EMG对中系统在不锈钢连续退火酸洗机组上的应用

201EMG对中系统在不锈钢连续退火酸洗机组上的应用【摘要】不锈钢连续退火酸洗机组相对较长，为了保证了机组的正常运行，EMG对中纠偏系统的应用显得尤为重要。本文介绍了EMG纠偏系统CPC、EPC控制方式在不锈钢连续退火酸洗机组中的具体应用。【关键词】纠偏对中CPCEPC1.前言本连续退火酸洗机组是国内第一条自主知识产权具有国际先进水平的不锈钢退火酸洗生产线，自动化程度很高，带钢在连续退火酸洗机组中长约1600多米（酸洗线长度约590米），机组工艺速度最高达80m/min，如果带钢偏离机组中心线，就有可能导致带钢或生产设备的损坏。所以保证带钢在机组中心位置运行尤为重要。为了避免带钢跑偏，本机组采用德国EMG公司对中纠偏系统，共17套，可以持续的测量带钢位置并通过CANBUS总线与其自带处理器进行检测纠偏等控制，并和生产线PLC通过Profibus总线进行通信，对全线纠偏系统进行监控，保证生产线正常运行。2.EMG对中纠偏系统简介本机组EMG纠偏系统包括中心位置控制(centrepositioncontro1，简称CPC)和边部位置控制(edgepositioncontro1，简称EPC)两种控制方式，前者使带钢运行中心线与生产线中心线对中，后者使带钢在卷曲过程中边部对齐。中心位置控制系统CPC特点：带钢通过检测框架时同框架没有接触；由于对中传感器无移动部件，其完全是无损耗和免维护的；基于检测原理，检测系统对任何污染都是不敏感的(包括少量氧化铁皮)，具有不受湿气、油雾和浪边及带钢高度的变化等的影响等优点。边部位置控制系统EPC特点；由探测头连续地跟踪测量行进带钢边缘位置的变化，探头底部设有LIC交变光源，LIC交变光源频率2kHz，可以避免外部强光对整个EPC系统的影响。3.CPC、EPC系统组成及原理图1纠偏系统控制图3.1CPC纠偏系统主要组成部分包括：电感应式带钢对中测量装置BMI2-CP、SPC16(数字控制单元)、线性位置传感器KLW、伺服阀、油缸(执行器)，液压站等几部分构成。原理描述：为了检测金属带钢的中心位置，设备采用了两对传感器。传感器安装在与机组中心相对称的位置。每对传感器分别用于检测带钢的一个边；其中一个传感器用作发射装置，相对应的另一个用作接收装置(见图2)。发射线圈提供一个有规则的正弦电压波形。根据带钢在框架中的位置，在接收线圈中将感应产生一个相应的电压波形。两个接收通道值相减并放大，我们就可以得出带钢偏离机组中心线的一个连续位置信号。每对线圈本身又是有方向的空心变压器。带钢在通过这些接收器和发送器时，在所连接的202线圈之间产生磁通量差，该差值转换为一个电压信号被作为测量结果。测量结果在BMI2-CP控制箱内转化成数字量信号被传送至SPC16控制系统进行信号处理，输出±300mA电流信号来控制伺服阀，通过伺服阀控制油缸动作，由KLW线性位移传感器检测油缸行程，并反馈到SPC16中进而进行差值计算，行程一套完整的闭环控制系统，达到对中效果。图2BMI2-CP检测原理图3.2EPC纠偏系统主要组成部分包括数字式扫描探测头EVK、高频交变光源LIC、数字控制单元SPC16、线性位置传感器KLW、伺服阀、油缸(执行器)、液压站等几部分构成。原理描述：由EVKLS13、14探测头进行连续跟踪测量带钢边缘位置（见图3），将带钢边缘位置偏差信号输入到SPC16控制单元，SPC16控制系统进行信号处理，输出±300mA的电流信号来控制伺服阀，通过伺服阀控制油缸动作，由KLW线性位移传感器检测油缸行程，并反馈到SPC16中进而进行差值计算，行程一套完整的闭环控制系统，达到齐边卷曲效果。图3EVK2-CP检测原理图4.调试中的问题及解决措施在机组连续冷、热跑带过程中发现前后活套小车及活套中部CPC对中系统极不稳定。在调试过程中反复对各种可能进行确定、排除,结合各类型纠偏系统工作原理及执行机构工作状态,分析其产生的原因。4.1纠偏系统存在的问题活套小车对中系统采用I型的纠偏辊，活套中对中转向辊部为PI型纠偏辊（见图4）。203图4活套内纠偏系统布置图I型纠偏辊纠偏形式是绕其自身的中心线旋转的，旋转半径很小，为了纠正带钢位置往往会突然转过移动的角度，而且其旋转角度比较难控制，常常会过纠偏，不得不反向进行纠偏，这样往复的摆动，进而形成振荡。活套小车纠偏系统工作过为频繁，带钢厚度较薄且活套内张力较大时，很容易因纠偏使带钢不能与辊面充分接触，而在纠偏方向相反的辊面产生“翘曲”对带钢边部产生一定的变形，形成单边浪，影响产品质量。PI型纠偏辊由于所处位置原因，也与活套小车纠偏系统一样存在振荡现象。4.2解决方法针对活套小车CPC对中系统存在振荡并无法稳定下来的问题，在SPC16控制单元参数中设置位置限幅功能，激活P019（releasefeedback）=1，P020(feedbackfactor取值范围在0-2.0之间)，P021（feedbacklimit限制反馈最大位置，应小于油缸最大行程），同时适当增大P017（GainAuto）数值。将其修改参数进一步优化，振荡现象得以改善。但活套中部CPC对中系统在机组提速后，因活套内速度与工艺段速度同步，经常出现钢带在纠偏辊边缘现象，此时纠偏系统执行机构已经处于纠偏的最大位置，针对这种现象，反复对位置限幅、增益以及其它参数进行优化，效果不明显，最终将BMI2-CP对中检测框架由检测纠偏辊出带侧带钢位置，改为检测进带侧带钢位置，效果较为明显（见图5）。图5活套中部纠偏辊整改方案5.结语通过不断的对参数进行优化和更合理化的整改方案，使得EMG对中纠偏系统在不锈钢连续退火酸洗机组能够更稳定的工作，保证了设备的稳定运行和控制精度，提高了带钢的卷形质量，减少了故障停机时间，使生产线能够连续、稳定生产。