傳感器在液壓AGC中的應(yīng)用

李 巖/河南安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司第二軋鋼廠電氣車間

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傳感器在液壓AGC中的應(yīng)用

李 巖/河南安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司第二軋鋼廠電氣車間

【摘 要】傳感器是一種檢測裝置，能夠檢測到被測量的信息，并將能檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的輸出、處理、記錄、控制等要求，是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】中厚板軋機(jī)；傳感器；位置控制

前言

安陽鋼鐵集團(tuán)總公司第二軋鋼廠，建于上個世紀(jì)90年代初，主要產(chǎn)品為中厚板,采用雙機(jī)架進(jìn)行軋制。軋機(jī)為四輥軋機(jī)。其2800mm中厚板軋機(jī)HAGC自動化控制系統(tǒng)由基礎(chǔ)自動化L1系統(tǒng)、過程計(jì)算機(jī)L2系統(tǒng)和HMI系統(tǒng)組成。

軋機(jī)HAGC控制系統(tǒng)由兩部分組成。一部分是軋前的輥縫自動位置控制（APC）預(yù)置系統(tǒng)，即在指定的時刻將控制對象的位置自動的調(diào)節(jié)到預(yù)先由過程機(jī)或是HMI給出的目標(biāo)值上，這是一個電動/液壓混合壓下位置控制系統(tǒng)，由壓下電機(jī)和液壓伺服系統(tǒng)聯(lián)合驅(qū)動調(diào)節(jié)，又稱為（EGC/HGC）；另一部分為軋制過程中的板厚控制系統(tǒng)，這是一個液壓伺服系統(tǒng)，稱為液壓AGC。

全線自動化檢測儀表和傳感器包括紅外測溫儀、熱金屬檢測器（HMD）、油壓傳感器、位移傳感器、頂帽傳感器

（1）HMD：熱金屬檢測器，用于熱坯和軋線上軋件頭尾檢測，產(chǎn)生軋件跟蹤信號。

（2）紅外高溫計(jì)：用于測量坯料或軋件的表面溫度。在一些重要地方，可用兩臺高溫計(jì)，以相互對照，提高測量精度和可靠性。

（3）油壓傳感器：用于測量液壓缸油壓，并可轉(zhuǎn)換為軋制壓力。

（4）位移傳感器和頂帽傳感器：用于測量壓下絲杠位移和液壓缸柱塞位移

HAGC控制系統(tǒng)是保證鋼板厚度精度的最重要的手段。HAGC系統(tǒng)由高性能的伺服閥、液壓缸和高精度的傳感器提供高相應(yīng)、高精度的位置和壓力控制。

1.液壓缸位置控制

液壓缸位置控制是控制液壓缸的基本模式。位置控制提供基本的內(nèi)部控制環(huán)，這個內(nèi)部控制環(huán)和AGC功能結(jié)合使用。

位置控制環(huán)

在液壓缸位置控制中，位置的反饋信號是通過每個液壓缸上裝有的數(shù)字位置傳感器來獲得。然后該信號同位置基準(zhǔn)信號進(jìn)行對比，它們之間的偏差用來調(diào)整伺服閥，從而確保偏差能夠降到零。

而且每一個液壓缸位置控制，一種附加的控制環(huán)可以使得驅(qū)動側(cè)和非驅(qū)動側(cè)的液壓缸的同步運(yùn)動，從而當(dāng)液壓缸運(yùn)動到一個新的設(shè)定位置時保持兩個液壓缸位置差異。這種附加控制環(huán)提高了位置閉環(huán)的穩(wěn)定性并且阻止由于伺服閥的性能差異帶來位置的誤差。

位置控制環(huán)使用的位置參考是根據(jù)當(dāng)前操作方式下基準(zhǔn)的混合值。在軋制時，這種位置基準(zhǔn)是輥縫參考值（用軋機(jī)零點(diǎn)數(shù)據(jù)值來計(jì)算液壓缸位置）和各種補(bǔ)償微調(diào)的總和。對于其它方式，一種直接液壓缸位置參考值來自于軋機(jī)順序功能，如軋機(jī)調(diào)零、軋機(jī)模數(shù)或換輥等。

2.液壓缸壓力控制

軋制力（載荷）控制為液壓缸控制提供一個第二內(nèi)部控制環(huán)。在這種控制方式下，通過固定在液壓缸上的壓力傳感器來測量液壓缸載荷。測量到的壓力與壓力參考值進(jìn)行比較，然后將它們之間的差值傳遞給伺服閥，從而決定液壓油是流入還是流出液壓缸，從而使測量到液壓缸壓力與壓力基準(zhǔn)值之間的差值降到零。

液壓缸壓力控制在中板軋機(jī)中并不是典型的使用，主要用于現(xiàn)場測試過程中。可以提供一種平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換器來確保位置控制與壓力控制之間的一種平滑過渡。

3.伺服閥壓力降補(bǔ)償

伺服閥中的液壓油的流量是由閥門上的壓力降來決定的。可以通過使用伺服閥壓力降補(bǔ)償來消除伺服閥壓力降對液壓油帶來的影響。

伺服閥壓力降補(bǔ)償依賴于伺服閥的壓力因子增益，這種壓力因子增益可以沿著液壓缸的伸長、液壓缸的壓力和運(yùn)動方向進(jìn)行連續(xù)的計(jì)算。這種補(bǔ)償確保在整個壓力控制范圍內(nèi)，液壓缸的響應(yīng)是線性的，而且位置控制環(huán)響應(yīng)是對于液壓缸上的上升或下降是對稱的。

4.壓下絲杠位置控制

同液壓缸位置控制結(jié)合在一起，壓下絲杠位置控制可以用來設(shè)定所需要的輥縫。這種控制環(huán)取一個壓下絲杠位置測量值，然后同絲杠位置參考值進(jìn)行比較。在實(shí)際位置和目標(biāo)位置之間的任何偏差都會產(chǎn)生一個與之成比例的速度參基準(zhǔn)，從而對壓下速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種速度基準(zhǔn)一直保持到實(shí)際位置同目標(biāo)位置間的偏差降到一個設(shè)定的死區(qū)。任何壓下絲杠位置偏差作為調(diào)整量被輸入液壓缸位置參考值。同樣的，輥縫設(shè)定精度僅取決于壓下絲杠位置的測量設(shè)備。取決于液壓缸的有效行程，可以實(shí)現(xiàn)在精軋機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動液壓壓下。

5.位置參考值計(jì)算

二級過程機(jī)系統(tǒng)在道次軋制前就要對該道次的軋制輥縫進(jìn)行計(jì)算。然后再計(jì)算有軋制載荷時的液壓缸位置和絲杠的位置。作為道次規(guī)程的一部分，這些位置參考值傳給AGC系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

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