英語翻譯--矯正扁軋制品現(xiàn)代化設(shè)備的自動(dòng)化 中文
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矯正扁軋制品現(xiàn)代化設(shè)備的自動(dòng)化 N. V. G. A. I. V. A. . L. 003年 8月 [1, 2, 3]在其 2800和 5000輾軋器上成功完成引進(jìn)新的線內(nèi)矯直機(jī)( 此機(jī)器的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn) 如下: 每臺(tái)機(jī)器配備液壓暫緩機(jī)制(以改善 機(jī)器調(diào)整的動(dòng)力 和準(zhǔn)確度 ,更加可靠地維持恒定差距 ) ; 每臺(tái)機(jī)器擁有借助液壓缸來單獨(dú)調(diào)整每個(gè)工作輥的機(jī)制( 這 就通過提供對一個(gè)曲率改變的控制 拓寬了 矯直的范圍 ) ; 每一工作輥由其自身的可調(diào)驅(qū)動(dòng)提供(以消除 軸與軸之間堅(jiān)硬的動(dòng)力約束 ) ; 輥的 以方便維修和降低輥更換費(fèi)用 ) ; 就是雙倍的輥間距離(這 就拓寬了 機(jī)器可提供的板厚范圍) 。 因此,新的矯直機(jī)是包括一個(gè)有由數(shù)字和模擬信號(hào)控制的大范圍液壓和電力驅(qū)動(dòng)組件構(gòu)成的先進(jìn)多功能系統(tǒng)機(jī)制。整個(gè)復(fù)雜的 要 功能 組,包括直接參與矯直運(yùn)作的機(jī)制 ( 阻跌機(jī)制,單獨(dú)調(diào)整輥的機(jī)制, 調(diào)整不同矯直過程的組件,從頂部輥到各支線的機(jī)制,主驅(qū)動(dòng)器 );輔助功能組,( 包括暗盒更換機(jī)制,軸鎖機(jī)制,輥冷卻系統(tǒng)設(shè)備 ) 。雖然 運(yùn)用現(xiàn)代化的液壓及電力驅(qū)動(dòng)使得在 以下是對最重要的板矯直機(jī)器機(jī)制的特點(diǎn)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的描述。同時(shí)討論下這些機(jī)制的運(yùn)作機(jī)制。 單片矯直機(jī)器功能的液壓阻跌機(jī)制( 要是以下兩個(gè)機(jī)制:調(diào)整機(jī)制;通過此機(jī)制維持特殊位置。每一機(jī)制對應(yīng)的控制系統(tǒng)和一定效率標(biāo)準(zhǔn)都需滿足一定要求。在調(diào)整機(jī)制中,液壓阻跌機(jī)制控制系統(tǒng) 必須完成以下職能: 與液壓缸同步運(yùn)動(dòng)并 保持偏差角度在規(guī)定范圍內(nèi); 為調(diào)整一個(gè)新板的尺寸而加速; 維持機(jī)制安置的高精度; 在維持機(jī)制的運(yùn)作時(shí)控制系統(tǒng)需滿足以下條件: 穩(wěn)固頂部暗盒與頂部支線輥 的高精度協(xié)調(diào); 減少當(dāng)設(shè)備發(fā)生偏差時(shí)將其返回至規(guī)定坐標(biāo)所需的時(shí)間(比如因矯直一塊板而用的力); 需要同步化。在 第三制板車間的板矯直機(jī)器運(yùn)作的經(jīng)驗(yàn)中顯示大多在調(diào)整機(jī)器中的問題因素都是應(yīng)用液壓缸時(shí)力量的不均勻造成的。 大量的運(yùn)作部分的不對稱分配是引起這一不均勻的原因(特別是軸配置重量的影響)。服務(wù)系統(tǒng) 閥的“電力零點(diǎn)”及其關(guān)聯(lián)的“液壓零點(diǎn)”也是一個(gè)作用因素。液壓缸的體積越小, 后者的 作用就越為顯著。因此,支線的頂部輥的 使零點(diǎn)漂移的最敏感的系統(tǒng)。 還有其他影響阻跌機(jī)制動(dòng)力,同時(shí)性與同步性的因素: 雖然偏差不大,但是由于不同配件的尺寸偏差使液壓缸上部件產(chǎn)生摩擦力 的不同 。 液壓供應(yīng)渠道的“彈跳”特性與慣性表征指數(shù)的不同(由于從服務(wù)閥引向液壓缸的管道長度不同產(chǎn)生)。 因此,由于 有配備汽缸同步運(yùn)作機(jī)制裝置, 發(fā)射相同規(guī)模信號(hào)至服務(wù)閥輸入端就不可避免產(chǎn)生不同的速度使機(jī)制造成嚴(yán)重?fù)p壞。 為減少和消失以上所提 因素造成的地影響,我們?yōu)樽璧鴻C(jī)制的電力同步化開發(fā)了算法。 暗盒頂部的 四個(gè)阻跌缸與四個(gè)平衡缸組成,這一設(shè)計(jì)可以確保機(jī)器的移動(dòng)調(diào)整被設(shè)定到矯直縫要求的尺寸(與板的厚度一致 ) 并且使矯直縫在存在或不存在外罩負(fù)載的情況下在受矯直力量作用時(shí)都能維持特別的精度 。 阻跌機(jī)制的汽缸系統(tǒng)是按照僅有一個(gè)內(nèi)腔被用作工作腔的方式設(shè)計(jì)的。而第二腔則與充電渠道相連。頂部暗盒在阻跌汽缸克服平衡壓力的時(shí)候下跌。暗盒的上升也只有平衡缸的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)。 這一安排消除了設(shè)備位置放置之間的縫隙。 而輥支線上的 由兩個(gè)氣壓缸構(gòu)成。當(dāng)輥將下跌 和將進(jìn)入桿腔將上升時(shí)高壓液體就涌進(jìn)活塞腔。 控制原理。 為控制阻跌機(jī)制的 液壓缸 提供 單獨(dú)的回路 (圖 1)。從服務(wù)閥輸入端發(fā)送的控制信號(hào)( 比例整數(shù)控制器( 形 成(為提高系統(tǒng)的靈敏度,我們選擇使用“ 0”部分重疊閥門)。從控制器(誤差信號(hào) 送至輸入端的信號(hào)則是由 位置控制點(diǎn)信號(hào)( 反饋信號(hào)( 差異形成的。而后者的信號(hào)接收于給定液壓缸的線更換儀器( G)。 部暗盒的測試儀建為平衡液壓缸( 經(jīng)過一定的系數(shù)允許,液壓缸以 其移動(dòng)可以被看作與缸桿更換回應(yīng)相同的方式進(jìn)行 安裝 。支線的 部控制器僅在在最終調(diào)整步驟與規(guī)定協(xié)調(diào)穩(wěn)定時(shí)才激活。當(dāng)更換超過某個(gè)一定的最低限度值時(shí), 制器的功能將被比例控制器( P)的轉(zhuǎn)換功能 W(s) = k 所代替。因此, t) = t). 當(dāng)更換的工作輥之間有明顯的差異時(shí),控制點(diǎn)與線更換儀器的反饋信號(hào)將達(dá)到一個(gè)足夠大的值,那么,控制服務(wù)閥運(yùn)作的輸出端信號(hào)將達(dá)到飽和區(qū)域。在這種情況下,只要 誤差超過 于飽和區(qū) (邊界值的時(shí)候,更 多的更換綠規(guī)則和缸的同步運(yùn)動(dòng)將不可能 。限制誤差 達(dá)到飽和的最大誤差 例上 所得值完全相反 k: k。 通過減小 以,這 一系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 是為了保持當(dāng)存在實(shí)質(zhì)更換時(shí)從飽和區(qū)所得控制信號(hào) ,使控制器輸入端不會(huì)送入需要的數(shù)值 (而是有相當(dāng)增加的數(shù)值 (?X)以滿足 k?X < 條件。 控制點(diǎn)通過 與缸運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)的最大落后的回應(yīng)增加而引起的缸的位置發(fā)生變化 使 ?控制點(diǎn)的調(diào)整將繼續(xù), 直到當(dāng)機(jī)制所需值與實(shí)際 位置小于 增加值的時(shí)候 ?X。 然后,控制器輸入端的值為 與所需調(diào)整值相等 這樣調(diào)整就完成了。運(yùn)用分步增加控制點(diǎn)的原理使缸的同步運(yùn)動(dòng)與對于幾乎任意理想重復(fù)因素的點(diǎn)高精度控制設(shè)置得到了實(shí)現(xiàn) 工作輥單獨(dú)調(diào)整機(jī)制 。 通過 將液壓缸 與 板矯直機(jī)器的設(shè)計(jì)使各個(gè)工作輥能夠垂直地移動(dòng)。 缸的動(dòng)力由部分控制與服務(wù)閥運(yùn)作來供應(yīng)。一個(gè)線更換儀器建成從輥位置上獲得反饋信號(hào)的一個(gè)缸。 因?yàn)檫@些儀器實(shí)際上是通過缸桿而非工作輥來傳遞信息,以下的換算傾向于由輥的協(xié)調(diào)得到: 處, 由線更換換能器通過缸桿測量得到的位置。 所以,每個(gè)工作輥的位置通過提供反饋回路來加以控制的。圖 1是其中一條回路的圖解??刂菩盘?hào)是通過 成功地實(shí)現(xiàn)了在沒有滿意速度的情況下也能調(diào)整系統(tǒng)的高精度。 輥的單獨(dú)驅(qū)動(dòng) : 上述設(shè)計(jì)基于帶不同能量供應(yīng)的自控馬達(dá)驅(qū)動(dòng)頻繁地轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。 每個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)提供多于一個(gè)足驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)如下: 更大的可靠性,工作輥線速與板的速度差異使機(jī)制少了很多負(fù)載的組件; 當(dāng)一個(gè)或甚至幾個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)生故障時(shí)機(jī) 器仍能繼續(xù)運(yùn)作;在這種情況下,輥的回應(yīng)能從矯直區(qū)域撤去; 輥的線速可以根據(jù)板的實(shí)際速度單獨(dú)被糾正;此糾正能被作為預(yù)備措施(在已測值和已計(jì)算值的基礎(chǔ)上)也可以在矯直運(yùn)作的過程中( 通過雇傭人員來獲得頻繁轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù) )進(jìn)行 。 主驅(qū)動(dòng)繞九個(gè)矯直輥和兩個(gè)外罩輥轉(zhuǎn)動(dòng)。 因?yàn)?就是說,如果驅(qū)動(dòng)在即使很短的時(shí)間內(nèi)也無法正常運(yùn)作,那么可能造成不能大批量生產(chǎn),所以驅(qū)動(dòng)在運(yùn)作中必須高可靠。 驅(qū)動(dòng)必須要滿足的要求決定 機(jī) 器 的運(yùn)作和設(shè)計(jì)特性 如下: 進(jìn)行矯直的板必須在矯直輥,外罩輥以及輥轉(zhuǎn)送器的毗鄰部分建立剛性的動(dòng)力 學(xué)連接; 由于在矯直操作中塑性變形,板需要伸長, 長度的增加 隨著各工作輥長度因彎曲半徑的不同而不同 。這種情況導(dǎo)致板速在朝 必須可能使用不同直徑的工作輥(這一點(diǎn)還正在做,比如,因?yàn)椴痪鶆虻哪p或重磨); 輥的負(fù)載應(yīng)根據(jù)所選矯直機(jī)制來區(qū)分; 反向的矯直也應(yīng)該可以; 鑒于以上因素 與此處討論的板矯直機(jī)器實(shí)際運(yùn)作機(jī)制問題,以下是建立電力驅(qū)動(dòng)的要求: 速度的規(guī)定在較廣的限制內(nèi),包括負(fù)荷下的馬達(dá)啟動(dòng); 在逆向機(jī)制中也可運(yùn)行; 剛性特性 ???= ?(M); 維持規(guī)定速度的高精度; 完全 同步操作; 元素基礎(chǔ) : 輥的驅(qū)動(dòng) 是由具有短路轉(zhuǎn)子的異步三相馬達(dá)建立起來的。該馬達(dá)由德國 們在嚴(yán)重超載的情況下仍能繼續(xù)可靠地運(yùn)作。控制此馬達(dá)頻率轉(zhuǎn)換的 模塊化設(shè)計(jì)便于維護(hù)和修理,其存在的一個(gè)內(nèi)置為處理器座使人們能執(zhí)行大部分牽涉驅(qū)動(dòng)控制運(yùn)作的功能( 維持規(guī)定的速度下的高度穩(wěn)定性,重新根據(jù)輥的實(shí)際直徑計(jì)算旋轉(zhuǎn)頻率,診斷驅(qū)動(dòng)的狀況,控制驅(qū)動(dòng)運(yùn)作,在 因?yàn)椴煌瑫r(shí)點(diǎn)輥之間不同的分配度,所以不同種能量的馬達(dá)被用在系統(tǒng)中。 使用不同 的馬達(dá)就能顯著地減少電力設(shè)備耗費(fèi)成本并且改善整機(jī)的性能。 此機(jī)器擁有三種主要運(yùn)作機(jī)制:工作機(jī)制(半自動(dòng)化與自動(dòng)化),運(yùn)輸機(jī)制,以及暗盒更換機(jī)制。 圖 2顯示了工作機(jī)制實(shí)現(xiàn)運(yùn)作的框圖。在這種半自動(dòng)化機(jī)制中,操作者通過操作臺(tái)控制 這種情況下,操作者可完成如下操作:從數(shù)據(jù)庫中選取矯直機(jī)制;糾正已選機(jī)制;手動(dòng)調(diào)整機(jī)制,這需要操作者指示所需暗盒按鈕位置 (為五輥矯直還是十輥矯直);調(diào)整暗盒頂部到底部之間的縫隙;為工作輥設(shè)置單獨(dú)調(diào) 整協(xié)調(diào);選擇矯直速度與方向;生成開始調(diào)節(jié)機(jī)器到一指定機(jī)制的命令。 機(jī)器自動(dòng)調(diào)整至所選機(jī) 制。在調(diào)整完成后將有信號(hào)發(fā)送至控制板以指示機(jī)制協(xié)調(diào)改變,輥達(dá)到其規(guī)定工作速度。工作機(jī)制, 即板矯直機(jī)器根據(jù)由從高級(jí)系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這些數(shù)據(jù)包括以下信息:將被矯直板的厚度;剛的組成(材料屬性信息);送至 基于板厚和鋼組成的預(yù)備調(diào)整,適用于冷軋板( t = 20°C ); 深一層調(diào)整基于 安裝在 與 0 最終調(diào)整基于安裝在機(jī)器入口處的高溫及獲得的數(shù)據(jù); 在自動(dòng)化變種中, 當(dāng)下一塊板將要到達(dá)機(jī)器的時(shí)候,控制機(jī)器的毗鄰輥轉(zhuǎn)送器轉(zhuǎn) 變?yōu)?統(tǒng)控制。 在這種情況下,板要直到調(diào)整完成后才可進(jìn)入機(jī)器工作區(qū)。如果通過機(jī)器的一塊板不需要矯直,那么機(jī)器將轉(zhuǎn)入傳輸機(jī)制。在這種情況下,頂部橫架以及暗盒被升至一規(guī)定量,輥的速度改變,這樣其速度就與毗鄰的輥轉(zhuǎn)送器速度一致了。暗盒更換機(jī)制用在當(dāng)輥破損或需要再次研磨工作輥和備用輥時(shí)。在這種情況下, 操作者可通過控制輔助機(jī)制控制運(yùn)作:軸鎖機(jī)制,出輥車,鎖住暗盒底部以及車位置,以及移動(dòng)車的液壓缸。 該機(jī)制通過非接觸式傳感器固定于適當(dāng)位置。 控制板矯直機(jī)需要開發(fā)一個(gè)強(qiáng)有力的高性能系統(tǒng),為其提供理想 的控制精度并結(jié)合快速的運(yùn)作。 此控制系統(tǒng)被劃分為兩個(gè)層次:基礎(chǔ)層次, 更高 層次。診斷系統(tǒng)被建立為一個(gè)分離的系統(tǒng)。為了控制 泵站 還提供了一個(gè)第二控制器??刂葡到y(tǒng)的基礎(chǔ)層次采用 7工業(yè)程序控制器,而上等層次控制器和診斷控制器則建立在標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)之上。用于 更高 層次系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)同時(shí)也為 制器的不同元素與一個(gè) 路 相連 (圖 3) 。 第一個(gè)環(huán)路的功能是與控制器, 更高 層次計(jì)算機(jī),診斷站, 水泵站 控制器 之間的溝通連接。第二個(gè)環(huán)路由系統(tǒng)功能元素連接 率轉(zhuǎn)換,線更換儀器,輸入/輸出遙控模塊)。 控制系統(tǒng)的功能依據(jù)下列原則被 劃分為基礎(chǔ)層次和 更高 層次: 所有牽涉從安裝在機(jī)制上的傳感器接收數(shù)據(jù),通過自動(dòng)過程控制系統(tǒng)從將被矯直的板上獲取信息,為執(zhí)行機(jī)制 (傳動(dòng)裝置) 生成或發(fā)射信號(hào)的運(yùn)作都被指定為基礎(chǔ)層次。 歸檔控制點(diǎn)與控制控制板運(yùn)作的功能被指定為更高層次。以下具體功能則都是由控制板上的基礎(chǔ)層次自動(dòng)化系統(tǒng) 完成的: 從更高層次系統(tǒng)獲得指定矯直參數(shù)(輥速度,頂部橫臂坐標(biāo),與橫臂相關(guān)聯(lián)的輥的坐標(biāo)); 加工參數(shù),將控制信號(hào)的回應(yīng)發(fā)送給自動(dòng)器; 從安裝在機(jī)制上決定 并準(zhǔn)備矯直運(yùn)作的感應(yīng)器獲取信息; 從安裝在機(jī)制上計(jì)算控制行動(dòng)的反饋傳感器獲取信息; 分析從感應(yīng)器所讀數(shù)據(jù)確定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性; 與 水 泵電池站 (行數(shù)據(jù)交換,并將該站的運(yùn)作參數(shù)發(fā)射高更高層次顯示; 接收從更高層次系統(tǒng)傳輸來的為機(jī)器或 為作出恰當(dāng)調(diào)整從更高層次系統(tǒng)獲取為數(shù)據(jù)自動(dòng)糾正的初始數(shù)據(jù); 更高層次的自動(dòng)系統(tǒng)功能如下: 在矯直機(jī)制上為機(jī)制選拔輸入數(shù)據(jù)并將這些信息計(jì)入數(shù)據(jù)庫 ; 從回應(yīng)板數(shù)據(jù)庫手動(dòng)選擇矯直機(jī)制(此由操作者完成); 基于從更高層次系統(tǒng)所獲信息自動(dòng)選擇矯 直機(jī)制; 在矯直與暗盒更換機(jī)制內(nèi)手動(dòng)控制機(jī)器; 基于從感應(yīng)器所讀信息與限制轉(zhuǎn)換位置指示機(jī)制位置; 指示在 指示由測溫計(jì)所量板的溫度; 視覺指示 矯直機(jī)制與機(jī)器調(diào)整的代表; 為診斷而視覺指示機(jī)器機(jī)制與 遠(yuǎn)程輸入輸出模塊 內(nèi)包括中繼設(shè)備,連接它們的驅(qū)動(dòng)器與控制器保持相當(dāng)距離。使用這一模塊可以顯著縮端連接電纜。 診斷系統(tǒng) : 方便 有必要簡歷一個(gè)先進(jìn)的診斷系統(tǒng)。這一系統(tǒng)基于安裝在控制站上的一個(gè)工業(yè)計(jì)算機(jī)。它可以診斷 包括其液壓及電力設(shè)備。 該系統(tǒng)可以對自動(dòng)轉(zhuǎn)換器的狀況,感應(yīng)器馬達(dá)的溫度,線更換儀器,本地 達(dá)流量,速度,旋轉(zhuǎn),以及其他設(shè)備和參數(shù)進(jìn)行評估。 此診斷系統(tǒng)也能同時(shí)被用在建立 的歸檔包括時(shí)點(diǎn)數(shù)據(jù),錯(cuò)誤類型,發(fā)生設(shè)備錯(cuò)誤,機(jī)制協(xié)調(diào),馬達(dá)流量與速度以及其他信息。 為使控制系統(tǒng)更可靠運(yùn)作,診斷站的軟件與硬 件配備與控制系統(tǒng)更高層次的組件響應(yīng)是相同的。當(dāng)控制系統(tǒng)運(yùn)作發(fā)生問題, 結(jié)論 立國家聯(lián)合體(獨(dú)聯(lián)體) 的合作伙伴成功引進(jìn)配備現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)的板矯直機(jī)器。此機(jī)器的使用減小并幾乎徹底消除了成品板質(zhì)量對其操作者技術(shù)的依賴。 其控制系統(tǒng)與方便的用戶接口允許沒有受過專業(yè)培訓(xùn)的人員快速地掌握機(jī)器的操作。 由于機(jī)器機(jī)制的準(zhǔn)確動(dòng)作以及使用恰當(dāng)?shù)目刂婆c特殊的控制算法的精密設(shè)備使其位置維持在高準(zhǔn)確度,生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品就得到了保障。 另外,此機(jī)器還配備了先進(jìn)的 診斷系統(tǒng) 來記錄其重要運(yùn)作參數(shù)。此系統(tǒng)的有效性方便機(jī)器許多復(fù)雜組件的維護(hù)與維修。 參考文獻(xiàn) 1. 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