临钢3000mm轧机液压自动厚度控制系统.pdf

临钢3 0 0 0 r a m 轧机液压自动厚度控制系统田江锋，刘波( 临汾钢铁公司中板厂，山西，临汾0 4 1 0 0 0 )摘要介绍了临锕3 0 0 0 r a m 中顿轧机液压自动厚度控制( H A G C ) 系统的构成、特点和功能美键词中厚板轧机；液压自动厚度控制；计算机控制临钢原2 3 0 0 m m 轧机建造于上世纪7 0 年代，设备落后、轧制力小、自动化水平低，已不能满足轧制工艺和提高产品质量的要求面对激烈的市场竞争，为提高产品质量、增加轧材品种规格、提高市场竞争力和开发高附加值高性能钢板，2 0 0 3 年临钢决定对2 3 0 0 m m 中板车问进行改造，改造工程分两期进行建设，一期工程在粗轧机位置建设一架3 0 0 0 m m 四辊可逆式中板轧机和配套的一座加热炉、高压水除鳞系统、热矫直机、2 8 和3 8 冷床、翻板检查台架、滚切式双边剪、滚切式定尺剪、横移辊道和收集装置等设备，年生产规模为7 0 万t 二期工程建设2 8 加热炉、3 3 0 0 r a m 精轧机、1 8 冷床和切头剪等，形成年生产规模为1 2 0 万t 一斯3 0 0 0 m m 轧机带高精度液压A G C 装置，改造工程一期于2 0 0 5 年9 月1 5 日开始试生产，液压A G C 系统也同步投入运行。

1 液压A G C 系统结构3 0 0 0 m m 轧机液压A G C 系统结构如图1 所示L e v e lI 、L e v e l1 1 和v ME 开发计算机之间通过以太网进行通信，协议为T C P ／I P L e v e lI 的P L C 5 与M M I 计算机间通信采用美国A B 公司的通信接口模板，实现D H + 协议下的通信1 ．1 液压泵站液压泵站主要由主液压泵，辅助液压泵等组成液压系统工作压力可达2 8 M P a ，最大流量8 2 4 L ／m i n ，具有超高压、大流量、大功率的特点为保证液压AG C 系统连续、安全、稳定可靠工作，液压泵站有完善的污染控制和油温调控装置，而液压泵站的运行、状态监测、安全联锁保护以及故障报警是通过先进的P L C 5 控制，自动化程度高1 ．2 液压压下油缸油缸安装于上支撑辊轴承座和压下螺丝之闻．工作环境好，便于维护检修油缸外侧的对角线装有2 个高分辨率位移传感器，以检测油缸位移油缸缸体上还装有2 个高精度压力传感器，分别用柬检测活塞腔和活塞杆腔的压力油缸密封选用摩擦系数低且恒定、使用寿命长的高性能密封组件，以提高油缸的静、动态特性。

为提高阀控缸的动态响应，伺服阀和油缸集成为整体式结构油缸参数如表1 所示1 ．3 电动机械压下装置图1 液压自动厚度控制系统结构图当坯料厚度大于1 0 0 r n m 时用电动压下螺丝设定辊缝初值定位精度为0 ．2 m m ，再用压下油缸进行微诃，使辊缝定位精度达±0 ．0 2 5 r a m 当坯料厚度小于1 0 0 r a m 时，电动压下螺丝锁死，而用油缸精确设定——4 8 3 ——每个道次的辊缝值1 ．4 人机接口M M l人机接口M M I 由二台P C 计算机及其应用软件包组成，操作界面友好，用于监控L e v e lI ，L e v e l1 1 人机接口 M MI 用于监控动态轧制数据、控制模式、测量信息、液压系统状态、故障指示和报警等，同时也是操作人员对H A G c 系统进行操作和凋整及规程计算的基本接口1 ．5L e v e lI 基础自动化系统L e v e lI 基础自动化系统主要由T o r n a d o 开发机，P L C 开发机，宴时数据记录计算机及基于V M E 总线的2 个M o t o r o 一表1 液压系统基本参数项目参数最大轧制力／k N油缸话塞直径／r a m汕缸最大行程／r a m最大压下速度／r a m ·5 叫油缸高度／m m伺服阀位移传感器分辨率几m工作介质油液清洁窿5 5 0 0 0垂1 2 0 01 0 01 l6 0 0M O O G 三级伺服阀防火、抗磨液压油l S ( ) 1 4 ／1 1l a M V M E l 7 2 P A V M E b u s 微处理器、1 个P L C S ／V 4 0 L 微处理器、V M E I ／O 模板、本地和远程P L C I ／O 模块等组成。

用于采集各传感器的信号、模拟量和数字量以及I ／O 量的处理、执行实时控制、液压系统运行的逻辑控制和安全保护等I ．6L e v e l1 1 过程自动化系统L e v e l Ⅱ过程自动化系统主要由H P 公司的A l p h aS e r v e rE S 4 0 服务器和外围设备等组成A l p h aS e r v e rE S 4 0 运行O p e nV M S 操作系统，主要完成轧制规程计算、轧制规程数据库、动态自动设定、自学习、控制轧制、轧件跟踪、数据处理、轧制参数记录等功能任务根据数学模型，L e v e lI I 计算出一个轧制规程并送至L e v e lI 控制器，给出电动压下和液压油缸的设定值；在轧制过程中，L e v e l1 I 根据L e v e lI 实时传送过来的各种过程参数，修正轧制规程2 系统特点( 1 ) 油缸、液压系统和控制系统硬件均采用国外著名公司L e v e lI I 系统嗍络图一●～ 凰尾# t IE i * * a l 镕l f l # } * * 自)L E V a l 自自t自1 B 自§自司3 系统主要功能3 ．1 液压站控制P L C 5 控制液压泵站的启动、运行、停车的安全操作以及油箱油液温度的自动调节。

3 ．2 辊缝手动设定和自动设定操作工可通过人机接口M M I 选择使用手动或自动方式设定辊缝自动设定方式是由L e v e l1 1 计算机通过以太网下装的 一4 8 4 一吼钍外揣糍⋯秭射§3 ．3 自动位置控制( A P C )根据辊缝i 殳定值，首先控制压下螺丝动作设定辊缝初值，再通过油缸微调控制，使辊缝精确定位3 ．4 液压自动厚度控制( H A G C ) 系统功能 ( 1 ) 厚度计A G C 功能：压力反馈构成基本的厚度计A G C 系统，可分为头部锁定相对A G C 和绝对A G C两种工作方式 2 ) 油膜厚度补偿：补偿支撑辊油膜轴承中的油膜厚度变化 3 ) 冲击补偿：咬钢的瞬间，由于轧制力的冲击作用，辊缝增大因此，在咬钢前预先把辊缝降低一定值，咬钢后，再把辊缝恢复到设定值 4 ) 轧辊热膨胀与磨损补偿：补偿由于轧辊膨胀与磨损引起的轧辊直径的动态变化量 5 ) 轧辊偏心补偿：补偿轧辊偏心引起的轧制力的变化对厚度计A G C 系统的影响 6 ) 头尾补偿：补偿钢板头尾温度变化对钢板头尾厚度的影响 7 ) 平面形状控制功能，具备M A S 式平面形状轧制功能，可提高成材率。

8 ) 轨迹纠偏控制：为了保证钢板不跑偏，并实现同步控制，在操作台上设置人工轨迹调整按钮3 ．5 轧机标定轧机预压靠时，自动取轧机零点、自动测试轧机的弹性变形曲线、自动测试轧辊的偏心数据3 ．6 安全保护为了保证设备和系统的安全可靠液压A G C 系统设置了完善的安全保护措施，如过压、过压差、超辊缝差、零位及油缸限位的安全保护与报警等；此外，操作台和液压泵站还分别设置紧急停车按钮4 实际运行结果经改造后的轧机，轧制力增大，自动化水平高，液压A G C 系统达到9 0 年代国际同类轧机先进水平至今，临钢3 0 0 0 r a m 轧机液压A G C 已经运行了半年，并已成为提高产品尺寸精度、优化规程、实现按规程自动轧钢的核心技术装备作者简介：田江锋．男，中板厂电运车问电气技术员，工程师，主要从事计算机编程、及自动化控制的维护与开发刘波．男，中板厂电运车闻电气技术员，助理工程师，主要从事计算机编程、及自动化控制的维护与开发4 8 5 ——。