儀表控制系統(tǒng)在熱軋帶鋼中的實踐與應(yīng)用

李洪哲

（山信軟件股份有限公司萊蕪自動化分公司銀軋運維事業(yè)部，萊蕪 271104）

本文簡要分析了測量原理，介紹了凸度儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，總結(jié)了常規(guī)維修的典型故障及維修要點。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，在反饋控制和提高控制系統(tǒng)質(zhì)量方面起著關(guān)鍵作用。

1 引言

隨著計算機硬件技術(shù)的飛速發(fā)展，鋼鐵企業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計是由于生產(chǎn)過程中不間斷的壓力。本著穩(wěn)定安全的原則，長期采用系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境，設(shè)計周期長，操作人員和維修人員應(yīng)長期培訓(xùn)。近年來，控制系統(tǒng)發(fā)生了很多變化，但受外部系統(tǒng)環(huán)境和內(nèi)部原創(chuàng)設(shè)計思想的限制，系統(tǒng)在軟件移植性、效率、個性化服務(wù)等方面需要改進。

2 測量原理

凸度是橫向厚度差，凸度可以通過測量特定點的厚度來計算。X射線穿透物質(zhì)的衰減規(guī)律是X射線厚度測量的理論基礎(chǔ)。X射線穿透衰減規(guī)律是X射線厚度測量的理論基礎(chǔ)。光電傳感器將光強變化改變?yōu)橐子跈z測、處理和傳輸?shù)碾娏孔兓?。?dāng)X射線投射到檢測到的物體上時，部分輻射被檢測到的物質(zhì)吸收，而其他射線穿過檢測的物質(zhì)。射線穿過被測材料的強度與被測材料的厚度和密度有關(guān)。如果已知被測物體的密度，則可以根據(jù)測得的射線強度計算被測材料的厚度。X射線厚度測量是基于這一原理的進行的。

3 儀表控制系統(tǒng)在熱軋帶鋼中的應(yīng)用

3.1 凸度閉環(huán)反饋控制

萊鋼1500mm帶鋼生產(chǎn)線精軋機組采用六機架四輥軋機，提高板帶軋機板形質(zhì)量的一個重要途徑是采用新的板形控制技術(shù)。測量數(shù)據(jù)發(fā)送到精軋的TDC控制系統(tǒng)。與兩階段系統(tǒng)的設(shè)定數(shù)據(jù)相比，建立了軋制線雙系統(tǒng)的形狀控制模型，并計算了板形控制中各框架的設(shè)定值、彎曲輥和竄輥。形狀自動閉環(huán)控制系統(tǒng)分為過程控制級的軋輥設(shè)定和彎曲力設(shè)定，在基本自動機中稱為形狀設(shè)定控制、彎曲力前饋控制和彎曲力反饋控制功能。

竄輥設(shè)定功能主要通過設(shè)置F1-F6工作輥的位置來實現(xiàn)。對于不同的工作輥配置，換輥的目的也不同。根據(jù)機組的軋制規(guī)程，選擇適合于該機組的工作輥竄流策略，包括軋輥的工作方式、軋輥的步進長度、軋輥的行程和軋輥的頻率、軋輥的卷卷或軋輥位置在F1-F6FR中的位置。在進入帶鋼之前計算工作輥，并將設(shè)定值達到L1水平。

彎輥力設(shè)定功能是根據(jù)軋制壓力和工作輥的形狀和支承輥形狀（包括初始輥形、磨損輥形狀和熱輥形狀）設(shè)定的工作輥的彎曲力的設(shè)定計算。F1-F6機架的其目的是通過 彎輥手段保證帶鋼凸度目標(biāo)值和精軋機下游各機架比例凸度，從而也保證帶鋼平坦度目標(biāo)值，考慮到可變接觸支承輥和線性凸度工作輥的形狀控制特性，將彎曲輥設(shè)置在與設(shè)定對象相同的軋制單元中的某一鋼件上。根據(jù)鋼的工作狀態(tài)，計算出F1-F6機架的彎曲輥力大小，以滿足扁平帶并達到目標(biāo)凸度，并將設(shè)定值達到L1水平。同時，彎曲力的設(shè)定值也作為L1彎曲力的前饋控制和反饋控制的參考值。

竄輥設(shè)定功能是根據(jù)各機架軋制壓力的變化對F1-F6工作輥彎曲力的前饋控制。目的是保證帶鋼凸度的客觀值和軋制過程中帶鋼的目標(biāo)值。在實際軋制過程中，帶鋼的軋制條件（自始至終）、軋制條件（溫度、精整材料的厚度等）不斷變化，各機架的軋制壓力波動。為了消除波動對形狀的影響，F(xiàn)2-F6工作輥的彎曲力應(yīng)根據(jù)各機架的軋制壓力進行調(diào)整。彎輥力反饋的功能是對F1-F6的一個機架或幾個機架輥彎力的測量偏轉(zhuǎn)信號的反饋控制。

3.2 在1500mm熱軋帶鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，研制出一種高精度的凸度儀，具有多點測厚和快速實時數(shù)據(jù)處理的特點。借助于自動凸度控制系統(tǒng)，可以大大提高板形控制能力。在實際測量中，測量值由計算機自動校正，通過計算機對測量信號進行處理，進行了合金補償、溫度補償和角度補償，最后，計算出帶材寬度的實時厚度，并通過數(shù)值分析得出連續(xù)斷面厚度曲線。同時，將結(jié)果傳遞給凸度儀，在自動控制系統(tǒng)的計算機中應(yīng)用了凸度控制。

3.3 典型故障處理與日常維護

消除凸度計的故障是很困難的。一旦發(fā)生故障，高壓發(fā)生器、X射線控制單元、射線管和高壓電纜的現(xiàn)有故障逐漸消除。典型的故障主要集中在X射線控制單元的故障。常見故障是低電壓設(shè)定值和低斬波電壓設(shè)定值。高電壓設(shè)定值較低，即，射線控制單元將以較低的電壓值啟動。引起故障的可能因素包括控制單元中的保險故障；主接觸器沒有吸合，當(dāng)控制單元的開關(guān)閉合時，應(yīng)聽到接觸器的聲音；開關(guān)關(guān)閉，模版ANS1故障和輸出級電流轉(zhuǎn)換器沒有工作，并嘗試更換模式。斬波器電壓設(shè)定值較低，也就是說，射線控制單元將以較低的電壓值啟動。引起故障的可能因素有：控制單元中的F1故障；主接觸器不出聲，當(dāng)控制單元的開關(guān)閉合時，應(yīng)聽到接觸器的聲音；檢查當(dāng)前監(jiān)測功能的ReG2模板是否損壞或嘗試替換模板。

4 結(jié)束語

儀表控制系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性對提高形狀質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。因此，對大型儀器的研究有利于系統(tǒng)的維護，能快速處理相關(guān)故障，保證儀器控制系統(tǒng)的可靠性。隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，鋼鐵企業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機遇。在鋼鐵工業(yè)的發(fā)展中，采用儀表控制系統(tǒng)來提高鋼板的質(zhì)量已成為鋼鐵企業(yè)的必然選擇。