工作辊弯辊和平衡液压控制系统技术方案

本发明专利技术工作辊弯辊和平衡液压控制系统主要由控制回路和4个弯辊液压缸以及2个电液伺服阀、压力传感器、安全阀组成；所述4个弯辊液压缸，其无杆腔一端并联后经由第一液压锁与第一电液伺服阀的工作油口A相连，其有杆腔一端并联后经由第二液压锁与第二电液伺服阀的工作油口B相连；在液压缸无杆腔一端与第一液压锁之间配置第一安全阀，在液压缸有杆腔一端与第二液压锁之间配置第二安全阀，以保护设备避免超压；在靠近液压缸无杆腔一端和有杆腔一端的油路上分别配置第一、第二压力传感器；双阀联动控制弯辊液压缸使用同一个控制器来实现工作辊的正弯辊、负弯辊和平衡。本发明专利技术具有成材率高，控制性能好，提高了控制精度，以及应用效果好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制装置，特别是涉及一种工作辊弯辊和平衡液压控制系统。
技术介绍
目前，在板带轧机或平整机中，常配置并联的非对称液压缸以实现工作辊的弯辊和平衡；用单个伺服阀控制非对称液压缸时容易产生超压和气蚀；配置双伺服阀的系统， 常只将一阀用于闭环控制，另一阀接回油路，控制效果差且接回油路的一腔易于产生气蚀； 实现工作辊平衡功能时，用开环控制模式产生的冲击大，易于损坏设备和产生油液泄漏。工作辊的弯辊平衡系统，是HAGC系统的核心子系统，对板带的板形品质尤为重要。工作辊弯辊控制要求稳定、精确和响应快；正负弯辊模式切换时要求柔性冲击力小；且工作辊平衡控制时要求冲击力尽量小。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工作辊弯辊和平衡液压控制系统，以解决现有技术存在的问题。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的工作辊弯辊和平衡液压控制系统，主要由控制回路和4个弯辊液压缸、 2个电液伺服阀、2个压力传感器、2个安全阀组成，其中所述弯辊液压缸为第一弯辊液压缸、第二弯辊液压缸、第三弯辊液压缸和第四弯辊液压缸，它们的无杆腔一端并联后经由第一液压锁与第一电液伺服阀的工作油口 A相连，它们的有杆腔一端并联后经由第二液压锁与第二电液伺服阀的工作油口 B相连；在液压缸无杆腔一端与第一液压锁之间配置第一安全阀，在液压缸有杆腔一端与第二液压锁之间配置第二安全阀，以保护设备避免超压；在靠近液压缸无杆腔一端的油路上配置第一压力传感器，在靠近液压缸有杆腔一端的油路上配置第二压力传感器，测量液压缸两腔的压力以用于计算实际弯辊力和计算动压反馈值。所述控制回路由弯辊力计算模块、动压反馈模块、控制器、比例系数和两个补偿值等组成，其中第一压力传感器和第二压力传感器的测量值馈送至弯辊力计算模块和动压反馈模块；弯辊力计算模块的输出与设定值比较后进入控制器；控制器的输出与动压反馈模块的输出比较后叠加第一补偿值作为第一电液伺服阀的指令信号；控制器的输出与动压反馈模块的输出比较后乘以比例系数并叠加第二补偿值，作为第二电液伺服阀的指令信号。所述第一电液伺服阀和第二电液伺服阀采用型号完全相同的伺服阀，它们的未使用工作油口均堵死，并且由同一个控制器来实现工作辊的正弯辊、负弯辊和平衡，其本质是将两个三通伺服阀当作一个四通伺服阀来用，同时控制两个三通伺服阀的各一个控制腔。所述第一电液伺服阀和第二电液伺服阀所使用的工作油口相互互补。所述控制器采用PI控制器，该控制器将工作辊的正弯控制模式、负弯控制模式和平衡控制模式进行双阀联动闭环控制。所述平衡控制模式在进行正弯控制时，其设置正弯辊力极限阈值为工作辊辊重的 1. 5 3倍。所述第一补偿值和第二补偿值，分别用于补偿第一电液伺服阀和第二电液伺服阀的初始零偏。本专利技术设所有上述弯辊液压缸的无杆腔总受力面积为A1,有杆腔总受力面积为 A2;第二电液伺服阀与第一电液伺服阀两者的指令信号之比由比例系数处理和输出，所述指令信号之比值n= A2A10本专利技术提供的上述工作辊弯辊和平衡液压控制系统，其在实现板带轧机或平整机的工作辊的弯辊和平衡中应用。本专利技术与现有技术相比，具有以下的主要有益效果1.提高了成材率工作辊的弯辊平衡系统，是HAGC系统的核心子系统。高性能弯辊控制是轧机液压辊缝控制系统中的一项关键技术，可提高板带的板形品质从而提高成材率。 本专利技术结合高性能的液压压下系统和稳定的张力控制系统，在极薄板双机架平整机和罩退工程平整机组上延伸率绝对精度优于0. 05%且板形良好。2.提高了控制性能双阀联动控制策略也兼顾了工作辊的平衡从而简化了系统配置并提高了控制性能。配置了本专利技术的工作辊弯辊平衡系统，可不必另外配置工作辊平衡液压传动回路；用液压传动回路实现工作辊的平衡，在到达平衡位时冲击力大，且稳态平衡力过大，对设备易造成损伤且易导致液压接头泄露。用双阀联动控制实现工作辊的平衡， 平衡力可任意设定且可减小液压冲击力。3.提高了控制精度使用具有动压反馈的双阀联动控制策略，保证了正常轧制过程中工作辊正负弯的高响应、高精度和鲁棒稳定性；在极薄板双机架平整机和罩退工程平整机组上配置了本专利技术的工作辊弯辊平衡双阀联动液压闭环控制系统，正负弯辊力的阶跃响应小于50ms，控制精度优于m ；使用动压反馈，可使得弯辊力控制系统的超调降低甚至无超调。4.应用效果好工作辊平衡控制使用正弯模式的双阀联动闭环控制。在罩退工程平整机组上配置了本专利技术的工作辊弯辊平衡双阀联动液压闭环控制系统，工作辊平衡使用双阀联动正弯控制模式，正弯辊力设置为100KN时，到达平衡换辊位时液压冲击力小于 10KN。附图说明图1是工作辊弯辊和平衡液压控制系统的结构示意图。图中1.第一弯辊液压缸；2.第二弯辊液压缸；3.第三弯辊液压缸；4.第四弯辊液压缸；5.第二压力传感器；6.第二安全阀；7.第二液压锁；8.第二电液伺服阀；9.第二补偿值；10.比例系数；11.第一电液伺服阀；12.第一液压锁；13. 第一补偿值；14.第一安全阀；15.第一压力传感器；16.控制器；17.动压反馈模块; 18.弯辊力计算模块。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供的工作辊弯辊和平衡液压控制系统，其结构如图1所示，主要由控制回路和4个弯辊液压缸、2个电液伺服阀、2个压力传感器、2个安全阀组成，其中所述弯辊液压缸为第一弯辊液压缸1、第二弯辊液压缸2、第三弯辊液压缸3和第四弯辊液压缸4，它们的无杆腔一端并联后经由第一液压锁12与第一电液伺服阀11的工作油口 A相连，它们的有杆腔一端并联后经由第二液压锁7与第二电液伺服阀8的工作油口 B相连；在液压缸无杆腔一端与第一液压锁12之间配置第一安全阀14，在液压缸有杆腔一端与第二液压锁 7之间配置第二安全阀6，以保护设备避免超压；在靠近液压缸无杆腔一端的油路上配置第一压力传感器15，在靠近液压缸有杆腔一端的油路上配置第二压力传感器5，测量液压缸两腔的压力以用于计算实际弯辊力和计算动压反馈值。所述控制回路由弯辊力计算模块18、动压反馈模块17、控制器16、第一补偿值13、 第二补偿值9和比例系数10组成，其中第一压力传感器15和第二压力传感器5的测量值馈送至弯辊力计算模块18和动压反馈模块17 ；弯辊力计算模块18的输出与设定值比较后进入控制器16 ；控制器16的输出与动压反馈模块17的输出比较后叠加第一补偿值13作为第一电液伺服阀11的指令信号；控制器16的输出与动压反馈模块17的输出比较后乘以比例系数10并叠加第二补偿值9，作为第二电液伺服阀8的指令信号。控制器16为PI控制器。所述弯辊力计算模块18为设并联非对称液压缸的无杆腔总受力面积为A1，有杆腔总受力面积为A2,无杆腔的检测压力为P1,有杆腔的检测压力为P2，则弯辊力计算公式为 P1XA1 — P2XA20所述动压反馈模块17的传递函数为(P1 - P2XA2/ A1) XKfpX V/( > + 1)， 其中Tp为动压反馈时间常数，1/ΤΡ近似取为液压固有频率的1/3，Kfp为动压反馈增益，为拉普拉斯变换复变量。所述控制器16采用PI控制器，该控制器为“比例+积分”调节器，适用于以弹性负载为主的弯辊力控制系统。所述第一补偿值13用于补偿第一电液伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．　工作辊弯辊和平衡液压控制系统，其特征是主要由控制回路和４个弯辊液压缸以及２个电液伺服阀、压力传感器、安全阀组成，其中：所述弯辊液压缸为第一弯辊液压缸、第二弯辊液压缸、第三弯辊液压缸和第四弯辊液压缸，它们的无杆腔一端并联后经由第一液压锁与第一电液伺服阀的工作油口Ａ相连，它们的有杆腔一端并联后经由第二液压锁与第二电液伺服阀的工作油口Ｂ相连；在液压缸无杆腔一端与第一液压锁之间配置第一安全阀，在液压缸有杆腔一端与第二液压锁之间配置第二安全阀，以保护设备避免超压；在靠近液压缸无杆腔一端的油路上配置第一压力传感器，在靠近液压缸有杆腔一端的油路上配置第二压力传感器，测量液压缸两腔的压力以用于计算实际弯辊力和计算动压反馈值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张尚盈，丁文红，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：83