地下卷取生產中的側導板的控制

摘 要:本文主要介紹攀鋼熱軋廠中地下卷取機中的側導板的控制原理、短行程控制、本體調節以及控制過程。

關鍵詞:側導板短行程本體調節控制

中圖分類號:TG333文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0111-01

1 側導板自動控制原理

側導板每邊由一個液壓缸通過伺服閥單獨控制，兩個位置傳感器用于側導板開口度控制，四個壓力傳感器用于其壓力調節，每種控制方式必須在HMI上進行選擇，選擇不同方式可進行許多種組合完成所需要的功能。

2 側導板的短行程控制

(1)頭部和尾部方式。地下卷取系統準備卷取時，側導板按帶鋼寬度再在每邊增加50mm的寬度打開;當帶鋼頭部進入到側導板一半時，側導板的寬度每邊減少25mm;當帶鋼頭部在夾送輥中檢測到時，側導板的寬度再每邊減少10mm;最后，卷筒建立起負載時，側導板的寬度也減少至帶鋼寬度加20mm，這時側導板進入本體調節方式。當帶鋼尾部接近側導板時，側導板的寬度每邊增加25mm，防止尾部呈喇叭型展開，撞壞側導板。

(2)僅有頭部方式。這種方式基本與頭部和尾部方式相似，只是當帶鋼尾部接近側導板時，側導板的寬度不增加，這種方式主要是操作工根據尾部是否呈喇叭型展開選擇，如果無喇叭型展開可選擇該方式。

(3)無短行程方式。這種方式無自動短行程控制，主要是操作工選擇，如果頭部能安全進入卷取機，操作工在HMI上可手動關閉側導板寬度。短行程控制，或者如果下一帶鋼為弧型時操作工通常選擇該方式。

3 側導板的本體調節

該種方式在HMI上操作工可進行三種選擇，即恒壓力調節方式、恒開口度調節方式和振蕩控制方式。

3.1 恒壓力調節方式

當卷筒建立負載時，側導板寬度位置控制切換到壓力控制。這時，判斷操作側或傳動側哪側為主調節，選擇為主調節那側為壓力調節，另一側為輔助位置調節，

(1)首先根據帶鋼的寬度、厚度、卷取溫度和帶鋼材質計算出側導板的壓力給定值，其計算如下:

Y=127486+196·(650-t)(N/mm2) (1)

Y—— 楊氏模數;

t—— 卷取溫度;

F=(π2·Y·H2·L)/(12·W)2(N)(2)

F—— 側導板對帶鋼的壓力;

H—— 帶鋼厚度;

L—— 側面導板長度;

W—— 帶鋼寬度。

b. 側導板對帶鋼壓力根據帶鋼的寬度、厚度、卷取溫度和帶鋼材質計算出后，再根據該計算出的壓力進行調節，具體控制原理如下:

△F(KT)=F1(KT)-F0 (3)

△V(KT)=KP·△F(KT)+KP··△F(jT)

=KP·△F(KT)+Ki·△F(jT)(4)

其中:KP—— 比例系數;

Ki=KP*—— 積分系數;

Ti—— 積分時間常數;

T—— 采樣周期;

△F(KT)—— 第K個采樣周期時側導板壓力誤差量;

F1(KT)—— 第K個采樣周期時檢測到的實際側導板壓力;

F0—— 由操作站設定的給定側導板壓力;

△V(KT)—— 第K個采樣周期時，PI調節器輸出到伺服閥的調整值。

3.2 側導板恒開口度調節方式

在恒開口度調節方式下，側導板兩側都采用位置調節，如短行程方式和甩尾通常采用該方式，側道板兩側各給定一開口度，根據其偏差進行調節，具體調節原理如下:

△D(KT)=D1(KT)-D0(5)

△V(KT)=KP·△D(KT)+KP··△D(jT)

=KP·△D(KT)+Ki·△D(jT)(6)

其中:KP—— 比例系數;

Ki=KP·—— 積分系數;

Ti—— 積分時間常數;

T—— 采樣周期;

△D(KT)—— 第K個采樣周期時側導板開口度誤差量;

D1(KT)—— 第K個采樣周期時檢測到的實際側導板開口度;

D0—— 由操作站設定的給定側導板開口度;

△V(KT)—— 第K個采樣周期時，PI調節器輸出到伺服閥的調整值。

3.3 振蕩控制方式

該種方式由恒壓力方式和恒開口度方式的組合，恒開口方式的給定呈三角波形式給出，但這種方式給定必然造成壓力的變化，當壓力超過設定值，壓力調節可阻止側導板繼續靠攏，減小帶鋼對側導板的損傷。

4 控制過程

設定值根據通過L2網送到PLC控制系統軋制規程表計算后，然后與位置和壓力檢測器檢測到的側導板開口度值(該側導板開口度檢測值需進行有效性確定)進行比較，通過公式計算出側導板開口度或側導板對帶鋼壓力的變化量△V，將該值通過模擬量形式輸出到伺服放大器，再到伺服閥控制液壓缸活塞的位置或液壓缸內的壓力。

自動標定控制過程:(1)導板全開到機械停止位，液壓缸無桿槍檢測為負壓時，軟件設置該反饋位置為預標定位。(2)導板向中間移一很小的距離，然后側導板停止，液壓缸有桿槍和無桿槍室壓力達到平衡，壓力應為零，但通過壓力傳感器檢測壓力，這樣就可標定壓力。(3)壓力標定完，側導板快速合攏到機械停止位，在接近機械停止位時，改為慢速直到負壓檢測到，再改為壓力標定。(4)最后將位置和壓力傳感器檢測到的偏差存儲起，以便后面調節時進行修正。

5 結語

本文以軋板廠地下卷取機項目為對象，以地下卷取機的側導板為實例分析了整個熱軋板廠的生產工藝改造的過程。介紹了控制系統中的邏輯控制、側導板開口度控制、助卷輥跳動控制、速度處理和系統信號交換等主要控制功能的實現方法和在生產過程中的作用。通過工程的實施，這些對在以后的類似的項目的實施中有著很好的借鑒作用。

參考文獻

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[2]攀鋼鋼鐵生產工藝.攀鋼(集團)公司，1993，8.

[3]胡仁安.鋼鐵工業自動化的新技術上.冶金自動化，2001，2.