冷矯機(jī)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(jī)的使用情況，提出完善彎輥功能，解決輥縫標(biāo)定清零及運(yùn)行中的問題，提升軋鋼廠運(yùn)行效率與產(chǎn)品質(zhì)量。 關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞： 冷矯機(jī) PLC系統(tǒng) 彎輥功能 在當(dāng)前鋼鐵產(chǎn)能過剩情況，鋼鐵市場競爭日趨激烈的嚴(yán)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(jī)的使用情況，提出完善彎輥功能，解決輥縫標(biāo)定清零及運(yùn)行中的問題，提升軋鋼廠運(yùn)行效率與產(chǎn)品質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：
關(guān)鍵詞：冷矯機(jī) PLC系統(tǒng) 彎輥功能
在當(dāng)前鋼鐵產(chǎn)能過剩情況，鋼鐵市場競爭日趨激烈的嚴(yán)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(jī)的使用情況，設(shè)計出完善彎輥功能程序，解決輥縫標(biāo)定清零及運(yùn)行中的問題，提升軋鋼廠運(yùn)行效率與產(chǎn)品質(zhì)量。
1 矯直機(jī)彎輥功能的原理
矯直機(jī)的原理是輥子的位置與被矯直制品運(yùn)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(jī)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(dá)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(yùn)動，因而使制品承受各方面的壓縮、彎曲、壓扁等變形，最后達(dá)到矯直的目的。起設(shè)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(shè)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(shè)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(zhǔn)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(jī)換輥提供了一個較好的夾緊裝置。
2 矯直機(jī)彎輥系統(tǒng)機(jī)械設(shè)計
本文設(shè)計中對冷矯機(jī)彎輥系統(tǒng)進(jìn)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(jī)彎輥系統(tǒng)主要補(bǔ)償矯直機(jī)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(jī)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�？刂朴梢粋�伺服-比例閥驅(qū)動彎輥液壓缸，電氣控制系統(tǒng)設(shè)置位置控制和超載保護(hù)。
3 彎輥功能電氣控制系統(tǒng)設(shè)計
PLC將接收到的各個信號經(jīng)過程序運(yùn)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(jī)的標(biāo)定程序，理順出標(biāo)定邏輯，優(yōu)化標(biāo)定條件，對冷矯機(jī)PLC系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，增加彎輥的信號輸入輸出系統(tǒng);對冷矯機(jī)彎輥程序進(jìn)行開發(fā)，建立一套適合實際生產(chǎn)的控制模式。冷矯直機(jī)控制功能由Level1 PLC S7-400，包括輥縫設(shè)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(jī)計算機(jī)相連接,接收預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)，HMI人機(jī)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(shè)計中，利用標(biāo)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(shè)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(shè)置不同設(shè)備的延時時間，可以靈活地根據(jù)控制要求進(jìn)行延時時間的設(shè)定。主程序主要由程序初始化、計數(shù)清零、系統(tǒng)復(fù)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(biāo)定優(yōu)化
輥縫要根據(jù)鋼材的厚度與強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，如果鋼板強(qiáng)度較大，則輥縫值與鋼材的厚度值相差較大，若鋼材的強(qiáng)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(biāo)定優(yōu)化為從H M I 啟動的自動運(yùn)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(shè)定為粗標(biāo)定值，該值根據(jù)機(jī)架機(jī)械尺寸及輥徑確定;二是是關(guān)閉輥縫，直至軋制力達(dá)到最小軋制力，將輥縫預(yù)標(biāo)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(biāo)定軋制力;五是當(dāng)軋制力達(dá)到標(biāo)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(yù)設(shè)的監(jiān)測值(軋輥偏心指標(biāo)，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(biāo)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(biāo)定測量彎輥缸前后銷軸中心距1500mm，操作員在上位標(biāo)定畫面中按照指示進(jìn)行彎輥缸伸縮操作至中位，按下標(biāo)定確認(rèn)，標(biāo)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(shè)定，操作時，先設(shè)定好前后輥
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