对于三辊连轧管机液压辊缝控制系统

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1、总第152期山西冶金r0tal1522014年第6期SHANXIMETALLURGYNo．6，2014

2、葛饕敷凫馘誉

3、三辊连轧管机液压辊缝控制系统郝志红(太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024)摘要：介绍了韩国日进中18Olnln三辊连轧管机组采用的连轧管机辊缝控制系统的设备结构、电气控制系统以及头尾削尖功能的实现。关键词：连轧管机组辊缝控制头尾削尖中图分类号：TG333．8文献标识码：A文章编号：1672—1152(2014)06—0059—03韩国日进180mm三辊连轧管机组是一条由太原重工自主设计

4、及制造的连轧管机组，它标志着我国拥有自主知识产权的三辊连轧管机组开始进军国际市场。该设备采用了目前最先进的液压辊缝控制系统(HydraulicGapControl，简称HGC)。HGC集成了轧钢工艺、机械、液压、电气等专业的最新研究成果，满足了无缝钢管机组生产高精度无缝钢管需要。连轧管机的液压辊缝控制在无缝钢管生产中十分关键，它直接关系到钢管几何尺寸精度及切头切尾长度，从而影响钢管的成材率以及经济效益[。1辊缝控制系统的设备结构及主要功能1．1HGC设备结构连轧管机组共有5个主机架，每个机架的三个轧辊成120。交叉

5、布置，相邻机架间的轧辊交错60。。连轧机架的每个轧辊由单独的液压小舱控制，l一位移传感器；2—平衡缸；3一主缸；4一轧辊这样可以方便实现单个轧辊位置调整，其结构原理图1连轧管机机架轧辊布置示意图如图1所示。1．1．1机架主缸的驱动设备杆腔低压阀：每个机架的三个主缸的杆腔由一伺服阀：每个机架上有三个伺服阀，用来控制主个双电磁铁两位四通电磁阀控制缸的位置。伺服阀选用MOOG的D661系列伺服阀，1．1．2机架平衡缸的驱动设备具有控制精度高，直线性好，死区小，灵敏度高，动态平衡缸保压阀：每个机架上有一个平衡缸保压性能好以

6、及响应速度快等优点，是电液调节系统的阀，是一个单电磁铁两位四通锁阀。核心和关键。平衡缸调整阀：平衡缸调整阀是一个双电磁铁快开阀：每个机架上有三个单电磁铁两位两通三位四通换向阀。每个机架上有三个平衡缸调整阀。快开阀，得电时液压缸快速打开。1．1-3机架液压小舱的检测元件锁紧阀：每个机架上有三个单电磁铁两位四通三个主缸主腔压力传感器(4～20mA)，一个主锁紧阀，失电时液压缸锁紧。缸杆腔压力传感器(420mA)，三个主缸位移传感器，SSI输出信号，分辨率为0．001mm。收稿日期：2014—09—111．2HGC系统功

7、能作者简介：郝志红(1982一)，女，硕士研究生，主要从事电气技术工作，工程师。E—mail：haozhihong666@163．corn1)轧辊的精确定位和调整。液压小舱要实现“全山西冶金第37卷E-mail：sxyjbjbO126．COB缩回”、“插入位置”、“轧制位置”的准确定位以及在为了能够实时监控轧制过程中的数据，还配置线调整等功能。了PDA数据采集系统，在机架上装了高速数据采集2)过载保护功能。能够实时监控轧制力的大小，卡ibaSM128V，配合IBA软件可以快速采集TDC中当轧制力大于报警阈值时，会产

8、生相应的报警信号的数据，采集周期可以达到1ms[。和保护动作。2．3系统通讯3)头尾削尖功能。依照预先设定实现头尾削尖1)人机界面HMI与TDC的通讯是通过以太网可以降低壁厚偏差，减少切头切尾损失，提高成材率。来实现的。HMI通过以太网下传轧制参数、工具尺寸2电气控制系统和一些控制命令，包括轧制位置、头尾削尖长度和压2．1控制原理下量等参数。人机界面上还显示着轧制的理论数据、轧制时，通过采集安装在液压小舱上的压力传过程数据以及报警信息等。感器和位移传感器的信号，计算出实际的轧制压力2)连轧管机还配置了2个西门子s7

9、—400PLC，和辊缝值。将实际的辊缝值与给定值相比较，对其偏TDC与用于限动电机及主传动的控制的PLC之间差进行PID调节，将控制信号输出到伺服阀，伺服阀的数据交换使用PROFIBUSDP通讯方式。驱动油缸从而实现对轧辊位置的闭环控制。系统的3)TDC与PDA数据采集系统采用光纤的通讯控制框图如图2所示。方式，这样可以快速地采集轧制过程中的数据，便于2．2TDC控制系统数据分析。对于液压辊缝控制系统，其控制周期要求在3削尖轧制功能2～3ms以内，使用常规的PLC不能满足液压辊缝控3．1削尖轧制原理制系统高速性的要

10、求。PLC中PID的功能最初是被连轧管机组在生产时，钢管会出现头尾壁厚增设计用来控制温度或者气压的，而不是用于压缩比厚的现象，其原因主要有三个方面：一是经过连轧管极小的流体的。PID的时间常数不能达到毫秒级。所机时，钢管的头端和尾端无张力作用；二是连轧管机以三辊连轧管机HGC的电控部分采用了目前最先在“咬钢”和“抛钢”阶段，液压小舱由于压力的突变进的西门子公