cpc对中系统的改进

cpc对中系统的改进

1cpc对中装置的运行缺陷在传输和运行过程中，带钢的始终控制在生产能力的中心，尤其是在运行过程中，cpc不断调整和控制中装置。双机架冷轧机生产中每卷带钢达几千米,且大部分时间在高速轧制,带钢被正确地控制在轧制线中心,否则会出现断带等重大事故。一套运行稳定良好的CPC对中装置,是带钢对中运行和对边整齐卷取的关键,能够保证机组高效生产和高品质的带钢轧制质量。济钢冷轧板厂对中装置自投用以来出现较多缺陷以及受其他硬件影响,不适应快速、高效的生产节奏,严重制约了生产。为此,济钢冷轧板厂结合实际应用进行优化,并取得了较好效果。2带钢边缘位置检测开卷机CPC带钢对中控制系统由检测单元、信号控制单元、液压伺服单元3部分组成。检测单元包括位置传感器、位置传感器定位装置、高频光源;液压伺服单元包括液压站、伺服阀、伺服油缸、位置传感器。检测单元安装在带钢上方钢结构支架上,两侧各配有1个位置传感(LS13/LS14),每个位置传感器包括1个测量接收器LS13和1个基准位置接收器LS14,两侧的LS13/LS14安装在同一滑道上,通过电机皮带传动,同步移入或移出,见图1。在带钢对中开始之前,带钢边缘位置由电机传动的传感器定位装置检测。LS13和LS14各自的高频光接收圆筒孔道与高频光源的同一发光点对中。当测量接收器LS13的孔道被钢带遮住一半,基准位置接收器LS14高频光接收孔道不受带钢位置的影响时,带钢对中在轧机中心线位置上。当带钢偏离中心位置时,通过光电检测梁LS13连续跟踪带钢边部位置变化,同时参考光电检测梁LS14连续检测光的亮度并对可能产生的变化进行补偿,对产生的对比信号量通过信号控制装置进行处理后,将调节量发送给伺服阀再控制液压缸并带动执行机构开卷机,再将调节后的大小再由开卷机上的位置传感器进行反馈,最终实现闭环控制,见图2。3传感器无移动部件冷轧板厂的CPC对中系统在带钢通过检测框架时与框架没有接触,同时对中传感器无移动部件,按设计完全属于无损耗和免维护。但在现场纠偏过程中,始终处于调整的模式下依然存在卷曲塔形,且随着时间的推移,测量纠偏能力呈直线下降趋势,不能将带钢对中,失去了对中装置的作用。3.1开卷机+钢卷的关系CPC带钢对中控制系统是轧机穿带防止跑偏的核心装置。控制系统的位置传感器定位装置的允许中心偏差为±8mm,在穿带过程中,开卷机在CPC系统伺服油缸作用下移动范围为±100mm。穿带跑偏严重时,带钢在夹送辊前瓢曲,控制系统的对中伺服油缸移动到满行程位,完全丧失调节作用。穿带过程中,当开卷机上方的钢卷压辊抬起时,开卷机上的钢卷外圈有松卷现象,其原因是夹送辊驱动电机电磁制动器转矩不足。带钢位置由CPC位置传感器(LS13/LS14)检测,当穿带开始带钢偏离中心位置时,LS13/LS14产生对比信号,CPC的控制装置将信号处理后,控制液压伺服系统带动开卷机移动。由于钢卷外圈松,开卷机在带动钢卷移动时,最外层带钢与钢卷没有足够的摩擦力而不能做相应移动。虽然开卷机已经移动到最初指令位置,但带钢被检测部分位置没有跟随移动到目标值,CPC位置传感器检测到的带钢仍然偏离中心位置,对中系统继续发出移动开卷机的指令,直到CPC系统的对中伺服油缸移动到满行程位,从而失去调节作用。3.2高交变压器的组成轧机CPC装置为光电感应式,为了排除自然光和工作环境中各种光的干扰,传感器使用高频变压器产生的高频光源。在实际应用中,这种高频变压器和灯源故障率较高,生成高频交变光是一个专门的高交变压器,与CPC的CPU、IO板和通讯板等控制系统一同安装在CPC的控制柜内。这套变压器发热量很大,CPC控制柜就安装在轧机入口处,所处环境温度高。在每年6~9月份,CPC控制柜内的温度达到五十几度,使测量元件的精度和寿命下降。高交变压器有专用控制板调节内部参考电位,控制板经常报警,只有经常调整参考电位值,才能保证CPC系统正常运行。另外,由于高频灯管在使用过程中随着时间的延长,灯管的整体表面光亮度强度不一,从而降低了测量精度。3.3测量精度的影响轧机高速运转产生振动,严重影响测量精度。另外位置传感器定位装置传动皮带的松紧度、高频光源上的灰尘以及测量和检测接收器的垂直度均会影响测量精度。4cpc对中系统的优化针对CPC对中系统的影响因素,结合实际情况对夹送辊、电磁制动器、灯源控制系统进行了优化。4.1新辊与新辊的选择原来的夹送辊表面布满凸起的麻点,主要与辊子的材质、硬度、粗糙度以及夹送的压力有关。选用材质为42CrMn,并调质处理、硬度不低于60HRC、粗糙度Ra≯3.2μm的新辊,以减轻夹送辊在使用过程中产生凸起麻点。同时,优化上夹送辊压下油缸的工作压力,液压系统压力由原设计140MPa调低到110MPa。在夹送辊运送带钢时,带钢受力均匀,带钢与夹送辊不发生相对侧滑。4.2整体调整电磁制动弹簧夹送辊驱动电机电磁制动器制动转矩不足,造成CPC带钢对中控制系统失去对中功能,重新调整电磁制动器内外制动弹簧的配置及分布,清洗制动摩擦片上的油污,装配时调整制动转矩,将制动间隙调整到0.2mm,使制动器开闭灵活可靠、制动转矩大小适中,保障了CPC对中调节。4.3直接电源系统为避免高频变压器和CPC的CPU、IO板及通讯板等在同一控制柜内,优化灯源。它不需要专门的高频变压器和辅助控制系统,而是直接用24V直流电作为电源。灯源自身带有1个控制板,可以产生高频光。这种高频光是一种1000Hz频波和矩形频波交叉光,在自然和一般设备上不能产生这种光。新灯源增加了特殊的控制技术,产生的高频光不受工作环境中的自然光、工频光和红外光等干扰,同时可使用普通常见的冷色调灯管。这样可以保证整体光源的亮度稳定,提高了测量精度,也节约成本。4.4松紧度的控制在轧机工作时因存在振动,严重影响到测量位置的控制精度。通过重新紧固框架螺栓,调整位置传感器定位装置传动皮带的松紧度等措施来控制因振动引起的问题,并定期擦拭落到高频光源上的灰尘。通过调节检测和参考接收器的垂直度,既调节补偿电阻又提高测量精度,定期对对中系统进行标定,即在没有带钢时,利用万用表测量检测梁和参考梁的补偿电压是否为10V/5V,再调节EVK2.11/EVK2.12上的R1~R4的电阻值进行补偿,见表1。5中控制系统回用通过对夹送辊、电磁制动器及灯源控制系统的优化,消除了夹送辊前带钢瓢曲现象和带钢穿带准备时钢卷外圈松卷问题。在整个穿带过程中,开卷机对中油缸窜动量由±100mm降到±20mm,CPC带钢对中控制系统灵活可靠,轧机穿带平稳顺畅。重新紧固框架螺栓,调整位置传感器定位装置和传动皮带的松紧度,减轻了传动过