武鋼csp廠熱連軋機(jī)活套控制系統(tǒng)分析

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1、武鋼CSP廠熱連軋機(jī)活套控制系統(tǒng)分析【摘要】本文從了解活套的基本功能和結(jié)構(gòu)、分析活套的自動(dòng)控制、掌握活套的相關(guān)參數(shù)與計(jì)算入手，來對(duì)活套控制系統(tǒng)進(jìn)行剖析。同時(shí)，由于對(duì)活套自動(dòng)控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)精度要求較高，而目前此套設(shè)備由于控制功能不夠完善，無法滿足新品種軋制的需要，如何對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造增加新的控制功能，提高響應(yīng)性能是一個(gè)需要解決的問題。正是基于上述問題出發(fā)，文章以活套傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)控制為分析對(duì)象，提出改進(jìn)方向。【關(guān)鍵詞】熱連軋機(jī)液壓活套活套控制活套PI控制1.引言液壓活套控制裝置是將液壓缸的壓力和活套擺臂的實(shí)際角度作為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制對(duì)象，這種控制方式兼

2、有電動(dòng)活套的穩(wěn)定性和氣動(dòng)活套轉(zhuǎn)動(dòng)慣量低的優(yōu)點(diǎn)，而且工作介質(zhì)具有潤(rùn)滑、冷卻的特點(diǎn)，使得其工作壽命也較長(zhǎng)，控制非常靈活，響應(yīng)速度很高，維護(hù)和更換部件也較方便，因此在現(xiàn)代熱連軋機(jī)組中大量采用，同時(shí)配合先進(jìn)的電子數(shù)字控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)高速響應(yīng)和精確控制的完美閉環(huán)控制方式。但是，液壓活套在控制上比傳統(tǒng)的電動(dòng)活套更加復(fù)雜。目前，國(guó)內(nèi)熱連軋中的液壓活套控制系統(tǒng)多是引進(jìn)國(guó)外的產(chǎn)品，只有少數(shù)液壓活套系統(tǒng)的液壓配置和控制系統(tǒng)調(diào)試是自主完成的。國(guó)內(nèi)有關(guān)液壓活套的資料和數(shù)據(jù)相對(duì)較少，這些因素造成液壓活套控制系統(tǒng)的調(diào)試工作要比電動(dòng)活套難度大。[1]因此，采用液壓活套控制方式是現(xiàn)在和今后

3、的發(fā)展趨勢(shì)，研究液壓活套的控制方式對(duì)熟悉電控液壓系統(tǒng)，推廣電控液壓控制方式具有積極的幫助作用。2.液壓活套的結(jié)構(gòu)及功能描述恒定活套量和小張力軋制是現(xiàn)代熱連軋精軋機(jī)組的一個(gè)基本特點(diǎn)，在帶鋼連軋過程中，精軋機(jī)組主要靠活套吸收因動(dòng)態(tài)速降而產(chǎn)生的套量和由于設(shè)定偏差、輥縫變化、溫度波動(dòng)等因素的套量變化量[2-3]。因此活套裝置是帶鋼熱連軋機(jī)的重要設(shè)備之一，它的工作狀況將直接影響到帶鋼成品質(zhì)量和生產(chǎn)的正常進(jìn)行。2.1液壓活套的結(jié)構(gòu)組成活套輥通過液壓缸作用于帶鋼。液壓缸的底部連接在軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)機(jī)架上，而有桿腔前端連接到傳動(dòng)側(cè)的活套臂，活套臂離軸旋轉(zhuǎn)點(diǎn)有一定的距離。活套繞軸旋轉(zhuǎn)

4、，其旋轉(zhuǎn)角度受到機(jī)械運(yùn)行停止位置的限制。換輥時(shí)，為了給側(cè)導(dǎo)板進(jìn)出留出空間，活套必須抬高到最上面的位置。在最上和最下兩個(gè)位置都可以借助于安全銷機(jī)械鎖定。最后一個(gè)機(jī)架不需要活套。一個(gè)在樞軸點(diǎn)的角度傳感器和在油路管線上的壓力傳感器與控制器一起構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，來控制活套、活套輥位置和油缸驅(qū)動(dòng)力。2.2液壓活套的功能描述當(dāng)軋機(jī)中有帶鋼軋制時(shí)，由于活套臂上升頂觸帶鋼，使軋機(jī)機(jī)架之間帶鋼形成張力套量，帶鋼的張力由支撐活套臂的液壓缸行程來進(jìn)行控制?；钐椎牧硪蛔饔檬亲鳛闄z測(cè)裝置，檢測(cè)套量和張力，作為控制反饋測(cè)量值?；钐讖埩刂频哪康氖菫榱吮３謳т撛诤愣ǖ奈埩ο逻M(jìn)行軋制。

5、張力控制給軋制中的帶鋼提供恒定的張力，可以提高板材質(zhì)量，保證了正常連軋。同時(shí)適當(dāng)?shù)幕钐讖埩Σ粌H可以提高軋制穩(wěn)定性，還可調(diào)節(jié)前后軋機(jī)主電機(jī)的功率分配，而且在帶鋼寬度控制方面也起著重要作用。套量控制在一定的范周內(nèi)保證了金屬秒流量相等，可以從控制系統(tǒng)中避免拉鋼、堆鋼現(xiàn)象的產(chǎn)生。主傳動(dòng)的調(diào)節(jié)又使套量回到設(shè)定值，為消除下一個(gè)擾動(dòng)性、調(diào)節(jié)性和手動(dòng)干擾作準(zhǔn)備[4-8]。活套控制將速度修正值傳遞給所有前方（上游）的軋機(jī)主傳動(dòng)控制。當(dāng)金屬秒流量不同時(shí)，兩機(jī)架間的帶鋼長(zhǎng)度將會(huì)發(fā)生改變，因而導(dǎo)致活套的高度以及活套的真實(shí)角度發(fā)生改變。通過活套控制，這個(gè)角度總是保持在設(shè)定值的位置。任何

6、高度的改變都會(huì)立刻導(dǎo)致所有前方主傳動(dòng)速度的改變。每個(gè)活套的高度通過影響前一個(gè)機(jī)架旋轉(zhuǎn)的速度來控制。一個(gè)機(jī)架速度的改變值乘以這個(gè)機(jī)架相關(guān)的減少量，并將速度的改變值作為偏移量反饋給前一個(gè)主傳動(dòng)速度控制的基準(zhǔn)值[9-13]。因此所有相鄰的主傳動(dòng)速度修正值伴隨著這些的減少量的變化而變化。同時(shí)，機(jī)架間的帶鋼張力保持恒定。此外，當(dāng)帶鋼在軋制的時(shí)候必須使活套輥被帶鋼壓住，以產(chǎn)生一個(gè)特殊的張力。這個(gè)壓力發(fā)生在力控制過程中，力控制等同于張力控制。為了達(dá)到位置和力控制這兩個(gè)目的，活套控制必須設(shè)計(jì)為級(jí)聯(lián)形式。力控制必須服從位置控制[14-17]。3.液壓活套的相關(guān)參數(shù)與控制249活

7、套的控制模型主要涉及套量控制、張力計(jì)算和液壓力計(jì)算。本章主要從活套與帶鋼之間受力關(guān)系分析的角度來推導(dǎo)出相關(guān)的數(shù)學(xué)計(jì)算公式。3.1活套的套量計(jì)算套量控制主要是獲得連軋機(jī)架之間恒定的帶鋼長(zhǎng)度。當(dāng)軋機(jī)中沒有帶鋼而活套抬升或上升加速時(shí)，活套是沒有負(fù)荷的，由于沒有力的限制，此時(shí)活套主要是要克服自重來進(jìn)行加速（旋轉(zhuǎn)部分的摩擦力可以忽略不計(jì)，因?yàn)橐簤焊妆旧碓谥圃鞎r(shí)由于采用特殊的密封設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)摩擦力忽略不計(jì)）。帶鋼頭部被咬入下游機(jī)架的同時(shí)，上游機(jī)架先加速再減速，這樣可以使活套套量增加。該斜坡發(fā)生器調(diào)整為當(dāng)活套輥與帶鋼頂觸時(shí)，預(yù)定的套量就建立起來了。當(dāng)下游機(jī)架咬鋼后，活套迅速

8、抬升，一旦活套輥頂觸到帶鋼就會(huì)激活力限