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六輥軋機無鋼自動校輥過程控制的故障分析
摘要：無鋼自動校輥可以提高軋制精度，而常見故障的分析與處理能盡可能的提高作業率及產能，本文章以某冷軋廠1370mm五連軋為對象，著重介紹怎樣按部就班的分析與處理無鋼自動校輥過程中的常見故障。關鍵詞：液壓缸 索尼磁尺 壓力傳感器 伺服閥
0 引言
六輥HC連軋機的無鋼自動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、軋機上下輥總成及斜楔構成一個閉環系統，保障了無鋼自動校輥的正常進行。
1 校輥過程描述
下面我們首先介紹一下六輥軋機的無鋼自動校輥過程與控制：
1.1 到達減速位置。換輥工作完成之后，液壓缸開始投入，當液壓缸到達設定位置時，選擇自動校輥并啟動，這時機架校準開始進入自動模式。50毫秒后，程序響應第一步運行，液壓缸下壓到達減速位置時第一步完成。若第一步開始運行后40秒內動作仍未完成，計時器認為超時，液壓缸自動上抬。。
1.2 到達接觸位置。當液壓缸到達減速位置后，操作側與傳動側伺服閥同步使能給定，液壓缸壓力進行自動調整并繼續下壓，使軋輥接觸。在傳動側與操作側的壓力都達到125噸以上時，程序上認為接觸位置到達，延時100毫秒達到接觸位置步驟完成。
1.3 開始轉輥，乳化液系統啟動。達到接觸位置后，程序自動生成工作輥轉動請求命令，該機架電機電樞接觸器吸合，電機帶動減速機使工作輥以校輥速度運行，同時該機架乳化液閥門自動打開對軋輥冷卻和潤滑，以減小工作輥之間的摩擦和帶走部分因摩擦而產生的熱量，降低內應力及塑性變形。
1.4 到達校輥壓力。電機轉動后，傳動側和操作側液壓缸同步徐徐下壓，當軋制力之和到達設定的校輥壓力時（3#線設定的校輥力是800噸），延時30毫秒程序響應步驟完成。在此步驟中，必須保證傳動側和操作側液壓缸壓力都要在400噸以上，并且每側偏差不超過15噸，否則步驟不能完成。
1.5 校準零輥縫。在軋制力滿足要求以后，程序對索尼磁尺的壓力傳感器反饋的數值對輥縫進行調整。當測得平均壓力值滿足條件時零輥縫校準完成。在步驟中程序對上下工作輥、上下支撐輥、上下中間輥輥徑進行換算調整，根據校輥時軋輥的線速度出0.01秒內軋制的實際長度，根據索尼磁尺的反饋確認零輥縫校準完成。
1.6 校準完成。零輥縫校準完成后，中間輥抽動到設定位值，液壓缸回縮至輥縫接觸位置，然后電機停止運轉，乳化液閥門關閉，最后由于背壓作用，打開輥縫到等待位置，這時自動無鋼校輥步驟完成。
2 校輥過程中的主要設備故障及處理方法
有時校輥不能正常進行，常常是某一設備存在問題或操作不當造成的，下面我們簡單介紹幾種關鍵設備的調整與故障分析：
2.1 斜楔位置調整：斜楔的升降是由一個三位四通電磁閥控制的，電磁閥接通后液壓馬達帶動絲杠轉動，絲杠一端裝有一個增量式編碼器。當調整斜楔時，編碼器記錄下脈沖總數，根據脈沖數、每周的脈沖數、轉動的圈數和每轉動一周對應斜楔上升的高度，計算出斜楔上升的高度。此高度為編碼器反饋的高度。當它小于15毫米時則程序認為軋制線過低需要繼續升高斜楔。斜楔能夠最大活動空間為-10毫米到96毫米之間。
2.2 伺服閥故障的判斷與調整：由于伺服閥的流量大小可隨時調節，精度高，可以隨時控制的優點，在壓下、彎輥及抽動控制中得到普遍應用，當有命令請求而液壓執行機構無反應時，我們首先要檢查的時伺服閥。伺服閥插頭如圖1所示，共有7個針，A：24V，B：0V，C：24V，D：給定，E：給定，F：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反饋電流是否12mA，若反饋為零則丟失一組24V，如果保險沒有燒壞，就在AMS里檢查輸出。排除電源故障后適當的動一下設備，看DE間是否有電流（+/-10mA）信號，若有給定則反饋點應該有偏移。若有給定且各壓力都正常而閥無動作，可能原因是閥芯卡死，看反饋點是否在“零位”。如果不在“零位”且偏差過大則請液壓工“調零”。如果閥芯在“零位”，正負給定都有而閥芯位置無變化，則表明閥卡死，應該讓液壓工關閉控制油管道閥門而后開啟對閥沖洗，若仍無作用只得更換伺服閥。當操作時D、E間無給定或者抖動說明條件不滿足則應檢查接線，各壓力或閥門開啟情況。
2.3 輥徑、輥座：軋機對工作輥、中間輥、及支撐輥輥徑都有嚴格的尺寸要求，如果輥徑超出范圍則校輥肯定不能完成。如果輥徑較細或數值輸入錯誤都會造成軋制線錯誤，液壓缸投入不到位，達不到設定的軋制力，校輥時會超時快抬。當輥座不匹配時液壓缸投入后一面接觸而另一面懸空，液壓缸單側受力偏壓造成軋制力偏差大而快抬。這時要在對應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際行程。磁尺活動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，反饋的數值信號到中央處理單元。當液壓缸投入時壓力傳感器顯示正常時，若操作側和傳動側索尼磁尺不同步或單側無數值變化，這時會報重故障；SONY 報警或位置偏差報警。有時磁尺的原始位置偏差會造成液壓缸不能投入，要對磁尺清零再進行投入。若出現單側磁尺無數值變化，伺服閥保證沒有問題，可拆下磁尺手動壓縮磁尺觀察其有無數值變化。如果沒有變化，應檢查接線和磁尺磁頭是否脫落。如果情況不能解決應更換索尼磁尺。
2.5 壓力傳感器：壓力傳感器是反饋油壓壓力的傳感器。液壓缸投入時若壓下或背壓壓力傳感器出現故障，有桿腔、無桿腔的壓力傳感器在HMI上會沒有顯示，或顯示值過大。一段時間過后會報壓力傳感器故障，液壓缸自動快抬。這樣的情況一般在更換新的壓力傳感器后能夠得以解決。但有時會因為腔內無油壓導致壓力傳感器無顯示這樣的問題要找伺服閥的原因。在更換傳感器時要仔細檢查量程是4－20mA還是0-20mA。因為基數不一樣，測量結果迥異。
3 結論
綜上所述，六輥軋機的無鋼自動校輥過程是許多設備共同作用的結果，當校輥不能進行時，我們應當分清問題的關鍵及癥結，按照其閉環控制的思路按部就班地進行分析處理。
：
[1]賈民平，張洪亭.《測試技術》高等出版社[J].2008.3.
[2]高金源.《自動控制工程基礎》.中央廣播電視大學出版社[J].1997.10.
[3]張子蓮.《一級自動化功能描述》.中冶恒通鋼鐵工藝設計研究院[J].
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