冷矯機彎輥控制的完善與最佳化研究論文
冷矯機彎輥控制的完善與最佳化研究論文
摘 要：摘 要 ：本文據國內矯直機的使用情況，提出完善彎輥功能，解決輥縫標定清零及執行中的問題，提升軋鋼廠執行效率與產品質量。 關鍵詞： 關鍵詞： 冷矯機 PLC系統 彎輥功能 在當前鋼鐵產能過剩情況，鋼鐵市場競爭日趨激烈的嚴峻形勢下，客戶對鋼材的板型、表面
關鍵詞：計算機技術論文發表,發表關於計算機的論文,計算機網路技術論文發表
摘 要：本文據國內矯直機的使用情況，提出完善彎輥功能，解決輥縫標定清零及執行中的問題，提升軋鋼廠執行效率與產品質量。
關鍵詞：
關鍵詞：冷矯機 PLC系統 彎輥功能
在當前鋼鐵產能過剩情況，鋼鐵市場競爭日趨激烈的嚴峻形勢下，客戶對鋼材的板型、表面質量要求越來越高。本文根據國內矯直機的使用情況，設計出完善彎輥功能程式，解決輥縫標定清零及執行中的問題，提升軋鋼廠執行效率與產品質量。
1 矯直機彎輥功能的原理
矯直機的原理是輥子的位置與被矯直製品運動方向成某種角度，兩個或三個大的是主動壓力輥，由電動機帶動作同方向旋轉，另一邊的`若干個小輥是從動的壓力輥，靠著旋轉著的圓棒或管材摩擦力使之旋轉的。為了達到輥子對製品所要求的壓縮，這些小輥可以同時或分別向前或向後調整位置，鋼材被輥子咬入之後，不斷地作直線或旋轉運動，因而使製品承受各方面的壓縮、彎曲、壓扁等變形，最後達到矯直的目的。起設施主要將上萬向軸套上夾緊塊與上萬向軸套的接觸面為設計為倒V型接觸面，並將下萬向軸套下夾緊塊與下萬向軸套的接觸面為V型接觸面。V型設計的夾緊塊與上萬向軸套的外圓呈兩點接觸，而且接觸點控制力指向萬向軸套圓心，因此定位更加準確;同時，由於上萬向軸套下夾緊塊的數量為兩隻，且兩隻下夾緊塊與上萬向軸套的接觸面為V型接觸面，更為有效的控制了萬向軸套的定位精度，不易受萬向軸套外圓面尺寸誤差造成定位偏差的影響。為冷矯直機換輥提供了一個較好的夾緊裝置。
2 矯直機彎輥系統機械設計
本文設計中對冷矯機彎輥系統進行完善，特別是硬體問題，包括伺服閥、壓力感測器、位移感測器的安裝。由於矯直機彎輥系統主要補償矯直機的輥系和框架的變形，在矯直過程中，彎輥系統用來保持矯直輾子的平行。理論上允許非平行位置，同時鋼材的表面形狀由操作員調整彎輥的彎曲，這樣將矯直機上框架由一個活動結合點分開成相連的兩部分。位於框架頂部的偏心允許分開這兩個部件從而彎曲矯直輥。液壓氣缸內部安裝了一個位置檢測器來測量偏心量，液壓缸兩個腔分別安裝兩個2壓力感測器，給出了每個缸腔中的壓力反饋。控制由一個伺服-比例閥驅動彎輥液壓缸，電氣控制系統設定位置控制和超載保護。
3 彎輥功能電氣控制系統設計
PLC將接收到的各個訊號經過程式執行後輸出，實現整個控制系統的自動化。彎輥功能電氣控制系統完善冷矯機的標定程式，理順出標定邏輯，最佳化標定條件，對冷矯機PLC系統進行最佳化，增加彎輥的訊號輸入輸出系統;對冷矯機彎輥程式進行開發，建立一套適合實際生產的控制模式。冷矯直機控制功能由Level1 PLC S7-400，包括輥縫設定，彎輥控制等各項控制功能實現，PLC 透過乙太網TCP-IP與上位機計算機相連線,接收預設資料，HMI人機介面，輸出結果及各種顯示。彎輥功能的控制框圖如圖1所示。
圖1 彎輥功能電氣控制系統框圖
在程式設計中，利用標誌位來表示不同的現場情況和程式的狀態，增加了程式的可靠性和靈活性。模組化的程式設計，整個程式由不同 的子程式構成，各子模組獨立完成各自的功能互不干擾，因而程式結構清晰，便於修改。再就是定時器的使用，利用不同的定時器來設定不同裝置的延時時間，可以靈活地根據控制要求進行延時時間的設定。主程式主要由程式初始化、計數清零、系統復位、增減變頻、切長脈衝轉換、速度、切料、暫停急停安全門八個子程式和一個切料中斷子程式構成。
4 輥縫標定最佳化
輥縫要根據鋼材的厚度與強度進行調整，如果鋼板強度較大，則輥縫值與鋼材的厚度值相差較大，若鋼材的強度較小則輥縫值與鋼材的厚度值相差較小，但鋼材的厚度與輥縫值的差值一般不大於7～8mm。輥縫標定最佳化為從H M I 啟動的自動執行過程，調整順序如下：一是先輥縫開啟至最大極限，將輥縫設定為粗標定值，該值根據機架機械尺寸及輥徑確定;二是是關閉輥縫，直至軋製力達到最小軋製力，將輥縫預標定為“0 ”;三是以低速轉動軋輥;四是斷開軋製力差控制，提升軋製力至標定軋製力;五是當軋製力達到標定軋製力後，繼續轉動軋輥2～3圈，監測在此期間輥縫實際值的變化率，若大於預設的監測值(軋輥偏心指標，通常取0.05～0.1mm/rad)，則報警，若變化在可接受的範圍，則將輥縫標定為“0 ”;六是減小軋製力至最小軋製力，軋輥停止轉動;若有報警，輥縫開啟最大極限;若無報警，輥縫開啟至穿帶輥縫。彎輥標定測量彎輥缸前後銷軸中心距1500mm，操作員在上位標定畫面中按照指示進行彎輥缸伸縮操作至中位，按下標定確認，標定完成。
輥縫的調整主要是在上位給定，給定前後輥縫數值，同時AGC四缸極限壓力為26Mpa，程式已經內部設定，操作時，先設定好前後輥