VCS — Metaltehnomash Ltd.

 

 

 

Il sistema di controllo delle vibrazioni sviluppato per il laminatoio continuo a freddo è utilizzato per il monitoraggio continuo della situazione dinamica nel laminatoio continuo e per il controllo del processo di laminazione in tempo reale, al fine di aumentare la velocità di esercizio e la produttività del laminatoio.

Informazioni generali sul sistema
Il sistema di controllo delle vibrazioni è destinato al controllo della situazione vibrazionale nel laminatoio a freddo in tempo reale e ha lo scopo di impedire l'ingresso nella fase di crescita a cascata delle vibrazioni, accompagnata dal rombo del laminatoio. Il sistema può ridurre automaticamente la velocità al valore ottimale quando vengono rilevate vibrazioni di risonanza. Il sistema comprende una funzione di diagnostica dei difetti periodici di spessore durante la laminazione.

Funzioni generali del VCS

• controllo della sincronizzazione delle oscillazioni nelle gabbie e controllo del laminatoio;
• controllo della stabilità orizzontale delle guarniture dei cilindri di lavoro;
• controllo delle riduzioni e dei tiri nelle gabbie del laminatoio continuo;
• controllo della variazione longitudinale ad alta frequenza dello spessore dei nastri;
• controllo dell'angolo neutro nella zona di deformazione;
• diagnostica delle apparecchiature.

Il sistema funziona in modo continuo.

Software e hardware
Il VCS comprende un personal computer dotato di software generico basato su Windows e di software specifico (applicativo) di nostro sviluppo. Il software speciale è un insieme di moduli software che assicurano la raccolta e l'elaborazione dei dati ricevuti dal sistema di controllo di processo del laminatoio, nonché la realizzazione delle funzioni obiettivo del sistema. La configurazione dei dispositivi di misura comprende: un set di accelerometri con supporti magnetici, un convertitore ADC/DAC, cavi e i relativi condizionatori di segnale.

Schema a blocchi del VCS
Sono mostrate le ultime tre gabbie del laminatoio; le altre gabbie sono analoghe.

Esempi di funzionamento del VCS
Le figure mostrano esempi di insorgenza di vibrazioni di risonanza e la risposta del sistema.
Finestra di lavoro del sistema "Livelli di vibrazione"

Esempio di riduzione della velocità in seguito all'allarme generato dal sistema

Analisi dei file di dati registrati delle vibrazioni del laminatoio e del funzionamento del VCS durante la laminazione di un singolo nastro

Esempio di risposta del VCS (34 - 41 secondi) e di riduzione della velocità in seguito all'allarme generato dal sistema (a scopo dimostrativo la sensibilità del VCS alle vibrazioni di risonanza è stata ridotta).

I valori minori di riduzione della velocità in modalità automatica tramite il VCS sono dovuti all'avvio del rallentamento in una fase più precoce delle vibrazioni di risonanza. Ciò si ottiene grazie all'invio istantaneo di un segnale elettrico di riduzione della velocità in modalità automatica, senza il fattore umano, ossia la reazione e l'attenzione dell'operatore. Quanto prima si interviene sulla velocità del laminatoio, tanto minore è la riduzione di velocità necessaria per normalizzare la situazione dinamica nel laminatoio.

Principali risultati dell'impiego del VCS
Gli studi sono stati condotti nell'arco di 3 mesi (luglio-settembre 2006), nel periodo iniziale successivo alla data di messa in servizio del VCS. I risultati sono stati confrontati con un volume analogo di dati del periodo di riferimento (aprile-maggio 2006). L'analisi complessiva del funzionamento del VCS sul laminatoio continuo a freddo 2030 di NLMK (per il periodo luglio-settembre 2006) con controllo automatico della velocità del laminatoio ha evidenziato:

• riconoscimento affidabile (nel 95% dei casi), entro 3 secondi, delle vibrazioni di risonanza ("rombo") del laminatoio;
• eliminazione automatica dei casi di "rombo" del laminatoio senza l'intervento degli operatori;
• riduzione minima (10-15 m/min) della velocità del laminatoio in caso di vibrazioni pericolose;
• possibilità di ripristinare la velocità precedente (manualmente);
• riduzione dei difetti periodici del nastro associati alle vibrazioni di risonanza;
• conseguente aumento della velocità media di esercizio del laminatoio, poiché ogni successivo caso di "rombo" del laminatoio si verifica a velocità più bassa a causa del deterioramento della superficie dei cilindri;
• la minore probabilità di vibrazioni di risonanza di ampiezza considerevole riduce il numero di possibili rotture del nastro.

Il volume del campione di dati per il periodo considerato consente di affermare che il controllo automatico della velocità del laminatoio tramite il VCS ha aumentato la velocità di laminazione dei nastri sottili:

• valori medi della velocità di laminazione – dell'11%;
• velocità di laminazione massima raggiungibile – dell'8%;
• entità delle cadute di velocità – ridotta del 31%.

Moduli forniti con il sistema

• monitor_rt - monitoraggio delle vibrazioni e dei parametri tecnologici e controllo della velocità del laminatoio in tempo reale;
• monitor_stat – elaborazione statistica in batch dei file di vibrazione;
• monitor_view – visualizzazione e analisi dettagliata dei file di registrazione delle vibrazioni.

Ogni modulo è destinato a un gruppo specifico di utenti del sistema e alla soluzione di un determinato insieme di compiti. Alcuni dei metodi utilizzati nel VCS per la diagnostica delle apparecchiature e il rilevamento di situazioni vibrazionali pericolose costituiscono KNOW-HOW. Le nuove versioni del VCS (collaudate in modalità manuale) possono includere moduli non solo di riduzione, ma anche di aumento automatico della velocità del laminatoio, nonché di modifica delle impostazioni dei parametri di processo (riduzioni, tiri) per una migliore gestione del laminatoio e un aumento della produttività.