軋輥磨床軟支撐壓力數(shù)字化控制技術(shù)淺析

梁瑞容

摘要： 本文介紹了數(shù)控軋輥磨床軟支撐裝置壓力數(shù)字化控制的工作原理、組成及壓力控制實(shí)現(xiàn)方式，為設(shè)備維護(hù)提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控軋輥磨床；軟支撐裝置；壓力控制系統(tǒng)

1 前言

現(xiàn)代熱帶板材軋鋼生產(chǎn)線所配套的軋輥磨床一般都裝備軟支撐裝置，這樣在磨削軋輥時(shí)無須拆除軋輥的軸承座，簡化了工序，降低了生產(chǎn)成本。工作輥磨床的軟支撐裝置安裝在磨床的中心托架兩側(cè)，其液壓缸支撐軋輥軸承座，主要是用來消除軋輥驅(qū)動(dòng)側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的不平衡力；避免軸承座在軋輥旋轉(zhuǎn)過程中的偏擺，因?yàn)檫@種不平衡力和偏擺會(huì)對(duì)磨削精度帶來負(fù)面影響。

為了保證軟支撐液壓壓力的精確，系統(tǒng)采用了數(shù)字化控制技術(shù)，沿輸入端到輸出端增加了一套數(shù)字化反饋通道，具有控制可靠，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。

2 軟支撐壓力控制數(shù)字化原理

圖1為工作輥磨床軟支撐裝置的壓力控制系統(tǒng)，其主要由壓力傳感器、A/D模塊、計(jì)算機(jī)PLC控制單元、D/A模塊、放大器、比例閥等組成；核心組件為A/D模塊、計(jì)算機(jī)控制單元、D/A模塊，從而實(shí)現(xiàn)整套機(jī)構(gòu)的數(shù)字化。

2.1 A/D模塊 A/D模塊采用德國Beckhoff公司的KL3022，其主要功能是接收來自壓力傳感器的電流模擬信號(hào)并將轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，通過K-bus總線傳輸至計(jì)算機(jī)控制單元，信號(hào)處理范圍為4-20mA，分辯率為12bit。

2.2 計(jì)算機(jī)控制單元 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用Beckhoff TwinCAT PLC control進(jìn)行PLC編程，編程環(huán)境與IEC61131-3相兼容。作為磨床控制系統(tǒng)的一部分，軟支撐裝置的控制系統(tǒng)也集成在其中，其壓力控制部分的PLC程序主要有輸入和輸出功能塊：

2.2.1輸入功能塊 輸入功能塊接受來自A/D模塊（KL3022）數(shù)據(jù)，圖2是軟支撐裝置壓力控制PLC輸入功能塊的代碼（FDB圖）：

如圖3所示：KL3002_ReadAnalog是對(duì)來自A/D模塊KL3002的數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部計(jì)算的功能塊，SI_SOFTLOADER_HS_PRESS_FEEDBACK（即KL3002模塊的數(shù)據(jù)）輸入到該功能塊的inVal 接口；offset為偏移量的設(shè)定接口；輸出值為AVAL_Softl_Act_Press_HS（即實(shí)際壓力），此值也可用于HMI等其他程序的調(diào)用，也是壓力控制程序中的一個(gè)重要參考量。

2.2.2輸出功能塊 圖3為軟支撐裝置輸出功能塊代碼（FDB）：

如圖3所示：NVAL_Soft_Press_HS_BOTTOM即為設(shè)定的壓力值，為長實(shí)型數(shù)據(jù)（不同的軋輥類型此值不同，根據(jù)軋輥軸承座的重量確定），此數(shù)據(jù)經(jīng)過一定條件（軋輥類型選擇、自動(dòng)/手動(dòng)磨削選擇、與實(shí)際值比較）輸入到KL4032_writeAnalog功能塊，經(jīng)過內(nèi)部計(jì)算 （計(jì)算式為：m_In/MaxValue*32767） +AnalogOffset）并由長實(shí)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成整數(shù)型數(shù)據(jù)再以十六進(jìn)制方式輸出到D/A模塊（KL4032），然后由D/A模塊（KL4032）將十六進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)發(fā)送到比例放大器。

2.3 D/A模塊D/A模塊采用德國Beckhoff公司的KL4032，主要功能是接收來自計(jì)算機(jī)的數(shù)字信號(hào)并將轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)（電壓），處理信號(hào)范圍為-10/+10V，分辯率為12bit。

3 結(jié)束語

為了適應(yīng)軋輥磨削更精確更高效的要求，軋輥磨床已經(jīng)由以前的重點(diǎn)配置數(shù)字化過渡到了全面數(shù)字化階段，分析這些設(shè)備的數(shù)字化控制特點(diǎn)及原理，對(duì)于設(shè)備的日常維護(hù)和功能升級(jí)有著十分重要的意義。

（作者單位：河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司邯寶熱軋廠）