供稿|龍剛領(lǐng) / LONG Gang-ling

內(nèi)容導(dǎo)讀

立輥軋機(jī)寬度手動控制方式精度低。隨著熱軋鋼板厚度精度要求的不斷提高提出了寬度自動控制改進(jìn)方案：采用位置閉環(huán)控制取代了原來的速度開環(huán)控制，并取消了原來的機(jī)械同步軸，提高了寬度控制精度和控制方式的靈活性，降低了鋼板切邊損耗、減小頭尾剪切量、提高鋼板成材率，為熱軋生產(chǎn)創(chuàng)造較大的直接經(jīng)濟(jì)效益。

隨著熱軋鋼板產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，除了需要保證鋼板的厚度精度外，還需要保證鋼板的寬度精度。厚板軋機(jī)附設(shè)立輥軋機(jī)，用于擠邊和破鱗，改善邊部質(zhì)量，還能起到平面板形控制的作用。立輥軋機(jī)寬度的高精度控制可以降低切邊損耗，提高成材率[1]。

舞鋼熱軋立輥軋機(jī)寬度控制采用電氣與機(jī)械相結(jié)合的控制方式，存在控制精度偏低的問題。通過觀察原有立輥軋機(jī)寬度條件下的機(jī)械指針盤，立輥軋鋼工可以了解立輥寬度開口度值，手動控制立輥軋機(jī)側(cè)壓螺絲位置，以期實(shí)現(xiàn)把熱軋帶鋼寬度控制到允許的公差范圍。該方法采用的是轉(zhuǎn)速開環(huán)手動控制方式，沒有自動控制成分，控制精度不高。立輥軋機(jī)寬度自動控制技術(shù)不斷更新和日臻成熟[2]，為軋機(jī)帶鋼寬度控制提供了有力的技術(shù)保障。升級改造舞鋼立輥軋機(jī)寬度控制方式為位置閉環(huán)控制將實(shí)現(xiàn)開口度自動控制，有較高的鋼板寬度和對中精度。鋼板寬度的高精度控制可以降低鋼板切邊損耗、減小頭尾剪切量、提高鋼板成材率，給熱軋生產(chǎn)創(chuàng)造巨大的直接經(jīng)濟(jì)效益。

寬度手動控制原理

立輥軋機(jī)寬度手動控制采用的是電氣與機(jī)械相結(jié)合的轉(zhuǎn)速開環(huán)控制方式，其原理是南北兩側(cè)側(cè)壓電機(jī)由同一臺6RA70直流調(diào)速裝置驅(qū)動，兩臺電機(jī)之間的電樞回路串聯(lián)，勵磁回路串聯(lián)，期望實(shí)現(xiàn)電氣方面的兩側(cè)側(cè)壓電機(jī)轉(zhuǎn)速一致。兩臺電機(jī)之間的非傳動端通過機(jī)械同步軸連接實(shí)現(xiàn)兩側(cè)實(shí)際轉(zhuǎn)速一致，在電氣同步性能不佳的情況下，依靠同步軸連接實(shí)現(xiàn)機(jī)械同步。其電氣同步原理如圖1所示。寬度手動控制過程是通過人工觀察機(jī)械指針盤獲知立輥軋機(jī)實(shí)際寬度值，手動操作控制側(cè)壓螺絲實(shí)現(xiàn)手動控制。

寬度自動控制原理

在自動化技術(shù)發(fā)展的當(dāng)下，取消機(jī)械同步軸，依靠位置閉環(huán)控制方式完全可以實(shí)現(xiàn)性能更佳的自動寬度控制。寬度自動控制的原理是在原來的一套調(diào)速裝置控制兩側(cè)側(cè)壓電機(jī)帶動的側(cè)壓機(jī)構(gòu)方式基礎(chǔ)上增加一套調(diào)速裝置，兩套調(diào)速裝置獨(dú)立控制兩側(cè)的側(cè)壓機(jī)構(gòu)。兩側(cè)增加編碼器檢測兩側(cè)側(cè)壓螺絲的實(shí)際位置，將軋制板坯的實(shí)際寬度自動調(diào)節(jié)為預(yù)先給定的目標(biāo)寬度上，通過立輥軋機(jī)兩側(cè)實(shí)際位置反饋，PID調(diào)節(jié)控制兩側(cè)側(cè)壓電機(jī)轉(zhuǎn)速帶動側(cè)壓螺絲同步水平移動。該方法既能實(shí)現(xiàn)自動寬度控制，又能保證良好的對中性能，便于粗軋機(jī)的厚度軋制。

立輥軋機(jī)寬度自動控制的應(yīng)用是由預(yù)先設(shè)定寬度值計算出每一側(cè)的側(cè)壓螺絲位置設(shè)定值，采用旋轉(zhuǎn)編碼器反饋兩側(cè)側(cè)壓螺絲實(shí)際位置，由每一側(cè)的位置差用PID控制器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)際位置反饋控制修正側(cè)壓螺絲移動速度，消除兩側(cè)動態(tài)位置偏差，實(shí)現(xiàn)側(cè)壓螺絲移動的動態(tài)同步和寬度的自動控制。由其原理如圖2所示。

在立輥軋機(jī)側(cè)壓電機(jī)兩側(cè)減速箱輸出端分別安裝編碼器，編寫編碼器數(shù)據(jù)程序，將兩側(cè)編碼器數(shù)據(jù)信號分別讀取到PLC中計算實(shí)際位置，根據(jù)位置差值調(diào)用PID功能塊，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速。編寫兩側(cè)位置補(bǔ)償程序及單調(diào)功能，編輯監(jiān)控界面，便于PID參數(shù)調(diào)整，并監(jiān)控立輥軋機(jī)寬度開口度、兩側(cè)實(shí)際位置、位置偏差值，以及單調(diào)功能。既可以自動調(diào)整立輥軋機(jī)寬度，也可以單調(diào)控制任意一側(cè)的側(cè)壓螺絲位置。在自動控制模式下，當(dāng)立輥軋鋼操作設(shè)定完鋼板寬度后，根據(jù)所設(shè)定的鋼板寬度值計算出每一側(cè)的寬度螺絲位置設(shè)定值，自動調(diào)節(jié)兩側(cè)寬度螺絲移動速度，當(dāng)實(shí)際位置與設(shè)定位置偏差在允許公差范圍內(nèi)時，兩側(cè)側(cè)壓螺絲停止移動，實(shí)現(xiàn)自動控制立輥軋機(jī)開口度，提高立輥軋機(jī)軋制速度和鋼板寬度精度。

結(jié)束語

采用位置閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)立輥軋機(jī)寬度自動控制后，既能自動控制，又能手動控制。與原來采用機(jī)械同步軸實(shí)現(xiàn)立輥軋機(jī)寬度同步控制方式相比，控制方式靈活，控制精度高，既能實(shí)現(xiàn)軋制鋼板寬度自動控制，便于寬度位置對中調(diào)整，又能提高立輥軋機(jī)寬度系統(tǒng)的安全性能和作業(yè)效率，取消機(jī)械同步軸，減少了機(jī)械故障，便于單調(diào)側(cè)壓螺絲，對于改善立輥軋機(jī)出口鋼板的寬度精度的控制效果明顯，達(dá)到了國內(nèi)熱軋帶鋼寬度控制精度的較高水平。