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辊缝调节系统控制方式优化方案

【摘要】:表11-6 控制方式与对应的常数设定①此设定值是指带钢轧机在实际控制时Ke所使用的近似值。所以对应ΔS有只要改变轧机刚性调节系数,就可以改变因轧制力引起辊缝变化所对应的轧机常数,便可补偿轧机弹跳量。

除森吉米尔轧机采用机械-液压压下系统外,前述其他轧机均采用全液压压下系统,属于第三代轧机,其自动控制原理基本相同,主控制方式也相同,只预控和监控方式各有不同。

1.主控制方式

根据实际操作经验或计算给定一初始辊缝调整的电信号,此值经控制器输入伺服阀的力矩马达,伺服阀动作控制柱塞(或活塞)缸使轧辊压下(或推上),与此同时,装在液压缸内(或两旁)的位置传感器测出液压缸位移信号并反馈给位置控制放大器,将之与给定信号相比较。如果轧辊未与带材接触,当压下柱塞的位移等于给定值Sn时,反馈的信号与给定的信号相等,则输入伺服阀的信号为零,液压缸即停止动作。这就是调节初始辊缝SO的过程。

实际控制时,控制方式与对应的常数设定见表11-6。

表11-6 控制方式与对应的常数设定

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①此设定值是指带钢轧机在实际控制时Ke所使用的近似值。

KM为轧机模数

2.轧制压力反馈回路。

在轧制过程中,当咬钢、轧制、抛钢时,辊缝大小随轧制力的变化引起轧机弹跳而发生改变(参见11.1.2节)。轧制力波动量ΔF通过压头或压力传感器(操作选择开关选用)迅速转换成电信号,并通过力-位移转换装置(如模数变换器)按比例将轧制力变换成位置信号。

因为

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式中 ΔS——在轧制力增加ΔF后引起的变形;

KM——轧机模数。

所以对应ΔS

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只要改变轧机刚性调节系数,就可以改变因轧制力引起辊缝变化所对应的轧机常数,便可补偿轧机弹跳量。这就是轧机常数可变控制原理。此时辊缝给定值不变,而反馈值改变,伺服阀反向输出,自动进行纠偏调节,使轧机变形被完全补偿。

3.用出口测厚仪检测板差作为监控量

该方法是通过各种射线测厚仪测量带材出口处的厚差ΔS,将此数值通过转换和放大反馈回去修正压下液压缸的位置以达到给定值。这种方法的优点是操作简单,方便,缺点是利用带材出口的厚差信号去调节辊缝,由于未轧带材的厚度、温度、力学性能等可能与原给定值不同,因而会影响调节精度,同时测厚仪远离辊缝,检测出来的轧件已轧制完毕,使测厚仪与辊缝之间部分的厚度差无法消除,所以这种反馈控制现在只作为监控使用。

4.带材进口厚度预测法

上述反馈法无法消除测厚仪与辊缝之间部分厚差的缺陷(如用轧制力控制厚差,虽然调节时间很短,但电气设备有滞后时间,所以也有一个调节过程),而进口厚度预测法没有滞后时间,它是根据装在轧机前的测厚仪测出的带材厚差来进行控制。

5.张力变化引起的出口带材厚差的调整

该方法是通过张力计测出的张力信号与给定的张力信号的差异,将此张力的变化值通过力-位移转换装置转换成带材厚差,然后通过放大器放大输入伺服阀,从而调节压下液压缸的位置。

6.小结

如果以上几种控制方式同时使用,无疑将会满足高速轧制的需要,并且得到高精度的带材。但是由于控制系统多且复杂,在技术上难以使每一环节的动作时间都达到非常高的精确程度,同时每改变一次坯料的材质就需要重新调整一次,这就给系统操作带来很多困难,所以五机架冷连轧机和七机架热连轧机均采用计算机进行自动控制。