六輥軋機(jī)無鋼自動(dòng)校輥過程控制的故障分析

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六輥HC連軋機(jī)的無鋼自動(dòng)校輥功能是保障軋制精度、提高成材率不可或缺的功能，在自動(dòng)校輥過程中液壓缸、伺服閥、壓力傳感器、壓下位移傳感器、軋機(jī)上下輥總成及斜楔構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，保障了無鋼自動(dòng)校輥的正常進(jìn)行。

　　1.校輥過程描述

　　下面我們首先介紹一下六輥軋機(jī)的無鋼自動(dòng)校輥過程與控制：

　　1.1 到達(dá)減速位置。換輥工作完成之后，液壓缸開始投入，當(dāng)液壓缸到達(dá)設(shè)定位置時(shí)，選擇自動(dòng)校輥并啟動(dòng)，這時(shí)機(jī)架校準(zhǔn)開始進(jìn)入自動(dòng)模式。50毫秒后，程序響應(yīng)第一步運(yùn)行，液壓缸下壓到達(dá)減速位置時(shí)第一步完成。若第一步開始運(yùn)行后40秒內(nèi)動(dòng)作仍未完成，計(jì)時(shí)器認(rèn)為超時(shí)，液壓缸自動(dòng)上抬。

　　1.2 到達(dá)接觸位置。當(dāng)液壓缸到達(dá)減速位置后，操作側(cè)與傳動(dòng)側(cè)伺服閥同步使能給定，液壓缸壓力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整并繼續(xù)下壓，使軋輥接觸。在傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)的壓力都達(dá)到125噸以上時(shí)，程序上認(rèn)為接觸位置到達(dá)，延時(shí)100毫秒達(dá)到接觸位置步驟完成。

　　1.3 開始轉(zhuǎn)輥，乳化液系統(tǒng)啟動(dòng)。達(dá)到接觸位置后，程序自動(dòng)生成工作輥轉(zhuǎn)動(dòng)請(qǐng)求命令，該機(jī)架電機(jī)電樞接觸器吸合，電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)使工作輥以校輥速度運(yùn)行，同時(shí)該機(jī)架乳化液閥門自動(dòng)打開對(duì)軋輥冷卻和潤(rùn)滑，以減小工作輥之間的摩擦和帶走部分因摩擦而產(chǎn)生的熱量，降低內(nèi)應(yīng)力及塑性變形。

　　1.4 到達(dá)校輥壓力。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)液壓缸同步徐徐下壓，當(dāng)軋制力之和到達(dá)設(shè)定的校輥壓力時(shí)（3#線設(shè)定的校輥力是800噸），延時(shí)30毫秒程序響應(yīng)步驟完成。在此步驟中，必須保證傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)液壓缸壓力都要在400噸以上，并且每側(cè)偏差不超過15噸，否則步驟不能完成。

　　1.5 校準(zhǔn)零輥縫。在軋制力滿足要求以后，程序?qū)λ髂岽懦叩膲毫鞲衅鞣答伒臄?shù)值對(duì)輥縫進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)測(cè)得平均壓力值滿足條件時(shí)零輥縫校準(zhǔn)完成。在步驟中程序?qū)ι舷鹿ぷ鬏仭⑸舷轮屋?、上下中間輥輥徑進(jìn)行換算調(diào)整，根據(jù)校輥時(shí)軋輥的線速度計(jì)算出0.01秒內(nèi)軋制的實(shí)際長(zhǎng)度，根據(jù)索尼磁尺的反饋確認(rèn)零輥縫校準(zhǔn)完成。

　　1.6 校準(zhǔn)完成。零輥縫校準(zhǔn)完成后，中間輥抽動(dòng)到設(shè)定位值，液壓缸回縮至輥縫接觸位置，然后電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，乳化液閥門關(guān)閉，最后由于背壓作用，打開輥縫到等待位置，這時(shí)自動(dòng)無鋼校輥步驟完成。

　　2.校輥過程中的主要設(shè)備故障及處理方法

　　有時(shí)校輥不能正常進(jìn)行，常常是某一設(shè)備存在問題或操作不當(dāng)造成的，下面我們簡(jiǎn)單介紹幾種關(guān)鍵設(shè)備的調(diào)整與故障分析：

　　2.1 斜楔位置調(diào)整：斜楔的升降是由一個(gè)三位四通電磁閥控制的，電磁閥接通后液壓馬達(dá)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠一端裝有一個(gè)增量式編碼器。當(dāng)調(diào)整斜楔時(shí)，編碼器記錄下脈沖總數(shù)，根據(jù)脈沖數(shù)、每周的脈沖數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)和每轉(zhuǎn)動(dòng)一周對(duì)應(yīng)斜楔上升的高度，計(jì)算出斜楔上升的高度。此高度為編碼器反饋的高度。當(dāng)它小于15毫米時(shí)則程序認(rèn)為軋制線過低需要繼續(xù)升高斜楔。斜楔能夠最大活動(dòng)空間為-10毫米到96毫米之間。

　　2.2 伺服閥故障的判斷與調(diào)整：由于伺服閥的流量大小可隨時(shí)調(diào)節(jié)，精度高，可以隨時(shí)控制的優(yōu)點(diǎn)，在壓下、彎輥及抽動(dòng)控制中得到普遍應(yīng)用，當(dāng)有命令請(qǐng)求而液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)無反應(yīng)時(shí)，我們首先要檢查的時(shí)伺服閥。伺服閥插頭如圖1所示，共有7個(gè)針，A：24V，B：0V，C：24V，D：給定，E：給定，F(xiàn)：反饋，G：接地然后檢查油路是否完全開啟以及液壓站泵是否停止，檢查油路無誤后，檢查AB、BC是否有24V電壓，F(xiàn)反饋電流是否12mA，若反饋為零則丟失一組24V，如果保險(xiǎn)沒有燒壞，就在AMS里檢查輸出。排除電源故障后適當(dāng)?shù)膭?dòng)一下設(shè)備，看DE間是否有電流（+/-10mA）信號(hào)，若有給定則反饋點(diǎn)應(yīng)該有偏移。若有給定且各壓力都正常而閥無動(dòng)作，可能原因是閥芯卡死，看反饋點(diǎn)是否在“零位”。如果不在“零位”且偏差過大則請(qǐng)液壓工“調(diào)零”。如果閥芯在“零位”，正負(fù)給定都有而閥芯位置無變化，則表明閥卡死，應(yīng)該讓液壓工關(guān)閉控制油管道閥門而后開啟對(duì)閥沖洗，若仍無作用只得更換伺服閥。當(dāng)操作時(shí)D、E間無給定或者抖動(dòng)說明條件不滿足則應(yīng)檢查接線，各壓力或閥門開啟情況。

　　2.3 輥徑、輥?zhàn)很垯C(jī)對(duì)工作輥、中間輥、及支撐輥輥徑都有嚴(yán)格的尺寸要求，如果輥徑超出范圍則校輥肯定不能完成。如果輥徑較細(xì)或數(shù)值輸入錯(cuò)誤都會(huì)造成軋制線計(jì)算錯(cuò)誤，液壓缸投入不到位，達(dá)不到設(shè)定的軋制力，校輥時(shí)會(huì)超時(shí)快抬。當(dāng)輥?zhàn)黄ヅ鋾r(shí)液壓缸投入后一面接觸而另一面懸空，液壓缸單側(cè)受力偏壓造成軋制力偏差大而快抬。這時(shí)要在對(duì)應(yīng)的球面墊上加上合適的墊板保障液壓缸同步位移。

　　2.4 索尼磁尺：索尼磁尺是液壓缸的位移傳感器，它反映的是液壓缸的實(shí)際行程。磁尺活動(dòng)桿的頂端為永磁性金屬，它吸附在液壓缸頂端并隨液壓缸的升降而伸縮，反饋的數(shù)值信號(hào)到中央處理單元。當(dāng)液壓缸投入時(shí)壓力傳感器顯示正常時(shí)，若操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)索尼磁尺不同步或單側(cè)無數(shù)值變化，這時(shí)會(huì)報(bào)重故障；SONY 報(bào)警或位置偏差報(bào)警。有時(shí)磁尺的原始位置偏差會(huì)造成液壓缸不能投入，要對(duì)磁尺清零再進(jìn)行投入。若出現(xiàn)單側(cè)磁尺無數(shù)值變化，伺服閥保證沒有問題，可拆下磁尺手動(dòng)壓縮磁尺觀察其有無數(shù)值變化。如果沒有變化，應(yīng)檢查接線和磁尺磁頭是否脫落。如果情況不能解決應(yīng)更換索尼磁尺。

　　2.5 壓力傳感器：壓力傳感器是反饋油壓壓力的傳感器。液壓缸投入時(shí)若壓下或背壓壓力傳感器出現(xiàn)故障，有桿腔、無桿腔的壓力傳感器在HMI上會(huì)沒有顯示，或顯示值過大。一段時(shí)間過后會(huì)報(bào)壓力傳感器故障，液壓缸自動(dòng)快抬。這樣的情況一般在更換新的壓力傳感器后能夠得以解決。但有時(shí)會(huì)因?yàn)榍粌?nèi)無油壓導(dǎo)致壓力傳感器無顯示這樣的問題要找伺服閥的原因。在更換傳感器時(shí)要仔細(xì)檢查量程是4～20mA還是0～20mA.因?yàn)榛鶖?shù)不一樣，測(cè)量結(jié)果迥異。

　　3.結(jié)論

　　綜上所述，六輥軋機(jī)的無鋼自動(dòng)校輥過程是許多設(shè)備共同作用的結(jié)果，當(dāng)校輥不能進(jìn)行時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)分清問題的關(guān)鍵及癥結(jié)，按照其閉環(huán)控制的思路按部就班地進(jìn)行分析處理。