梁瑞容
摘要: 本文介紹了數(shù)控軋輥磨床軟支撐裝置壓力數(shù)字化控制的工作原理、組成及壓力控制實(shí)現(xiàn)方式,為設(shè)備維護(hù)提供理論基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:數(shù)控軋輥磨床;軟支撐裝置;壓力控制系統(tǒng)
1 前言
現(xiàn)代熱帶板材軋鋼生產(chǎn)線所配套的軋輥磨床一般都裝備軟支撐裝置,這樣在磨削軋輥時(shí)無(wú)須拆除軋輥的軸承座,簡(jiǎn)化了工序,降低了生產(chǎn)成本。工作輥磨床的軟支撐裝置安裝在磨床的中心托架兩側(cè),其液壓缸支撐軋輥軸承座,主要是用來(lái)消除軋輥驅(qū)動(dòng)側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的不平衡力;避免軸承座在軋輥旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的偏擺,因?yàn)檫@種不平衡力和偏擺會(huì)對(duì)磨削精度帶來(lái)負(fù)面影響。
為了保證軟支撐液壓壓力的精確,系統(tǒng)采用了數(shù)字化控制技術(shù),沿輸入端到輸出端增加了一套數(shù)字化反饋通道,具有控制可靠,抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
2 軟支撐壓力控制數(shù)字化原理
圖1為工作輥磨床軟支撐裝置的壓力控制系統(tǒng),其主要由壓力傳感器、A/D模塊、計(jì)算機(jī)PLC控制單元、D/A模塊、放大器、比例閥等組成;核心組件為A/D模塊、計(jì)算機(jī)控制單元、D/A模塊,從而實(shí)現(xiàn)整套機(jī)構(gòu)的數(shù)字化。
2.1 A/D模塊 A/D模塊采用德國(guó)Beckhoff公司的KL3022,其主要功能是接收來(lái)自壓力傳感器的電流模擬信號(hào)并將轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)字信號(hào),通過(guò)K-bus總線傳輸至計(jì)算機(jī)控制單元,信號(hào)處理范圍為4-20mA,分辯率為12bit。
2.2 計(jì)算機(jī)控制單元 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用Beckhoff TwinCAT PLC control進(jìn)行PLC編程,編程環(huán)境與IEC61131-3相兼容。作為磨床控制系統(tǒng)的一部分,軟支撐裝置的控制系統(tǒng)也集成在其中,其壓力控制部分的PLC程序主要有輸入和輸出功能塊:
2.2.1輸入功能塊 輸入功能塊接受來(lái)自A/D模塊(KL3022)數(shù)據(jù),圖2是軟支撐裝置壓力控制PLC輸入功能塊的代碼(FDB圖):
如圖3所示:KL3002_ReadAnalog是對(duì)來(lái)自A/D模塊KL3002的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算的功能塊,SI_SOFTLOADER_HS_PRESS_FEEDBACK(即KL3002模塊的數(shù)據(jù))輸入到該功能塊的inVal 接口;offset為偏移量的設(shè)定接口;輸出值為AVAL_Softl_Act_Press_HS(即實(shí)際壓力),此值也可用于HMI等其他程序的調(diào)用,也是壓力控制程序中的一個(gè)重要參考量。
2.2.2輸出功能塊 圖3為軟支撐裝置輸出功能塊代碼(FDB):
如圖3所示:NVAL_Soft_Press_HS_BOTTOM即為設(shè)定的壓力值,為長(zhǎng)實(shí)型數(shù)據(jù)(不同的軋輥類型此值不同,根據(jù)軋輥軸承座的重量確定),此數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一定條件(軋輥類型選擇、自動(dòng)/手動(dòng)磨削選擇、與實(shí)際值比較)輸入到KL4032_writeAnalog功能塊,經(jīng)過(guò)內(nèi)部計(jì)算 (計(jì)算式為:m_In/MaxValue*32767) +AnalogOffset)并由長(zhǎng)實(shí)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成整數(shù)型數(shù)據(jù)再以十六進(jìn)制方式輸出到D/A模塊(KL4032),然后由D/A模塊(KL4032)將十六進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)發(fā)送到比例放大器。
2.3 D/A模塊D/A模塊采用德國(guó)Beckhoff公司的KL4032,主要功能是接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)并將轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)(電壓),處理信號(hào)范圍為-10/+10V,分辯率為12bit。
3 結(jié)束語(yǔ)
為了適應(yīng)軋輥磨削更精確更高效的要求,軋輥磨床已經(jīng)由以前的重點(diǎn)配置數(shù)字化過(guò)渡到了全面數(shù)字化階段,分析這些設(shè)備的數(shù)字化控制特點(diǎn)及原理,對(duì)于設(shè)備的日常維護(hù)和功能升級(jí)有著十分重要的意義。
(作者單位:河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶熱軋廠)