淺談軋機工作輥彎輥系統(tǒng)控制原理

葛鵬

摘要：本文主要是對工作輥彎輥系統(tǒng)的組成、機械結構、電氣控制原理以及彎輥的計算和對軋機軋制力的影響，如何參與到帶鋼板型控制中，在軋機軋制過程中所起作用的簡要概述。

關鍵詞：工作輥彎輥；控制原理；彎輥力計算

1 前言

軋機控制板型的重要手段之一是工作輥彎輥系統(tǒng)，本文將簡單介紹軋機工作輥彎輥系統(tǒng)的電氣控制。以某冷軋廠采用德國SMS集團最新設計的連續(xù)酸洗五架串列式六輥軋機冷軋機組，電氣控制采用德國Siemens自動化公司S7-400以及SIMATICTDC控制器為例。

2 工作輥彎輥系統(tǒng)的作用

工作輥的平衡和正/負彎輥都是由4個彎輥液壓缸驅動，其功能主要有以下幾點。

（1）軋制過程中通過軋制力控制來平衡軋輥重量。

（2）確保軋輥間正的接觸（WR-IR-BUR）。

（3）軋制過程中通過變化的正負彎輥力來設定軋輥輥縫形狀，通過疊加的彎輥力預設和限制來進行軋制力控制。

（4）換輥操作過程中提升和降低工作輥。

3 工作輥彎輥系統(tǒng)的結構

工作輥彎輥都是通過壓力控制實現(xiàn)的，如圖1所示。四個彎輥液壓缸都是由一個伺服閥控制的。操作側和驅動側的壓力傳感器測量的是4個彎輥液壓缸活塞側和桿側的實際壓力。測量值都作為壓力控制器的反饋值參與控制，以補償軋制力的計算值。

4 工作輥彎輥系統(tǒng)控制方式

工作輥的平衡，正、負彎輥以及工作輥的提升都是通過控制壓力差來實現(xiàn)的（如驅動側和操作側彎輥缸的塞側和桿側的壓力）。四條液壓缸都是通過伺服閥進行控制，液壓缸的活塞側和桿側都裝有單向閥。塞側和桿側分別裝有壓力傳感器，兩側壓力檢測對在驅動側和操作側計算彎輥系統(tǒng)的作用力是有影響的。驅動側和操作側的平均值作為實際彎輥壓力值。

壓力控制器是通過互相比較實際壓力值和目標設定值來進行控制的。通過實際計算彎輥力與目標設定值之間的差值送到控制器，控制器通過調節(jié)伺服閥開度來使實際彎輥力跟隨設定值。壓力控制器不斷變化與HGC變化是相似的。但對厚度是沒有影響的。下降動作是通過給伺服閥一個固定開度讓液壓油從彎輥缸回流到系統(tǒng)來實現(xiàn)的。下降的速度取決于伺服閥的開度、平衡液壓缸的活塞側和桿側的壓力和機械負荷。

軋制過程中，正負彎輥的控制對生產(chǎn)要求都有影響，每個正負設定值都有一個最小的限制值以保證軋輥在軋制過程中不會打滑。彎輥力的限制取決于軋制力的大小、軋機的狀況（開/關輥縫）和操作模式（加速、減速、快停、急停）。限制的最大值是平衡的所有軋輥的重力總和，還包括一個額外的彎輥力值，這是為了在加速過程中軋輥間要求安全摩擦。當輥縫無負荷時為了轉動軋輥，彎輥系統(tǒng)將設定一固定的平衡值。

板形控制功能中，HGC系統(tǒng)給彎輥系統(tǒng)一個額外的設定分量。板型控制是用于前饋式的修正軋輥輥縫形狀，以補償下一道次板形偏差。軋制力的任何變化都可能引起軋輥咬入板形的變化。軋制力變化的情況下為了保持板形平穩(wěn)有必要同時改變彎輥值以確保在軋輥咬入時沒有板形問題。通過曲線控制（原始設定和操作中改進的），要想得到合適軋制力需要適當?shù)馗淖儚澼佋O定值的附加值，此外還有HGC系統(tǒng)的傾斜控制、CVC竄輥系統(tǒng)、中間輥彎輥系統(tǒng)和多區(qū)冷卻系統(tǒng)。使用工作輥彎輥系統(tǒng)可以達到最優(yōu)的輥縫調整，所有這些調節(jié)器聯(lián)合在一起進行板形平直度控制。