動彎輥液壓缸，電氣控制系統(tǒng)設置位置控制和超載保護。
3 彎輥功能電氣控制系統(tǒng)設計
PLC將接收到的各個信號經(jīng)過程序運行后輸出，實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)的自動化。彎輥功能電氣控制系統(tǒng)完善冷矯機的標定程序，理順出標定邏輯，優(yōu)化標定條件，對冷矯機PLC系統(tǒng)進行優(yōu)化，增加彎輥的信號輸入輸出系統(tǒng);對冷矯機彎輥程序進行開發(fā)，建立一套適合實際生產(chǎn)的控制模式。冷矯直機控制功能由Level1 PLC S7-400，包括輥縫設定，彎輥控制等各項控制功能實現(xiàn)，PLC 通過以太網(wǎng)TCP-IP與上位機計算機相連接,接收預設數(shù)據(jù)，HMI人機接口，輸出結(jié)果及各種顯示。彎輥功能的控制框圖如圖1所示。
圖1 彎輥功能電氣控制系統(tǒng)框圖
在程序設計中，利用標志位來表示不同的現(xiàn)場情況和程序的狀態(tài)，增加了程序的可靠性和靈活性。模塊化的程序設計，整個程序由不同 的子程序構(gòu)成，各子模塊獨立完成各自的功能互不干擾，因而程序結(jié)構(gòu)清晰，便于修改。再就是定時器的使用，利用不同的定時器來設置不同設備的延時時間，可以靈活地根據(jù)控制要求進行延時時間的設定。主程序主要由程序初始化、計數(shù)清零、系統(tǒng)復位、增減變頻、切長脈沖轉(zhuǎn)換、速度、切料、暫停急停安全門八個子程序和一個切料中斷子程序構(gòu)成。
4 輥縫標定優(yōu)化
輥縫要根據(jù)鋼材的厚度與強度進行調(diào)整，如果鋼板強度較大，則輥縫值與鋼材的厚度值相差較大，若鋼材的強度較小則輥縫值與鋼材的厚度值相差較小，但鋼材的厚度與輥縫值的差值一般不大于7～8mm。輥縫標定優(yōu)化為從H M I 啟動的自動運行過程，調(diào)整順序如下：一是先輥縫打開至最大極限，將輥縫設定為粗標定值，該值根據(jù)機架機械尺寸及輥徑確定;二是是關(guān)閉輥縫，直至軋制力達到最小軋制力，將輥縫預標定為“0 ”;三是以低速轉(zhuǎn)動軋輥;四是斷開軋制力差控制，提升軋制力至標定軋制力;五是當軋制力達到標定軋制力后，繼續(xù)轉(zhuǎn)動軋輥2～3圈，監(jiān)測在此期間輥縫實際值的變化率，若大于預設的監(jiān)測值(軋輥偏心指標，通常取0.05～0.1mm/rad)，則報警，若變化在可接受的范圍，則將輥縫標定為“0 ”;六是減小軋制力至最小軋制力，軋輥停止轉(zhuǎn)動;若有報警，輥縫打開最大極限;若無報警，輥縫打開至穿帶輥縫。彎輥標定測量彎輥缸前后銷軸中心距1500mm，操作員在上位標定畫面中按照指示進行彎輥缸伸縮操作至中位，按下標定確認，標定完成。
輥縫的調(diào)整主要是在上位給定，給定前后輥縫數(shù)值，同時AGC四缸極限壓力為26Mpa，程序已經(jīng)內(nèi)部設定，操作時，先設定好前后輥
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