在轧钢生产中由于来料、机械等各种因素的影响,带材开卷送入轧机、平整机时总会造成跑偏,为了保证产品质量及满足正常生产加工的需要,就要使用开卷机带材对中 CPC (center position cont rol) 纠偏系统。CPC 纠偏系统用于控制带材位置,以避免因来料卷层不齐而造成的开卷机轧制、平整时板形变化和不易升速的弊端,通过自动调节来解除偏差,使带材中心位置始终保持在轧制中心线位置,并让卷取带卷整齐。西重所在轧机、平整机机组中实现开卷机CPC 控制大多选用国外成套对中纠偏装置产品,这些产品相对主轧机为一套独立的控制设备且性能可靠、控制精度高,能很好地实现控制要求。但在给某企业设计成套的4 辊粗中轧机组中采用了基于主机PLC 控制器的CPC 控制系统,这套系统不但节约了成本而且响应快、精度高、系统稳定性好,可完全替代进口设备。
2 设备组成及控制原理
由西重所自主设计制造的4 辊粗中轧机组开卷CPC 系统主要由液压缸,伺服比例阀、高频光电检测系统、PLC 控制器、磁致伸缩位置传感器、液压设备等组成。是一种全闭环电液伺服控制系统。CPC 控制功能由PLC 完成。其主要控制原理是将带材位置的检测信号和开卷机的油缸位置反馈信号送至PLC ,进行PID 运算后,输出信号控制开卷机机座油缸比例伺服阀,使双柱头开卷机移动以控制带材中心位置。图1 为4 辊粗中轧机组开卷机及CPC 系统设备结构简图。
开卷CPC 控制系统中,开卷位移传感器选用的是KYCM 系列磁致伸缩线型位移传感器。其主要是由测杆、电子舱和套在测杆上的非接触的磁环组成。测杆内装有磁致伸缩线(波导丝) ,测杆由不导磁的不锈钢管组成,可靠地保护了波导丝。工作时,由电子舱的电子电路产生一起始脉冲,此起始脉冲在波导丝中传输时,同时产生一沿波导丝方向前进的旋转磁场,当这个磁场与磁环中的磁场相遇时,产生磁致伸缩效应,使波导丝发生扭动,这一扭动被安装在电子舱内的测能机构所感应并转换成相应的电流脉冲,通过电子电路计算出两个脉冲之间的时间差,即可精准测出被测体的位移。
CPC 比例伺服阀选用的是atos 的DL KZOTE 型高性能伺服比例阀。该阀内配有集成的电子放大器,比例阀与电子放大器配合工作。电子放大器输出电流信号控制比例阀输出使之与供给电子放大器的输入信号相对应,以此来控制阀芯位置,同时由阀内装输出检测装置的作用,实现对阀的闭环调节控制。
选用了HFGY 60 型高频光电检测系统作为带材运动中的位置跑偏检测,检测到的信号供对中位置控制(CPC) 纠偏用。该系统包括荧光灯高频专门的电源,荧光灯光源箱和检测器箱3 个装置。在开卷时荧光灯管光源发出高频闪烁灯光,当带材置于光路中时,检测器箱内透镜组将带材遮掩后的光会聚到光敏元件,光敏元件的信号电压经色度补偿选频放大,带通滤波器滤波及信号电压整形,后输出稳定的,抗干扰性能强的电压(电流) 控制信号作为带材实际位置信号输入到PLC。
