連軋機控制系統

發展歷史

早期的連軋機因軋制速度低，對產品質量要求也不高，用人工控制尚能生產。人們對產品質量和產量的要求日益提高，如軋制每卷重45噸的冷連軋薄帶鋼卷，要求厚度公差為±(5～50)微米,冷連軋機最高軋速達40米/秒以上，熱連軋年產量達 500萬噸以上，冷連軋年產達 100萬噸以上。這樣的任務再用人工控制已不可能完成。20世紀60年代後期，連軋機開始採用計算機控制，70年代以來發展較快。例如中國武漢鋼鐵公司70年代末投產的1700毫米帶鋼熱連軋機,500米長的軋制生產線全部採用計算機控制。

控制系統

控制功能主要包括軋件跟蹤、計算機操作指導和對軋制過程各種參數設定、連續檢測、控制和最優管理。下圖為五機架冷連軋機利用17台計算機組成集散控制系統，在主控制台的控制下，分為過程監控、操作監控和設備監控三級，包括各種自動檢測儀表、電子裝置、液壓裝置等組成的局部控制系統。按功能來分，整套軋機控制系統分為速度調節系統、壓下位置控制系統、軋制力調節系統、張力調節系統、厚度調節系統，以及自動制動系統、彎輥數字控制系統、板型控制系統、側導板自動控制系統、自動換輥系統、進出料自動控制系統等。從上卷、穿帶、軋制參數設定直到軋制厚度控制和數據記錄列印等已全部實現自動化。

速度調節系統

五機架冷連軋機自動控制系統速度調節系統用於控制連軋機的速度。所有機架都按軋制規範所規定的速度同步運行，協調升速或降速，以避免堆料和斷帶。為了保證前後各架軋出的鋼帶流量相同，要求轉速調節系統的調節精度很高。它通常由模擬和數字雙重調節系統組成，模擬系統保證調節回響的快速性，而數字系統則保證調節的精確性，一般調節精度可達千分之一左右。設定值按規定曲線變化，以防止速度突變引起軋機的損壞和斷帶。為了保證軋機有寬廣的調速範圍和快速的回響性能，總功率達數萬千瓦的整套連軋機的主傳動電機都採用可控矽裝置供電，調速系統的回響頻寬為3～5赫。

壓下位置控制系統

用以快速準確地調節軋機輥縫的開口度。現代大型軋機的軋輥機構重達幾十噸，為了適應高速軋制的快速回響需要，一般採用液壓伺服調節系統。它由微型計算機或電子調節線路、電液伺服閥、能產生上千噸壓力的大型液壓缸、精密位移感測器等組成，其位置調節解析度機達1～2微米，回響頻寬一般為8～12赫。

軋制力調節系統

主要用以補償軋輥偏心所造成的軋制力波動。由測壓頭或油壓測量感測器測出軋制力值，再將其變換為電信號，輸入微型機或電子調節線路去調節液壓壓下位置，使壓下系統能跟隨軋輥的偏心運動而實現軋制力的補償調節，減少由於軋制力波動所造成的周期性厚度偏差。軋制力調節系統的設定值一般由張力或厚度調節系統給定。

張力調節系統

用於調節各軋機間帶鋼的張力並使其保持穩定。冷軋機處於大張力軋制狀態時，各架軋機間的帶鋼張力可達10噸以上。過大的張力波動會造成斷帶或疊軋等事故。一般用張力計輥直接檢測機架間的帶鋼張力，由電子計算機通過調節後一機架的液壓壓下位置或者前一機架的速度來達到調節張力的目的。如果機架間張力低於工藝控制數學模型所選定的最佳張力給定值，則可以增大後一架軋機的輥縫開口度，使軋出帶鋼的體積流量增大，由此產生的帶鋼彈性張力積分效應便使機架間帶鋼張力隨之升高達到給定值。