鄒劍

關(guān)鍵詞：ABB板形儀測(cè)量原理 組成 通訊 控制 應(yīng)用

1 ?引言

在自動(dòng)化程度較高的軋鋼生產(chǎn)過(guò)程中，隨著冷軋帶鋼對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷地增長(zhǎng)，帶鋼平直度也越來(lái)越受到重視。帶鋼平直度（即板形）不僅是產(chǎn)品質(zhì)量特性最重要的指標(biāo)之一，對(duì)冷軋操作本身也具有特殊意義。因此板形控制成為板帶軋制領(lǐng)域的核心關(guān)鍵技術(shù)，它直接影響到帶鋼的質(zhì)量。對(duì)板形進(jìn)行準(zhǔn)確地測(cè)量和有效的控制，可以更加充分地發(fā)揮設(shè)備能力，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足用戶對(duì)冷軋帶鋼產(chǎn)品的高要求。唐山國(guó)豐第一冷軋鍍鋅技術(shù)有限公司1450mm酸連軋生產(chǎn)線采用的是瑞典ABB公司提供的板形儀控制系統(tǒng)，該套板形儀在板形控制方面有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)是畫面操作簡(jiǎn)單、信號(hào)采集保真率高、實(shí)時(shí)測(cè)量精度高、設(shè)備故障率低、使用壽命長(zhǎng)、適應(yīng)長(zhǎng)期在惡劣環(huán)境中運(yùn)行等等，這樣可以保障軋鋼生產(chǎn)順利平穩(wěn)地進(jìn)行。本文主要介紹ABB板形儀的工作原理以及在1450mm冷軋機(jī)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2 ?測(cè)量原理及特點(diǎn)

ABB板形測(cè)量系統(tǒng)采用的是基于磁致彈性效應(yīng)的壓磁式傳感器技術(shù)，傳感器由硅鋼片、初級(jí)線圈和次級(jí)線圈組成，4列傳感器沿測(cè)量輥輥身方向并列排放，當(dāng)帶鋼建張與板形儀測(cè)量輥形成包角使傳感器承受負(fù)載時(shí)，初級(jí)線圈與次級(jí)線圈產(chǎn)生磁耦合，次級(jí)線圈輸出電壓信號(hào)，其數(shù)值與負(fù)載的大小成線性關(guān)系，測(cè)量輥每旋轉(zhuǎn)一周就能實(shí)時(shí)輸出4次測(cè)量值，其特點(diǎn)是高精度、高穩(wěn)定性并且適用于苛刻的測(cè)量環(huán)境。

3 ?設(shè)備組成

一套完整的設(shè)備是由測(cè)量輥和板形控制系統(tǒng)組成。測(cè)量輥包括25個(gè)測(cè)量區(qū)，總共有100個(gè)傳感器;里面包括STU信號(hào)傳輸單元，用于信號(hào)傳輸;外面包括空氣加濕單元，用于對(duì)碳粉進(jìn)行加濕處理;附件包含一套標(biāo)定裝置，用于對(duì)每個(gè)區(qū)域的測(cè)量傳感器進(jìn)行標(biāo)定使用。板形控制系統(tǒng)主要是對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，最后將計(jì)算的結(jié)果送入到自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的控制輸出調(diào)整。

4 ?通訊方式

在ABB板形儀中是通過(guò)TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊的，其中包括TCP、UDP、IP和ARP，采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)插接編程接口進(jìn)行訪問(wèn)。在物理標(biāo)準(zhǔn)上，鏈路有標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.3（以太網(wǎng)）多站式總線組成，帶CSMA/CD媒體通路。全部數(shù)據(jù)都按照整數(shù)長(zhǎng)度傳送，傳輸速度可以達(dá)到10-100Mbit/s。

5 ?控制手段

1）工作輥彎輥控制主要處理對(duì)稱的平直度誤差，它是通過(guò)調(diào)節(jié)工作輥的正負(fù)彎輥來(lái)改變工作輥彎曲度從而消除帶鋼中間浪和雙邊浪的缺陷。

2）中間輥彎輥控制主要校正中間浪以及和工作輥彎輥配合消除四分之一浪，它是通過(guò)調(diào)節(jié)中間輥的竄輥量來(lái)消除帶鋼的中間浪和雙肋浪缺陷。

3）傾斜控制主要處理非對(duì)稱的不平直度誤差，它是通過(guò)調(diào)整壓下的單側(cè)擺動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)帶鋼單邊的壓下量，從而達(dá)到消除帶鋼單邊浪的目的。

4）分段冷卻控制主要是消除板形局部不平直度誤差，它是由計(jì)算機(jī)按照程序設(shè)定的采樣周期來(lái)取用剩余偏差，從而確定與之對(duì)應(yīng)的冷卻噴嘴的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)調(diào)整板形。

6 ? ABB板形儀在冷軋機(jī)中的應(yīng)用

6.1 系統(tǒng)概述

唐山國(guó)豐第一冷軋鍍鋅技術(shù)有限公司1450mm冷軋機(jī)使用的ABB板形儀，安裝于軋機(jī)的F5機(jī)架后。板形儀主要用來(lái)測(cè)量帶鋼的平直度，實(shí)現(xiàn)高精度的板形控制，從而使生產(chǎn)線上帶鋼滿足生產(chǎn)和工藝的相關(guān)要求，確保軋機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量合格。

6.2 功能簡(jiǎn)述

1）人機(jī)界面操作：ABB板形控制系統(tǒng)具有良好的人機(jī)操作畫面，此畫面可以準(zhǔn)確、直觀地反映出實(shí)際板形的情況，軋制的相關(guān)參數(shù)以及控制功能選項(xiàng)都在畫面上有所顯示，畫面的操作方法簡(jiǎn)單并且直觀清楚，操作人員可以按照要求進(jìn)行相應(yīng)的操作。

2）基礎(chǔ)測(cè)量工具：在工程師站里面有基礎(chǔ)測(cè)量工具，它的功能可以說(shuō)是非常強(qiáng)大的，既包含了過(guò)程數(shù)據(jù)狀態(tài)顯示也包含了系統(tǒng)基本維護(hù)操作。在基礎(chǔ)測(cè)量工具里面可以查看傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)的反饋情況，可以切換系統(tǒng)的測(cè)量模式，可以查看輸入輸出信號(hào)狀態(tài)并且可以進(jìn)行基礎(chǔ)標(biāo)定操作以及進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的備份和存儲(chǔ)操作。有了基礎(chǔ)測(cè)量工具，從維護(hù)方面來(lái)看，板形儀的故障查詢以及狀態(tài)查看操作是相當(dāng)方便的。

3）目標(biāo)曲線設(shè)定：在板形閉環(huán)控制系統(tǒng)中，其中有一項(xiàng)很重要的工作就是制定板形目標(biāo)曲線，所謂的板形目標(biāo)曲線就是板形控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)帶鋼板形所要達(dá)到的目標(biāo)。板形控制系統(tǒng)一般會(huì)只是給出幾條相對(duì)典型的目標(biāo)曲線，這些目標(biāo)曲線不一定適用于實(shí)際的生產(chǎn)要求。我們必須結(jié)合實(shí)際情況現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)來(lái)料質(zhì)量狀況、軋制工藝條件、軋制規(guī)格等進(jìn)行大量的有針對(duì)性的生產(chǎn)試驗(yàn)，不斷修改、不斷優(yōu)化目標(biāo)曲線，最終確定出一系列符合現(xiàn)場(chǎng)要求并且適用于不同材質(zhì)、不同軋制規(guī)格和工藝要求的板形目標(biāo)曲線。

4）目標(biāo)補(bǔ)償功能：在帶鋼實(shí)際的軋制過(guò)程中，各種數(shù)據(jù)量都是實(shí)時(shí)變化的，有些變化板形輥是無(wú)法檢測(cè)到的，例如溫度、軋輥凸度以及邊部覆蓋等各種因素。 目標(biāo)補(bǔ)償?shù)哪康木褪窃谲堉七^(guò)程中通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)整消除上述因素對(duì)于板形的影響，以達(dá)到我們所期望的板形。

7 ? 結(jié)束語(yǔ)

ABB公司是在1976年全球第一家實(shí)現(xiàn)板形閉環(huán)控制的，在板形控制領(lǐng)域有著獨(dú)特的技術(shù)專利和訣竅。精確快速的測(cè)量及獨(dú)特的控制手段可以保證ABB板形控制系統(tǒng)從軋制速度0.5米/分鐘以上就能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，這可以極大地減少料頭及料尾的廢料的浪費(fèi)，顯著地提高產(chǎn)品成材率。唐山國(guó)豐第一冷軋鍍鋅技術(shù)有限公司1450mm冷軋機(jī)使用的就是ABB板形儀測(cè)量系統(tǒng)，自2009年投產(chǎn)以來(lái)，它在實(shí)際生產(chǎn)中表現(xiàn)出了測(cè)量精度髙、穩(wěn)定性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，軋出的板材平直度好、成材率高，既滿足了生產(chǎn)和工藝的實(shí)際需要，又保證了帶鋼產(chǎn)品的質(zhì)量要求，同時(shí)也獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

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