鄒劍

關(guān)鍵詞：ABB板形儀測量原理 組成 通訊 控制 應用

1 ?引言

在自動化程度較高的軋鋼生產(chǎn)過程中，隨著冷軋帶鋼對產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷地增長，帶鋼平直度也越來越受到重視。帶鋼平直度（即板形）不僅是產(chǎn)品質(zhì)量特性最重要的指標之一，對冷軋操作本身也具有特殊意義。因此板形控制成為板帶軋制領(lǐng)域的核心關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響到帶鋼的質(zhì)量。對板形進行準確地測量和有效的控制，可以更加充分地發(fā)揮設(shè)備能力，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足用戶對冷軋帶鋼產(chǎn)品的高要求。唐山國豐第一冷軋鍍鋅技術(shù)有限公司1450mm酸連軋生產(chǎn)線采用的是瑞典ABB公司提供的板形儀控制系統(tǒng)，該套板形儀在板形控制方面有著自己獨特的優(yōu)勢，其特點是畫面操作簡單、信號采集保真率高、實時測量精度高、設(shè)備故障率低、使用壽命長、適應長期在惡劣環(huán)境中運行等等，這樣可以保障軋鋼生產(chǎn)順利平穩(wěn)地進行。本文主要介紹ABB板形儀的工作原理以及在1450mm冷軋機生產(chǎn)中的應用。

2 ?測量原理及特點

ABB板形測量系統(tǒng)采用的是基于磁致彈性效應的壓磁式傳感器技術(shù)，傳感器由硅鋼片、初級線圈和次級線圈組成，4列傳感器沿測量輥輥身方向并列排放，當帶鋼建張與板形儀測量輥形成包角使傳感器承受負載時，初級線圈與次級線圈產(chǎn)生磁耦合，次級線圈輸出電壓信號，其數(shù)值與負載的大小成線性關(guān)系，測量輥每旋轉(zhuǎn)一周就能實時輸出4次測量值，其特點是高精度、高穩(wěn)定性并且適用于苛刻的測量環(huán)境。

3 ?設(shè)備組成

一套完整的設(shè)備是由測量輥和板形控制系統(tǒng)組成。測量輥包括25個測量區(qū)，總共有100個傳感器;里面包括STU信號傳輸單元，用于信號傳輸;外面包括空氣加濕單元，用于對碳粉進行加濕處理;附件包含一套標定裝置，用于對每個區(qū)域的測量傳感器進行標定使用。板形控制系統(tǒng)主要是對測量數(shù)據(jù)進行采集和處理，最后將計算的結(jié)果送入到自動化系統(tǒng)進行相應的控制輸出調(diào)整。

4 ?通訊方式

在ABB板形儀中是通過TCP/IP協(xié)議進行通訊的，其中包括TCP、UDP、IP和ARP，采用工業(yè)標準插接編程接口進行訪問。在物理標準上，鏈路有標準的IEEE802.3（以太網(wǎng)）多站式總線組成，帶CSMA/CD媒體通路。全部數(shù)據(jù)都按照整數(shù)長度傳送，傳輸速度可以達到10-100Mbit/s。

5 ?控制手段

1）工作輥彎輥控制主要處理對稱的平直度誤差，它是通過調(diào)節(jié)工作輥的正負彎輥來改變工作輥彎曲度從而消除帶鋼中間浪和雙邊浪的缺陷。

2）中間輥彎輥控制主要校正中間浪以及和工作輥彎輥配合消除四分之一浪，它是通過調(diào)節(jié)中間輥的竄輥量來消除帶鋼的中間浪和雙肋浪缺陷。

3）傾斜控制主要處理非對稱的不平直度誤差，它是通過調(diào)整壓下的單側(cè)擺動來調(diào)節(jié)帶鋼單邊的壓下量，從而達到消除帶鋼單邊浪的目的。

4）分段冷卻控制主要是消除板形局部不平直度誤差，它是由計算機按照程序設(shè)定的采樣周期來取用剩余偏差，從而確定與之對應的冷卻噴嘴的開關(guān)狀態(tài)來調(diào)整板形。

6 ? ABB板形儀在冷軋機中的應用

6.1 系統(tǒng)概述

唐山國豐第一冷軋鍍鋅技術(shù)有限公司1450mm冷軋機使用的ABB板形儀，安裝于軋機的F5機架后。板形儀主要用來測量帶鋼的平直度，實現(xiàn)高精度的板形控制，從而使生產(chǎn)線上帶鋼滿足生產(chǎn)和工藝的相關(guān)要求，確保軋機產(chǎn)品的質(zhì)量合格。

6.2 功能簡述

1）人機界面操作：ABB板形控制系統(tǒng)具有良好的人機操作畫面，此畫面可以準確、直觀地反映出實際板形的情況，軋制的相關(guān)參數(shù)以及控制功能選項都在畫面上有所顯示，畫面的操作方法簡單并且直觀清楚，操作人員可以按照要求進行相應的操作。

2）基礎(chǔ)測量工具：在工程師站里面有基礎(chǔ)測量工具，它的功能可以說是非常強大的，既包含了過程數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示也包含了系統(tǒng)基本維護操作。在基礎(chǔ)測量工具里面可以查看傳感器的測量數(shù)據(jù)的反饋情況，可以切換系統(tǒng)的測量模式，可以查看輸入輸出信號狀態(tài)并且可以進行基礎(chǔ)標定操作以及進行相關(guān)數(shù)據(jù)的備份和存儲操作。有了基礎(chǔ)測量工具，從維護方面來看，板形儀的故障查詢以及狀態(tài)查看操作是相當方便的。

3）目標曲線設(shè)定：在板形閉環(huán)控制系統(tǒng)中，其中有一項很重要的工作就是制定板形目標曲線，所謂的板形目標曲線就是板形控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)帶鋼板形所要達到的目標。板形控制系統(tǒng)一般會只是給出幾條相對典型的目標曲線，這些目標曲線不一定適用于實際的生產(chǎn)要求。我們必須結(jié)合實際情況現(xiàn)場，根據(jù)來料質(zhì)量狀況、軋制工藝條件、軋制規(guī)格等進行大量的有針對性的生產(chǎn)試驗，不斷修改、不斷優(yōu)化目標曲線，最終確定出一系列符合現(xiàn)場要求并且適用于不同材質(zhì)、不同軋制規(guī)格和工藝要求的板形目標曲線。

4）目標補償功能：在帶鋼實際的軋制過程中，各種數(shù)據(jù)量都是實時變化的，有些變化板形輥是無法檢測到的，例如溫度、軋輥凸度以及邊部覆蓋等各種因素。 目標補償?shù)哪康木褪窃谲堉七^程中通過動態(tài)調(diào)整消除上述因素對于板形的影響，以達到我們所期望的板形。

7 ? 結(jié)束語

ABB公司是在1976年全球第一家實現(xiàn)板形閉環(huán)控制的，在板形控制領(lǐng)域有著獨特的技術(shù)專利和訣竅。精確快速的測量及獨特的控制手段可以保證ABB板形控制系統(tǒng)從軋制速度0.5米/分鐘以上就能實現(xiàn)閉環(huán)控制，這可以極大地減少料頭及料尾的廢料的浪費，顯著地提高產(chǎn)品成材率。唐山國豐第一冷軋鍍鋅技術(shù)有限公司1450mm冷軋機使用的就是ABB板形儀測量系統(tǒng)，自2009年投產(chǎn)以來，它在實際生產(chǎn)中表現(xiàn)出了測量精度髙、穩(wěn)定性強、使用壽命長等特點，軋出的板材平直度好、成材率高，既滿足了生產(chǎn)和工藝的實際需要，又保證了帶鋼產(chǎn)品的質(zhì)量要求，同時也獲得了良好的經(jīng)濟效益。

參考文獻：

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