軋機伺服閥狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究

楊金華（武鋼集團鄂鋼公司機動工程部，湖北 鄂州 436000）

軋機伺服閥狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究

楊金華
（武鋼集團鄂鋼公司機動工程部，湖北 鄂州 436000）

摘 要：設備診斷技術(shù)包括設備的狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷兩個方面，它在設備管理中具有重要的作用。寬厚板廠精軋機伺服閥是厚度控制關鍵系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定，容易軋制出厚度超差的鋼板，產(chǎn)生廢品。通過對伺服閥使用狀態(tài)進行監(jiān)測，可以及時掌握伺服閥狀態(tài)，將伺服閥故障控制在萌芽階段，保證了軋機正常生產(chǎn)，避免廢品產(chǎn)生。

關鍵詞：軋機；液壓伺服系統(tǒng)；伺服閥；監(jiān)測

1 前言

寬厚板廠精軋機液壓伺服系統(tǒng)隨著工況條件變化，伺服閥存在閥芯磨損、油液污染、振動大等現(xiàn)象，從而導致伺服閥出現(xiàn)顫動、運動緩慢以及震蕩等故障，當伺服閥性能進一步劣化后，就會導致軋機厚度自動控制系統(tǒng)不穩(wěn)定，鋼板厚度出現(xiàn)超差的幾率明顯加大，制造大量廢品，造成損失。而采用傳統(tǒng)點檢方式又無法掌握伺服閥運行狀態(tài)，伺服閥損壞往往都是出現(xiàn)廢品損失后才檢查發(fā)現(xiàn)的。

因此，通過摸索伺服閥性能劣化規(guī)律，研究伺服閥的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，提前發(fā)現(xiàn)問題提前處置，變事后控制為事前控制，可將伺服閥故障消滅在萌芽狀態(tài)，大大減少廢品的產(chǎn)生。

2 伺服閥在軋機厚度自動控制系統(tǒng)中的作用

軋機采用的厚度自動控制系統(tǒng)（AGC系統(tǒng)）包括液壓壓上和電動壓下兩部分。對于軋機設備來說軋機的厚度自動控制系統(tǒng)屬于是最為核心的部分。在對鋼板進行軋制的過程中，軋機中的“過程控制”會自動生成軋制規(guī)章，對輥縫值進行確定，首先利用電動壓下將其粗略的設定到一定開度，然后再利用液壓壓上對其進行更加精確的設定。在進行軋制的過程中軋機“基礎自動化”將波動變化轉(zhuǎn)換成AGC油缸柱塞桿波動，通過位置傳感器對信號進行反饋，從而對伺服閥進行調(diào)節(jié)，以此對AGC油缸進行控制，完成放油或者是進油的任務，通過對輥縫和軋制例進行調(diào)節(jié)，從而完成對鋼板厚度差的控制，以此來實現(xiàn)恒輥縫調(diào)節(jié)控制軋制。伺服閥是AGC中最為關鍵的控制元件，其性能狀況直接影響到對軋機精度的控制，因此，伺服閥在軋機厚度自動控制系統(tǒng)中起著關鍵作用。

3 伺服閥狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)方案

在比較惡略的工作環(huán)境中伺服閥會極其容易產(chǎn)生缺陷和異常，在通常情況下，這些外在的因素會使得伺服閥控制曲線出現(xiàn)一定的差異性，如果對這些情況不進行及時的處理，存在的缺陷將會進行進一步的發(fā)展，就此發(fā)展下去會使得伺服閥出現(xiàn)嚴重的故障。所以，伺服閥的狀態(tài)指標進行有效監(jiān)控，是提前發(fā)現(xiàn)其故障苗頭的關鍵。伺服閥狀態(tài)指標包括靜態(tài)指標和動態(tài)指標，其靜態(tài)指標為“零漂”，動態(tài)指標為“反饋信號”與“給定信號”。把伺服閥的零漂、反饋信號、給定信號作為監(jiān)測伺服閥運行狀態(tài)的特征信號，對“給定信號”和“反饋信號”進行采取，并且對偏差變化情況進行分析，總結(jié)實踐經(jīng)驗。

其實施過程為：采取自動程序，捕捉偏差超標出現(xiàn)的次數(shù)，對在一定周期內(nèi)偏差“異常”出現(xiàn)的頻率進行統(tǒng)計，與伺服閥正常時在一定時間內(nèi)出現(xiàn)的頻率進行比對，從而得出伺服閥是否存在劣化，劣化程度如何的判斷結(jié)論。伺服閥一旦出現(xiàn)異常，可提前將其進行切換，并將處于劣化狀態(tài)的伺服閥更換下線修復，防止發(fā)生廢品損失。

4 伺服閥狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)方案的實施

4.1 獲取伺服閥狀態(tài)的特征信號

當伺服閥處于正常狀態(tài)下，其零漂小，反饋信號與給定信號曲線偏差也很小，兩曲線基本一致，而異常狀態(tài)下的伺服閥零漂大，反饋信號與給定信號曲線偏差較大，有曲線分離的現(xiàn)象。從軋機控制系統(tǒng)中可以直接獲取“零漂”、“反饋信號曲線”、“給定信號曲線”等特征信號。

4.2 建立伺服閥異常狀態(tài)參數(shù)的控制標準

通過反復實踐，摸索歸納出伺服閥運行時“零漂”、“給定信號曲線”、“反饋信號曲線”三項指標的變化規(guī)律，從而確定伺服閥參數(shù)的控制標準。

零漂控制標準的確定：伺服閥出廠說明書要求伺服閥零漂控制在2%以內(nèi)，但經(jīng)實踐摸索總結(jié)，當伺服閥零漂在10%以內(nèi)，AGC控制系統(tǒng)能夠進行自動補償，不會影響軋機控制精度。

因此，設定伺服閥正常偏差的標準為：零漂≤10%、偏差P≤20%，確定伺服閥劣化的標準為：靜態(tài)參數(shù)“零漂“超過10%；動態(tài)參數(shù)P超過20%且持續(xù)時間超過20ms為異常，且在2h時間周期內(nèi)，異?，F(xiàn)象累計出現(xiàn)達10次及以上。

伺服閥出現(xiàn)以上兩種情況的任何一種，都意味伺服閥性能狀況劣化，已處于故障初期，必須要下線修復，這也是伺服閥劣化的參數(shù)標準，若繼續(xù)使用會導致伺服閥不受控，易軋制出厚度超差的鋼板，產(chǎn)生廢品。

4.3 設計程序自動報警提示

精軋機自動控制系統(tǒng)帶有一套PDA系統(tǒng)，可以按設定要求在線記錄精軋機運行過程中的各種技術(shù)數(shù)據(jù)，包括伺服閥零漂、給定信號和反饋信號運行參數(shù)。通過設計報警提示程序，對伺服閥進行狀態(tài)評估、判斷，超過給定標準值，及時報警提示，當班操作人員就能快速切換伺服閥。

結(jié)語

根據(jù)伺服閥狀態(tài)監(jiān)測方案，對伺服閥的狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)控，實時捕捉其異常狀態(tài)并及時報警提示，指導操作人員快速切換伺服閥，有效防止了廢品的產(chǎn)生。自2012年3月開始試用伺服閥狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，通過邊試用邊完善，現(xiàn)在能夠及時掌握伺服閥運行狀態(tài)，將伺服閥故障控制在萌芽階段，從而減少因為伺服閥而導致的浪費，據(jù)有效數(shù)據(jù)統(tǒng)計，減少伺服閥故障每年可減少1000多噸廢品，大大提高了成材率，降低因為伺服閥而導致的出現(xiàn)廢品情況，為企業(yè)提高經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]魏立華.軋機AGC系統(tǒng)伺服閥在線監(jiān)測診斷技術(shù)[J].武鋼技術(shù)，2013，51 （06）：15-17.

中圖分類號：TG333

文獻標識碼：A