达涅利为铝材轧机开发的先进控制系统

时间:2014-10-22浏览:2361

  在提高产品质量标准和降低生产运行成本方面,现代化铝材生产厂的自动控制系统发挥着越来越重要的作用,也成为企业设备投资的关键区域和重要对象。因此,达涅利在铝材轧机的控制系统方面也做了深入研究。

  二级轧机控制模型开发取得的新进展

  二级过程控制系统中的轧机变形、热凸度和材料控制模型在生产中的使用效果已经表明,它能够通过预测轧机负荷变化、速度和带材温度,并根据轧制程序中各道次的压下量设定值,改善热轧机轧制程序计算性能。利用在前几个轧制道次中设置的带材厚度计AGC控制装置和随后在轧制过程中材料板形和温度检测结果,二级模型可在轧制过程中进行精确调整,以使轧机继续保持在正确轨道上,并最终达到预定目标。

  用于启动二级过程控制系统轧制程序计算所需的基本产品数据可来自设备的三级管理系统或由生产操作人员直接输入。来自生产线的实时检测数据将由系统记录下来,并用于编制产品质量和设备生产情况报告。这些报表可以打印出来,也可以传回产线三级管理系统。此外,系统还能连接到达涅利自动化公司提供的3Q系统,用于整个工厂范围的数据记录和分析。

  利用轧机变形和材料模型,可为冷轧机预测设备穿带和运行状态、产品平直度和厚度状况;为将新技术用于冷轧机,二级轧件变形和材料模型可用于预测穿带点轧辊弯辊参数设定值和轧制负荷,以改善带材头部厚度和平直度精度。这使一级AGC厚度自动控制器能够尽快达到规定的目标厚度,目的是提高每个带卷的金属材料收得率。对设备运行状态作出预测,还能帮助一级控制系统在最短时间内达到正确的操作参数设定值。

  高性能AGC带材厚度控制系统

  一个高性能辊缝控制系统要求控制算法能够优化液压系统性能。达涅利进行了大量的试验研究,以评价各种不同控制条件下的系统性能,以使液压系统设计和控制算法编程都达到最优化配置。

  根据使用情况,采用3通和4通伺服阀配置,以达到最佳设备性能。控制系统拥有液压油体积压缩、伺服阀泄漏和压差补偿功能。达涅利的“蝶形”补偿功能,可解决供给压力和油缸压力之间的相对压差问题,以使伺服阀的响应在整个负荷变化范围内都能保持均匀一致。在使HGC液压厚度控制系统在轧机整个工作范围内的响应保持线性化方面,补偿因油柱可压缩性造成的影响也是一个重要因素。油液泄漏补偿功能则允许系统内部伺服阀存在一定的泄漏,泄漏量在整个伺服阀使用寿命期内是不同的。

  (1)使冷轧机降低轧制负荷

  为最大限度地减小轧辊加载油缸磨擦阻力,从而减小轧机机架滞后现象,达涅利开发了一种两段伸缩套筒式轧辊加载液压油缸。这种配置为小油缸和大油缸分别采用各自独立的伺服控制。他们可根据产品/轧制数据选择合适的伺服控制装置,实现HAGC液压厚度自动控制。

  (2)采用带材厚度、板形、速度和温度最新仪表检测技术

  长期以来,铝材生产过程中的温度检测一直是一个具有挑战性的问题。但在最近,高温计和热像图摄影头供货商所取得的最新技术进展,改善了非接触式铝材温度检测装置在整个温度范围内的检测精度。

  了解和掌握产品温度可提高二级系统材料模型计算精度,并实现最终产品温度监测,以便在热轧和冷轧过程中更好地控制材料特性。在使用很容易引起火灾的煤油环境中,掌握出口温度也能提高冷轧机生产操作安全性。

  (3)用于生产工艺过程监视和信号分析的FFT快速傅立叶变换

  FFT快速傅立叶变换工具使人们进一步加深了对轧制过程中已知的各种典型干扰的认识。这些技术已经通过液压系统压力监视,或者通过出口厚度波动分析,用于补偿轧辊偏心产生的影响。这些工具也供达涅利设备调试和试车工程师们使用,广泛用于在带材厚度和平直度控制系统中,对设备进行精确调整和故障分析诊断。

  用于冷轧机的高性能AFC系统

  随着平直度检测系统在带材宽度方向上检测精度的提高,现在已经能够对铝材冷轧过程中出现的紧边现象进行更为可靠的检测。通过与Innoval技术公司的友好合作,达涅利佛罗林开发了一种冷却液喷水管安装设计,可有效克服原来采用的窄间距冷却液喷水冷却装置时发现的一些缺点。为更好地使用这种新系统,达涅利自动化公司可为用户提供先进的冷却液控制算法,目的是优化机械式执行元件和热传导过程。

  (1)用于最大限度减少紧边现象的边部加热技术

  为进一步改善带材平直度控制性能,达涅利自动化公司推出的冷却液控制方法,还包括在工作辊两端配备加热系统的可能性。加热系统是一种用于减小工作辊边部出现的热凸度梯度的有效方法,这种热凸度梯度正是在铝材冷轧过程中导致紧边缺陷的一个原因。

  (2)机械式执行元件最优化

  为了利用达涅利轧机机架变形模型,达到带材平直度控制预期效果,在设备调试和试车阶段,对每个执行元件的灵敏度都通过现场检测方式进行了严格检查;同时,还对平直度控制算法进行了相应的调整,以使平直度控制获得最佳效果。此外,还在试车过程中实际使用了冷却和轧辊热分布控制等基本功能;并在某些场合,也可以使用冷却液冷却系统,通过使机械式执行元件适应轧机热凸度的方式,使它们保持在正常控制范围内。

  (3)带材板形补偿

  冷轧机平直度控制系统的主要功能是保持在热轧过程中形成的带材横断面原始形状。在冷轧过程中出现的任何板形变化,都将导致平直度变化。

  达涅利自动化公司平直度控制系统可为用户提供可以调整的目标平直度参数设定值,其中包括抛物线型、线性、4次曲线型和边部形状特性等各种目标截面形状。抛物线带材板形可影响带卷形状,为了避免因改变带卷宽度方向上的张力分布而导致的离线平直度缺陷,目标设定值可以在轧机参数设定系统中从起点到终点有所变化。


信息来源:《世界金属导报》