VCS — Metaltehnomash Ltd.

 

 

 

Le système de contrôle des vibrations développé pour le laminoir continu à froid est utilisé pour la surveillance continue de la situation dynamique dans le laminoir continu et la conduite du processus de laminage en temps réel afin d'augmenter la vitesse de travail et la productivité du laminoir.

Informations générales sur le système
Le système de contrôle des vibrations est destiné à surveiller la situation vibratoire dans le laminoir à froid en temps réel et vise à empêcher le passage à la phase de croissance en cascade des vibrations, accompagnée du « rugissement » du laminoir. Le système peut réduire automatiquement la vitesse jusqu'à la valeur optimale lorsqu'une vibration de résonance est détectée. Le système comprend une fonction de diagnostic des défauts périodiques d'épaisseur pendant le laminage.

Fonctions générales du VCS

• contrôle de la synchronisation des oscillations dans les cages et conduite du laminoir ;
• contrôle de la stabilité horizontale des empoises des cylindres de travail ;
• contrôle des réductions et des tractions dans les cages du laminoir continu ;
• contrôle des variations longitudinales d'épaisseur à haute fréquence des bandes ;
• contrôle de l'angle neutre dans la zone de déformation ;
• diagnostic de l'équipement.

Le système fonctionne en continu.

Matériel et logiciel
Le VCS comprend un ordinateur personnel doté d'un logiciel généraliste sous Windows et d'un logiciel spécifique (d'application) de notre conception. Le logiciel spécifique est un ensemble de modules assurant l'acquisition et le traitement des données reçues du système de conduite du processus du laminoir, ainsi que la réalisation des fonctions cibles du système. La configuration des appareils de mesure comprend : un jeu d'accéléromètres avec supports magnétiques, un convertisseur CAN/CNA, des câbles et les conditionneurs de signaux associés.

Schéma fonctionnel du VCS
Les trois dernières cages du laminoir sont représentées, les autres cages sont analogues.

Exemples de fonctionnement du VCS
Les figures montrent des exemples d'apparition de vibrations de résonance et la réponse du système.
Fenêtre de travail du système « Niveaux de vibration »

Exemple de réduction de la vitesse sur alarme émise par le système

Analyse des fichiers enregistrés des vibrations du laminoir et du fonctionnement du VCS lors du laminage d'une bande

Exemple de réponse du VCS (34 - 41 secondes) et de réduction de la vitesse sur l'alarme émise par le système (pour la démonstration, la sensibilité du VCS aux vibrations de résonance a été réduite).

Les réductions de vitesse plus faibles en mode automatique par le VCS s'expliquent par le début du ralentissement à une phase plus précoce de la vibration de résonance. Cela est obtenu grâce à l'envoi instantané d'un signal électrique de réduction de la vitesse en mode automatique, sans facteur humain (réactivité et vigilance de l'opérateur). Plus l'action sur la vitesse du laminoir est précoce, plus la réduction de vitesse nécessaire pour normaliser la situation dynamique dans le laminoir est faible.

Principaux résultats de l'utilisation du VCS
Les études ont été menées pendant 3 mois (juillet-septembre 2006), dans la période initiale suivant la date de mise en service du VCS. Les résultats ont été comparés, dans le même volume, à ceux de la période de référence (avril-mai 2006). L'analyse globale du fonctionnement du VCS sur le laminoir à froid continu sans fin 2030 de NLMK (pour la période juillet-septembre 2006) en régulation automatique de la vitesse du laminoir a montré :

• une détection fiable (95 % des cas), en 3 secondes au plus, de la vibration de résonance (« rugissement ») du laminoir ;
• l'élimination automatique des cas de « rugissement » du laminoir sans intervention des opérateurs ;
• une baisse minimale (10-15 m/min) de la vitesse du laminoir en cas de vibrations dangereuses ;
• la possibilité de rétablir la vitesse précédente (manuellement) ;
• la réduction des défauts périodiques de bande liés aux vibrations de résonance ;
• l'augmentation, de ce fait, de la vitesse moyenne de travail du laminoir, car chaque nouveau cas de « rugissement » du laminoir se produit à une vitesse plus faible en raison de la dégradation de la surface des cylindres ;
• la diminution de la probabilité de vibrations de résonance de forte amplitude réduit le nombre de casses de bande possibles.

Le volume de l'échantillon de données pour la période considérée permet d'affirmer que la régulation automatique de la vitesse du laminoir par le VCS a augmenté la vitesse de laminage des bandes minces :

• valeurs moyennes de la vitesse de laminage – de 11 % ;
• vitesse de laminage maximale atteignable – de 8 % ;
• réduction de l'ampleur des chutes de vitesse – de 31 %.

Modules fournis avec le système

• monitor_rt - surveillance des vibrations et des paramètres technologiques et régulation de la vitesse du laminoir en temps réel ;
• monitor_stat – traitement statistique par lots des fichiers de vibrations ;
• monitor_view – visualisation et analyse détaillée des fichiers d'enregistrement des vibrations.

Chaque module est destiné à un groupe spécifique d'utilisateurs du système et à la résolution d'un ensemble de tâches défini. Un certain nombre de méthodes utilisées dans le VCS pour le diagnostic de l'équipement et la détection des situations vibratoires menaçantes relèvent du SAVOIR-FAIRE (KNOW-HOW). Les nouvelles versions du VCS (testées en mode manuel) peuvent inclure des modules permettant non seulement de réduire, mais aussi d'augmenter automatiquement la vitesse du laminoir, ainsi que de modifier les consignes des paramètres de processus (réductions, tractions) pour une meilleure conduite du laminoir et une productivité accrue.