VCS — Metaltehnomash 有限责任公司

 

 

 

所开发的冷连轧机振动控制系统用于 实时连续监测连轧机内的动态状况并控制轧制过程， 以提高轧机的工作速度和生产率。

系统概况
振动控制系统用于实时控制冷轧机内的振动状况， 旨在防止振动进入伴随轧机“轰鸣”的 级联增长阶段。 检测到共振时，系统可自动将速度降低至最佳值。 系统还具有轧制过程中周期性厚度缺陷的诊断功能。

VCS的通用功能

• 控制各机架振荡的同步性并控制轧机；
• 控制工作辊轴承座的水平稳定性；
• 控制连轧机各机架的压下量和张力；
• 控制带钢纵向高频厚度波动；
• 控制变形区内的中性角；
• 设备诊断。

系统连续不间断运行。

软件和硬件
VCS包括一台个人计算机，配备基于 Windows 的通用 软件和我们自主开发的专用（应用） 软件。专用软件是一组软件模块，用于采集和处理 从轧机过程控制系统接收的数据，并实现系统的 目标功能。 测量设备配置包括：一组带磁性支座的加速度传感器、ADC/DAC 转换器、 电缆及相应的信号调理器。

VCS结构框图
图中显示轧机最后三个机架，其余机架与之类似。

VCS工作示例
图中显示了共振发生及系统响应的示例。
系统工作窗口“振动水平”

根据系统发出的报警降速的示例

单条带钢轧制过程中轧机振动记录数据文件 及 VCS 工作情况分析

VCS响应（34–41 秒）及根据系统报警 降速的示例 （为便于演示，降低了VCS对共振的 灵敏度）。

在自动模式下，VCS降速幅度较小，原因是在共振的更早阶段 即开始降速。 这是通过在自动模式下即时发出电气降速信号实现的， 排除了人为因素 — 操作员的反应速度和注意力。 对轧机速度的干预越早， 使轧机动态状况恢复正常所需的降速幅度就越小。

VCS应用的主要成果
研究在VCS投入运行后的初期进行， 为期 3 个月（2006 年 7—9 月）。 结果与基准期（2006 年 4—5 月）同等规模的数据进行了比较。对 VCS 在NLMK无头冷连轧机 2030 上 自动控制轧机速度运行情况（2006 年 7—9 月）的总体分析表明：

• 可靠地（95% 的情况下）在不迟于 3 秒内识别轧机共振 （“轰鸣”）；
• 无需操作员干预即可自动消除轧机“轰鸣”；
• 出现危险振动时轧机降速幅度最小（10–15 m/min）；
• 可（手动）恢复原有速度；
• 减少与共振相关的带钢周期性缺陷；
• 由此提高轧机平均工作速度，因为由于轧辊表面劣化， 每次后续“轰鸣”都会在更低的速度下发生；
• 降低大幅值共振发生的概率，从而减少 可能发生的断带次数。

所考察期间的样本数据量足以表明， 通过VCS自动控制轧机速度， 提高了薄带钢的轧制速度：

• 平均轧制速度 — 提高 11%；
• 最高可达轧制速度 — 提高 8%；
• 降速幅度 — 减小 31%。

系统随附模块

• monitor_rt — 实时监测振动和工艺参数并控制轧机速度；
• monitor_stat — 振动文件批量统计处理；
• monitor_view — 振动记录文件的查看和详细分析。

每个模块面向系统的特定用户群体，用于解决特定的一组任务。 VCS中用于设备诊断和检测 振动危险 状况的若干方法属于专有技术（KNOW-HOW）。VCS的新版本（已在手动模式下测试） 可包括不仅能降低、 还能自动提高轧机速度的模块，以及修改工艺参数设定值 （压下量、张力）的模块， 以更好地控制轧机并提高生产率。