六辊轧机无钢自动校辊过程控制的故障分析

六辊轧机无钢自动校辊过程控制的故障分析

摘要：无钢自动校辊可以提高轧制精度，而常见故障的分析与处理能尽可能的提高作业率及产能，本文章以某冷轧厂1370mm五连轧为对象，着重介绍怎样按部就班的分析与处理无钢自动校辊过程中的常见故障。
关键词：液压缸  索尼磁尺  压力传感器  伺服阀
        0 引言 
        六辊HC连轧机的无钢自动校辊功能是保障轧制精度、提高成材率不可或缺的功能，在自动校辊过程中液压缸、伺服阀、压力传感器、压下位移传感器、轧机上下辊总成及斜楔构成一个闭环系统，保障了无钢自动校辊的正常进行。
        1 校辊过程描述
        下面我们首先介绍一下六辊轧机的无钢自动校辊过程与控制：
        1.1 到达减速位置。换辊工作完成之后，液压缸开始投入，当液压缸到达设定位置时，选择自动校辊并启动，这时机架校准开始进入自动模式。50毫秒后，程序响应第一步运行，液压缸下压到达减速位置时第一步完成。若第一步开始运行后40秒内动作仍未完成，计时器认为超时，液压缸自动上抬。。
        1.2 到达接触位置。当液压缸到达减速位置后，操作侧与传动侧伺服阀同步使能给定，液压缸压力进行自动调整并继续下压，使轧辊接触。在传动侧与操作侧的压力都达到125吨以上时，程序上认为接触位置到达，延时100毫秒达到接触位置步骤完成。
        1.3 开始转辊，乳化液系统启动。达到接触位置后，程序自动生成工作辊转动请求命令，该机架电机电枢接触器吸合，电机带动减速机使工作辊以校辊速度运行，同时该机架乳化液阀门自动打开对轧辊冷却和润滑，以减小工作辊之间的摩擦和带走部分因摩擦而产生的热量，降低内应力及塑性变形。
        1.4 到达校辊压力。电机转动后，传动侧和操作侧液压缸同步徐徐下压，当轧制力之和到达设定的校辊压力时（3#线设定的校辊力是800吨），延时30毫秒程序响应步骤完成。在此步骤中，必须保证传动侧和操作侧液压缸压力都要在400吨以上，并且每侧偏差不超过15吨，否则步骤不能完成。
        1.5 校准零辊缝。在轧制力满足要求以后，程序对索尼磁尺的压力传感器反馈的数值对辊缝进行调整。当测得平均压力值满足条件时零辊缝校准完成。在步骤中程序对上下工作辊、上下支撑辊、上下中间辊辊径进行换算调整，根据校辊时轧辊的线速度出0.01秒内轧制的实际长度，根据索尼磁尺的反馈确认零辊缝校准完成。
        1.6 校准完成。零辊缝校准完成后，中间辊抽动到设定位值，液压缸回缩至辊缝接触位置，然后电机停止运转，乳化液阀门关闭，最后由于背压作用，打开辊缝到等待位置，这时自动无钢校辊步骤完成。
        2 校辊过程中的主要设备故障及处理方法
        有时校辊不能正常进行，常常是某一设备存在问题或操作不当造成的，下面我们简单介绍几种关键设备的调整与故障分析：
        2.1 斜楔位置调整：斜楔的升降是由一个三位四通电磁阀控制的，电磁阀接通后液压马达带动丝杠转动，丝杠一端装有一个增量式编码器。当调整斜楔时，编码器记录下脉冲总数，根据脉冲数、每周的脉冲数、转动的圈数和每转动一周对应斜楔上升的高度，计算出斜楔上升的高度。此高度为编码器反馈的高度。当它小于15毫米时则程序认为轧制线过低需要继续升高斜楔。斜楔能够最大活动空间为-10毫米到96毫米之间。
        2.2 伺服阀故障的判断与调整：由于伺服阀的流量大小可随时调节，精度高，可以随时控制的优点，在压下、弯辊及抽动控制中得到普遍应用，当有命令请求而液压执行机构无反应时，我们首先要检查的时伺服阀。伺服阀插头如图1所示，共有7个针，A：24V，B：0V，C：24V，D：给定，E：给定，F：反馈，G：接地        然后检查油路是否完全开启以及液压站泵是否停止，检查油路无误后，检查AB、BC是否有24V电压，F反馈电流是否12mA，若反馈为零则丢失一组24V，如果保险没有烧坏，就在AMS里检查输出。排除电源故障后适当的动一下设备，看DE间是否有电流（+/-10mA）信号，若有给定则反馈点应该有偏移。若有给定且各压力都正常而阀无动作，可能原因是阀芯卡死，看反馈点是否在“零位”。如果不在“零位”且偏差过大则请液压工“调零”。如果阀芯在“零位”，正负给定都有而阀芯位置无变化，则表明阀卡死，应该让液压工关闭控制油管道阀门而后开启对阀冲洗，若仍无作用只得更换伺服阀。当操作时D、E间无给定或者抖动说明条件不满足则应检查接线，各压力或阀门开启情况。
        2.3 辊径、辊座：轧机对工作辊、中间辊、及支撑辊辊径都有严格的尺寸要求，如果辊径超出范围则校辊肯定不能完成。如果辊径较细或数值输入错误都会造成轧制线错误，液压缸投入不到位，达不到设定的轧制力，校辊时会超时快抬。当辊座不匹配时液压缸投入后一面接触而另一面悬空，液压缸单侧受力偏压造成轧制力偏差大而快抬。这时要在对应的球面垫上加上合适的垫板保障液压缸同步位移。
        2.4 索尼磁尺：索尼磁尺是液压缸的位移传感器，它反映的是液压缸的实际行程。磁尺活动杆的顶端为永磁性金属，它吸附在液压缸顶端并随液压缸的升降而伸缩，反馈的数值信号到中央处理单元。当液压缸投入时压力传感器显示正常时，若操作侧和传动侧索尼磁尺不同步或单侧无数值变化，这时会报重故障；SONY 报警或位置偏差报警。有时磁尺的原始位置偏差会造成液压缸不能投入，要对磁尺清零再进行投入。若出现单侧磁尺无数值变化，伺服阀保证没有问题，可拆下磁尺手动压缩磁尺观察其有无数值变化。如果没有变化，应检查接线和磁尺磁头是否脱落。如果情况不能解决应更换索尼磁尺。
        2.5 压力传感器：压力传感器是反馈油压压力的传感器。液压缸投入时若压下或背压压力传感器出现故障，有杆腔、无杆腔的压力传感器在HMI上会没有显示，或显示值过大。一段时间过后会报压力传感器故障，液压缸自动快抬。这样的情况一般在更换新的压力传感器后能够得以解决。但有时会因为腔内无油压导致压力传感器无显示这样的问题要找伺服阀的原因。在更换传感器时要仔细检查量程是4－20mA还是0-20mA。因为基数不一样，测量结果迥异。
        3 结论  
        综上所述，六辊轧机的无钢自动校辊过程是许多设备共同作用的结果，当校辊不能进行时，我们应当分清问题的关键及症结，按照其闭环控制的思路按部就班地进行分析处理。
：
[1]贾民平，张洪亭.《测试技术》高等出版社[J].2008.3.
[2]高金源.《自动控制工程基础》.中央广播电视大学出版社[J].1997.10. 
[3]张子莲.《一级自动化功能描述》.中冶恒通钢铁工艺设计研究院[J].

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