熱軋廠2032生產(chǎn)線精軋液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化

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一、前言

液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的多變量系統(tǒng)，各種變量和帶鋼軋制厚度控制精度存在著直接或間接的關(guān)系。各變量的瞬時(shí)變化轉(zhuǎn)換成伺服液壓輸入信號(hào)的瞬時(shí)變化，以控制軋機(jī)輥縫。在此液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)起到一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)軋機(jī)輥縫，保證帶鋼軋制厚度精度的作用。

二、液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)工作原理

AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)是根據(jù)軋機(jī)軋件耦合系統(tǒng)和AGC算法通過(guò)APC液壓系統(tǒng)自動(dòng)控制AGC缸壓下位置已達(dá)到帶鋼厚度的目的。APC是伺服液壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)AGC液壓缸的位置閉環(huán)，它是整個(gè)AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。各變量通過(guò)AGC算法實(shí)現(xiàn)APC控制的信號(hào)輸入，再通過(guò)APC算法控制AGC液壓缸位置。液壓AGC自動(dòng)厚度控制是APC位置內(nèi)環(huán)，AGC厚度外環(huán)。

參數(shù)要求：

壓下速度：≥4mm/s

定位精度：可達(dá)±2 2μm

系統(tǒng)頻寬：不小于12Hz(-3db)

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間：小于45ms(50μm階躍，1500T壓力)

系統(tǒng)有效工作率：98%

三、2032生產(chǎn)線精軋液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)問(wèn)題提出與分析

近年來(lái)該條熱軋生產(chǎn)線在精軋AGC伺服液壓系統(tǒng)中伺服閥備件使用量居高不下，故障偏多經(jīng)常出現(xiàn)封不了油柱現(xiàn)象，且多體現(xiàn)在F5和F6末機(jī)架AGC系統(tǒng)上。故對(duì)針對(duì)該情況對(duì)運(yùn)行的AGC伺服液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析。

該系統(tǒng)存在三大缺陷：1)兩個(gè)伺服閥有兩條油路并聯(lián)在壓力油和AGC液壓缸之間，并無(wú)液壓鎖隔絕孤立其中一個(gè)伺服閥。在生產(chǎn)過(guò)程中使用其中一個(gè)伺服閥控制AGC液壓缸時(shí)，若是另一個(gè)不工作的伺服閥有故障或存在較大零偏泄露量增大，無(wú)桿腔壓力油會(huì)回竄到回油管。此時(shí)會(huì)影響甚至破壞APC控制性能。2)此外在軋制過(guò)程中由于沒(méi)有設(shè)置液壓鎖功能，使得程序的AGC鎖定功能無(wú)法投入試用。由于液壓原理上的限制，本來(lái)一備一用的兩個(gè)伺服閥，起不到備用的作用且增加故障隱患點(diǎn)。3)該原理還會(huì)造成伺服閥備件使用量增多的情況。兩并聯(lián)的伺服閥若沒(méi)有做獨(dú)立措施的情況，必須要求兩伺服閥零偏在±0.1m A之內(nèi)(正常情況下伺服閥零偏在±0.3之內(nèi)均屬于正常范圍)。這使得當(dāng)伺服閥性能下降但未達(dá)到判廢的條件時(shí)。該閥用于液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)控制性能下降問(wèn)題，不能繼續(xù)使用該閥，增加伺服閥備件成本。

從結(jié)構(gòu)上分析造成AGC伺服系統(tǒng)故障偏多的原因有二：1)該系統(tǒng)所用的電磁溢流閥為力士樂(lè)品牌的插裝式電磁溢流閥。該閥結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜。其結(jié)構(gòu)形式對(duì)外表現(xiàn)為該閥對(duì)液壓系統(tǒng)油液清潔度及其敏感，由液中存在的氣體或雜質(zhì)在通過(guò)阻尼孔時(shí)導(dǎo)致該閥功能喪失。出現(xiàn)封不起油柱或泄不了荷的故障。2)F5、F6機(jī)架處于整個(gè)系統(tǒng)管路的末端處，彎頭較多?；赜脱h(huán)能力相對(duì)較弱，氣泡和雜質(zhì)容易在此堆積。對(duì)外表現(xiàn)為末端機(jī)架AGC的故障率高于前端機(jī)架。

四、問(wèn)題的解決

通過(guò)以上分析出液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)主要問(wèn)題出現(xiàn)在APC伺服液壓系統(tǒng)的硬件部位。該部位有兩大關(guān)鍵問(wèn)題影響液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)的性能：1)兩個(gè)伺服閥的相互影響導(dǎo)致整體控制性能下降。2)插裝式電磁溢流閥抗污特性，導(dǎo)致AGC液壓缸正常的封油和泄荷動(dòng)作故障頻發(fā)。

針對(duì)以上兩點(diǎn)關(guān)鍵問(wèn)題，采取重新對(duì)液壓系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。獨(dú)立兩并聯(lián)伺服閥，優(yōu)化APC控制性能，達(dá)到伺服閥一用一備的目的；增加液壓輥縫鎖定功能，在液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)起到鎖定軋制保護(hù)作用；重新對(duì)電磁溢流閥進(jìn)行選型，優(yōu)選抗污能力大的泄荷閥，解決封油和泄荷故障。下圖為重新設(shè)計(jì)AGC液壓原理：

重新設(shè)計(jì)后，新增四個(gè)30通徑液控鎖由兩個(gè)6通徑二位閥控制。解決上述的原理缺陷問(wèn)題。并對(duì)電磁泄荷閥進(jìn)行重新選型，在翻閱資料以及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用實(shí)際性最終選用力士樂(lè)型號(hào)DBW30AN5X/315板式電磁溢流閥替代原有的插裝式電磁溢流閥。該閥具有抗污能力強(qiáng)、更換方便的特點(diǎn)，目的以解決封油和泄荷故障問(wèn)題。

隨后在新閥臺(tái)設(shè)計(jì)加工完成后，對(duì)AGC伺服液壓系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造。改造完成后系統(tǒng)運(yùn)行至今正常，徹底解決1)兩個(gè)伺服閥的相互影響導(dǎo)致整體控制性能下降；2)插裝式電磁溢流閥抗污特性，導(dǎo)致AGC液壓缸正常的封油和泄荷動(dòng)作故障頻發(fā)兩大問(wèn)題。

五、結(jié)束語(yǔ)

熱軋廠2032生產(chǎn)線精軋液壓AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，主要針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題結(jié)合相關(guān)理論知識(shí)做出符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的改造。并且改造效果突出，大幅降低了其產(chǎn)生的故障時(shí)間和優(yōu)化AGC自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)的控制性能。