楊金華（武鋼集團(tuán)鄂鋼公司機(jī)動(dòng)工程部，湖北 鄂州 436000）

軋機(jī)伺服閥狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究

楊金華
（武鋼集團(tuán)鄂鋼公司機(jī)動(dòng)工程部，湖北 鄂州 436000）

摘 要：設(shè)備診斷技術(shù)包括設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷兩個(gè)方面，它在設(shè)備管理中具有重要的作用。寬厚板廠精軋機(jī)伺服閥是厚度控制關(guān)鍵系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定，容易軋制出厚度超差的鋼板，產(chǎn)生廢品。通過對(duì)伺服閥使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)掌握伺服閥狀態(tài)，將伺服閥故障控制在萌芽階段，保證了軋機(jī)正常生產(chǎn)，避免廢品產(chǎn)生。

關(guān)鍵詞：軋機(jī)；液壓伺服系統(tǒng)；伺服閥；監(jiān)測(cè)

1 前言

寬厚板廠精軋機(jī)液壓伺服系統(tǒng)隨著工況條件變化，伺服閥存在閥芯磨損、油液污染、振動(dòng)大等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致伺服閥出現(xiàn)顫動(dòng)、運(yùn)動(dòng)緩慢以及震蕩等故障，當(dāng)伺服閥性能進(jìn)一步劣化后，就會(huì)導(dǎo)致軋機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，鋼板厚度出現(xiàn)超差的幾率明顯加大，制造大量廢品，造成損失。而采用傳統(tǒng)點(diǎn)檢方式又無(wú)法掌握伺服閥運(yùn)行狀態(tài)，伺服閥損壞往往都是出現(xiàn)廢品損失后才檢查發(fā)現(xiàn)的。

因此，通過摸索伺服閥性能劣化規(guī)律，研究伺服閥的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，提前發(fā)現(xiàn)問題提前處置，變事后控制為事前控制，可將伺服閥故障消滅在萌芽狀態(tài)，大大減少?gòu)U品的產(chǎn)生。

2 伺服閥在軋機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)中的作用

軋機(jī)采用的厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（AGC系統(tǒng)）包括液壓壓上和電動(dòng)壓下兩部分。對(duì)于軋機(jī)設(shè)備來(lái)說軋機(jī)的厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)屬于是最為核心的部分。在對(duì)鋼板進(jìn)行軋制的過程中，軋機(jī)中的“過程控制”會(huì)自動(dòng)生成軋制規(guī)章，對(duì)輥縫值進(jìn)行確定，首先利用電動(dòng)壓下將其粗略的設(shè)定到一定開度，然后再利用液壓壓上對(duì)其進(jìn)行更加精確的設(shè)定。在進(jìn)行軋制的過程中軋機(jī)“基礎(chǔ)自動(dòng)化”將波動(dòng)變化轉(zhuǎn)換成AGC油缸柱塞桿波動(dòng)，通過位置傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行反饋，從而對(duì)伺服閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此對(duì)AGC油缸進(jìn)行控制，完成放油或者是進(jìn)油的任務(wù)，通過對(duì)輥縫和軋制例進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而完成對(duì)鋼板厚度差的控制，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)恒輥縫調(diào)節(jié)控制軋制。伺服閥是AGC中最為關(guān)鍵的控制元件，其性能狀況直接影響到對(duì)軋機(jī)精度的控制，因此，伺服閥在軋機(jī)厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)中起著關(guān)鍵作用。

3 伺服閥狀態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)方案

在比較惡略的工作環(huán)境中伺服閥會(huì)極其容易產(chǎn)生缺陷和異常，在通常情況下，這些外在的因素會(huì)使得伺服閥控制曲線出現(xiàn)一定的差異性，如果對(duì)這些情況不進(jìn)行及時(shí)的處理，存在的缺陷將會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展，就此發(fā)展下去會(huì)使得伺服閥出現(xiàn)嚴(yán)重的故障。所以，伺服閥的狀態(tài)指標(biāo)進(jìn)行有效監(jiān)控，是提前發(fā)現(xiàn)其故障苗頭的關(guān)鍵。伺服閥狀態(tài)指標(biāo)包括靜態(tài)指標(biāo)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)，其靜態(tài)指標(biāo)為“零漂”，動(dòng)態(tài)指標(biāo)為“反饋信號(hào)”與“給定信號(hào)”。把伺服閥的零漂、反饋信號(hào)、給定信號(hào)作為監(jiān)測(cè)伺服閥運(yùn)行狀態(tài)的特征信號(hào)，對(duì)“給定信號(hào)”和“反饋信號(hào)”進(jìn)行采取，并且對(duì)偏差變化情況進(jìn)行分析，總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

其實(shí)施過程為：采取自動(dòng)程序，捕捉偏差超標(biāo)出現(xiàn)的次數(shù)，對(duì)在一定周期內(nèi)偏差“異?！背霈F(xiàn)的頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，與伺服閥正常時(shí)在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的頻率進(jìn)行比對(duì)，從而得出伺服閥是否存在劣化，劣化程度如何的判斷結(jié)論。伺服閥一旦出現(xiàn)異常，可提前將其進(jìn)行切換，并將處于劣化狀態(tài)的伺服閥更換下線修復(fù)，防止發(fā)生廢品損失。

4 伺服閥狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)方案的實(shí)施

4.1 獲取伺服閥狀態(tài)的特征信號(hào)

當(dāng)伺服閥處于正常狀態(tài)下，其零漂小，反饋信號(hào)與給定信號(hào)曲線偏差也很小，兩曲線基本一致，而異常狀態(tài)下的伺服閥零漂大，反饋信號(hào)與給定信號(hào)曲線偏差較大，有曲線分離的現(xiàn)象。從軋機(jī)控制系統(tǒng)中可以直接獲取“零漂”、“反饋信號(hào)曲線”、“給定信號(hào)曲線”等特征信號(hào)。

4.2 建立伺服閥異常狀態(tài)參數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)

通過反復(fù)實(shí)踐，摸索歸納出伺服閥運(yùn)行時(shí)“零漂”、“給定信號(hào)曲線”、“反饋信號(hào)曲線”三項(xiàng)指標(biāo)的變化規(guī)律，從而確定伺服閥參數(shù)的控制標(biāo)準(zhǔn)。

零漂控制標(biāo)準(zhǔn)的確定：伺服閥出廠說明書要求伺服閥零漂控制在2%以內(nèi)，但經(jīng)實(shí)踐摸索總結(jié)，當(dāng)伺服閥零漂在10%以內(nèi)，AGC控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，不會(huì)影響軋機(jī)控制精度。

因此，設(shè)定伺服閥正常偏差的標(biāo)準(zhǔn)為：零漂≤10%、偏差P≤20%，確定伺服閥劣化的標(biāo)準(zhǔn)為：靜態(tài)參數(shù)“零漂“超過10%；動(dòng)態(tài)參數(shù)P超過20%且持續(xù)時(shí)間超過20ms為異常，且在2h時(shí)間周期內(nèi)，異?，F(xiàn)象累計(jì)出現(xiàn)達(dá)10次及以上。

伺服閥出現(xiàn)以上兩種情況的任何一種，都意味伺服閥性能狀況劣化，已處于故障初期，必須要下線修復(fù)，這也是伺服閥劣化的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，若繼續(xù)使用會(huì)導(dǎo)致伺服閥不受控，易軋制出厚度超差的鋼板，產(chǎn)生廢品。

4.3 設(shè)計(jì)程序自動(dòng)報(bào)警提示

精軋機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)帶有一套PDA系統(tǒng)，可以按設(shè)定要求在線記錄精軋機(jī)運(yùn)行過程中的各種技術(shù)數(shù)據(jù)，包括伺服閥零漂、給定信號(hào)和反饋信號(hào)運(yùn)行參數(shù)。通過設(shè)計(jì)報(bào)警提示程序，對(duì)伺服閥進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估、判斷，超過給定標(biāo)準(zhǔn)值，及時(shí)報(bào)警提示，當(dāng)班操作人員就能快速切換伺服閥。

結(jié)語(yǔ)

根據(jù)伺服閥狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案，對(duì)伺服閥的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)捕捉其異常狀態(tài)并及時(shí)報(bào)警提示，指導(dǎo)操作人員快速切換伺服閥，有效防止了廢品的產(chǎn)生。自2012年3月開始試用伺服閥狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，通過邊試用邊完善，現(xiàn)在能夠及時(shí)掌握伺服閥運(yùn)行狀態(tài)，將伺服閥故障控制在萌芽階段，從而減少因?yàn)樗欧y而導(dǎo)致的浪費(fèi)，據(jù)有效數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，減少伺服閥故障每年可減少1000多噸廢品，大大提高了成材率，降低因?yàn)樗欧y而導(dǎo)致的出現(xiàn)廢品情況，為企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]魏立華.軋機(jī)AGC系統(tǒng)伺服閥在線監(jiān)測(cè)診斷技術(shù)[J].武鋼技術(shù)，2013，51 （06）：15-17.

中圖分類號(hào)：TG333

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A