对中控制

对中控制（共7篇）

对中控制 篇1

0 引言

包钢热轧平整机组是2003由米诺公司设计制造并投入使用的, 主要作用是对版型不良、塔型卷及交错卷进行改良达到产品升级。同时对带钢表面进行二次轧制, 是轧制后的带钢表面更加平整, 板型更加优良。而对中控制系统正是平整机组能够完成任务的重要组成部分, 他能够使带钢在高速轧制的过程中始终保持在中心线上, 不会出现跑偏现象。也可以使边部不整齐的塔型卷和交错卷通过重卷模式变得整齐。

1 纠偏自动控制的原理

包钢热轧平整机组入口对中控制系统是德国EMG公司生产的, 原理图如图1, 其控制器为控制单元箱中的SPC16, 执行机构为伺服阀和行程液压缸, 检测机构为液压缸部分位置传感器、码盘、光电感应接收器及光源发生器。首先由光源发生器产生2KHZ的高频光, 当带板处于中心线位置时左右两边的光电接收器的测量探头会接收到10V的电信号, 同时辅助探头会接受到5V的电信号。这种情况下就不会有输出电流产生, 伺服阀就处于零位状态。当板带偏离中心位置时势必会使一边的光电感应接受器的测量探头和辅助探头之间的电压比发生变化, 其输出电压就不为零, 产生的偏差电压经放大和整流后, 输入到电子控制系统中, 经过计算处理就可以获得一个与平整机组中心线偏移距离成正比的电流信号, 再由液压控制装置推动行程液压缸移动, 直至最终消除偏差。

2 对中控制系统的控制方式

对中控制系统从操作方式上分为手动控制模式、对中模式和自动控制模式三种。

(1) 手动控制模式。当对中系统处于手动模式时, 其中的光电感应接收器和液压缸的位置传感器都将不参与系统控制, 而是通过操作台上的控制按钮来进行人为的选择在液压缸行程范围内“向操作侧移动”或“向传动侧移动”。

(2) 对中控制模式。当对中系统处于对中模式时, 开卷机芯轴将会以受控的方式移到中间位置对中控制系统投入位置控制, 液压缸位移传感器作为中间位置传感器取代板带的边部信号, 并且其中间位置信号将与伺服阀放大器的输入相连, 伺服放大器通过伺服阀来控制液压缸左右动作, 最终使开卷机芯轴移动并保持在到中间位置。

(3) 自动控制模式。当对中系统处于自动模式时, 开卷机芯轴液压缸会根据光电感应接收器产生的输出电流自动进行调节, 此时液压缸位置传感器的测量数据作为控制系统的负反馈信号使系统定位更准确高效。一般的生产状态下都会选择自动控制模式。

3 对中控制系统的通讯构成

对中控制系统具有快速性和实时相应的特点, 控制系统选用的是SPC16、以RS232串行通信通过profibus接收PLC控制命令, PLC通过profibus向对中控制系统发出工作模式指令, 并向对中控制系统输入板带的速度信号, 以实现高速状态下的纠偏功能, 并接受对中控制系统的监控信号, 而SPC16控制系统中光电感应传感器与控制器MCU则通过profibus通讯。

4 有效改善对中效果的方法

(1) 在系统容许的范围内增大张力会提高对中的效果;

(2) 板带运行距离越短, 对中效果越好;

(3) 伺服阀定期的零位机械调零, 可以减少跑偏量;

(4) 定期清洁高频光源发生器的玻璃外罩, 可以提高对中效果;

(5) 定期检查开卷机位置传感器的状态, 避免测量杆弯曲变形;

(6) 避免轧制过程中机组的突然加速或减速, 会提高对中效果。

5 总结

德国EMG公司生产的对中控制系统在包钢的热轧平整机组修复缺陷卷的工作中起到了至关重要的作用, 不仅消除了平整机组在平整轧制, 分卷和重卷过程中跑偏现象的发生, 同时也确保了板带质量, 保证整了个平整过程能连续生产。

参考文献

[1]赵家军, 魏立群.冷轧带钢生产问答[M].北京:冶金工业出版社, 2007.

[2]白振华, 杨杰.宝钢平整机板形技术研究[J].宝钢技术, 2003 (01) :48-51.

[3]EMG数字控制系统操作手[K].

[4]孙一康, 童朝南, 彭开香.冷轧生产自动化技术[M].北京:冶金工业出版社, 2008.

[5]胡盘峰, 陈慧敏.带钢跑偏电液控制系统研究与SMULINK仿真[J].机床与液压, 2009 (10) :246-248.

对中控制 篇2

在铝带重卷机生产线上, 由于来料带材的缺陷及生产设备的原因, 带材重卷过程中的跑偏现象不可避免。为保证生产线的正常运行及产品质量的要求, 这就需要在重卷机组中设置对中控制系统。采用液压伺服位置控制系统实现带材的自动对中控制, 可以充分发挥液压伺服系统的响应快、精度高、驱动负载能力大的特点[1]。

1 系统工作原理

在开卷过程中, 铝带中心线应与重卷机组中心重合。当其出现跑偏时, 光电检测器检测出铝带中心线相对于重卷机组中心的偏移量, 输出相应电信号, 此信号经放大器放大后作为电液伺服阀的输入信号, 电液伺服阀驱动对称液压缸再拖动卷取机移动, 形成位置闭环系统从而纠正跑偏, 实现铝带带材在开卷过程中的自动对中[2,3]。

2 主要元件的确定

2 800 mm铝带重卷机对中系统主要技术参数及要求如表1所示。

1) 工作压力确定。确定油源压力ps=14 MPa。

2) 液压动力元件确定。负载力FL= (m1+m2) am+ (m1+m2) gf。选择力士乐CGH2MS2/140/90/200双出杆液压缸, 负载压力PL=FL/AP=9.18 MPa≤2/3×ps=9.33MPa, 合理[4]。其中:AP为液压缸有效工作面积;g为重力加速度。

液压固有频率ωh=43.5 rad/s, 类比同类机器液压阻尼比ζh取值为0.3[5]。阀控液压缸动力元件传递函数为

3) 伺服阀确定。当最大速度Vm=30×10-3m/s时, 负载流量qL=APVm=16.25 L/min。考虑泄漏量, 取qL=18.69 L/min。供油压力pS=14 MPa时, 阀空载流量。选EMG的SV1-10/32/100/6 (△P=7 MPa时, Q=24 L/min, 额定电流△In=±300 m A) 伺服能够满足工作需求。根据样本得到阀固有频率ωSV=2π×85=534.1 rad/s, 阀阻尼比ζSV=0.7, 流量增益KSV=qom/△In=1.89×10-3m3/ (s·A) , 则伺服阀的传递函数为

4) 其他组成元件。

由于输入为跑偏位移, 形成了直接位置反馈, 位移传感器增益为1。光电检测与放大器的时间常数都很小, 响应速度快, 可按放大环节处理取值为88.9 m/A。

3 系统仿真模型建立及PID控制器设计

根据各环节的传递函数, 建立原系统Simulink仿真模型, 如图1上部分所示 (仿真模型中添加Mux模块有利于在Scope模块中比较系统校正前后的响应曲线) 。

由图2细实线部分可看出原系统的调节时间太长, 不能满足系统响应要求。

为了使系统具有更好的动态性能, 在原系统中加入PID控制器以改善系统性能。加入PID控制器的系统仿真模型如图1下部分所示。

本文主要采用试凑法得出较好的参数值Kp=0.6、Ki=0.01、KD=0.01。加入PID控制器的系统仿真曲线如图2粗实线所示, 上升时间短、调节时间快, 具有较好的动态性能。

4 系统频宽

系统闭环伯德图, 如图3所示。

由图中可以看出, 闭环系统的频宽约为55 rad/s大于要求的20rad/s, 可以满足生产实际应用时的系统频宽要求。

5 结语

1) 通过对控制系统的分析计算可知, 选择合适的伺服阀、液压缸, 构成的液压伺服位置控制系统, 可以满足2 800 mm铝带重卷机板带自动对中要求。

2) 未校正时系统的动态性能不理想, 选择合适的PID控制器可以大大改善其动态性能, 频宽也满足实际要求。

摘要：根据2800mm铝带生产中的实际参数建立了对中液压控制系统的数学模型, 利用MATLAB/Simulink对该控制系统进行动态仿真并设计PID控制器, 给出了性能较好的参数值, 并绘制校正后的系统响应曲线及系统闭环Bode图, 从仿真结果上看, 系统能够满足生产实际要求。

关键词：对中控制,PID控制器,Simulink

参考文献

[1]柳洪义.机械工程控制基础[M].北京:科学出版社, 2006.

[2]王春行.液压控制系统[M].北京:机械工业出版社, 1999.

[3]张利平.液压传动系统及设计[M].北京:化学工业出版社, 2005.

[4]官中范.液压传动系统[M].北京:机械工业出版社, 2004.

转动设备主轴对中公差的探讨 篇3

联轴器找中心是转动设备检修中一项重要的工作内容, 找正方法不恰当或找正结果不精确, 会导致转动设备的振动值超标, 影响转动设备的正常工作。联轴器找中心的方法有很多种, 按转动设备的安装位置可以分为卧式和立式两种;按找正简易程度可分为简易找正与系统找正, 简易找正的结果较粗略, 系统找正的结果较理想。

2 同轴度偏差的测量和调整量的确定

2.1 同轴度偏差的测量

通过主轴在特定点的同轴度测量, 就可以确定点的位置。主轴对中常用的两种方式是径向角向测量法和径向反转法。

同心度偏差的测量:不同点的同心度测量数值是不同的, 测量时要注意强调同心度偏差的测量位置和验收点, 建议使用国外比较规范的规定, 即同心度偏差验收点是指联轴器中心点位置或中间节两端的位置, 并不是联轴器任一轮毂端面或主轴轴颈处等其它部位。实际的测量点与规定的验收点存在出入, 在判定偏差是否符合规范时要注意换算成验收点的数值与公差值进行比较。

角向度偏差的测量:角向度在数值上表示成一个角度, 与测量位置无关, 使用传统的百分表测量法测量出来的是长度量, 对角向度偏差的测量属于间接测量, 还要进行换算处理。在工程中, 用百分表法测量要注意区分角向偏差距离值和角度偏差。

对中偏差的分类测量:短联轴器用同心度偏差和角向度偏差两种测量方法即可, 要注意同心度偏差尽量在靠近联轴器传动面处测量;长联轴器、中间节长度在400mm以上或者对于不可能同时完成同心度偏差测量和角向度偏差测量的情况, 就要采用双角向度或者双径向法进行测量。

2.2 同轴度偏差调整量的确定

在同轴度偏差测量工作完成之后, 要进行调整量的确定, 目前常用的方法是通过调整设备前后支腿水平和竖直两个方向的位置来调整, 水平方向上是左右移动设备, 竖直方向上是在支腿间增减不锈钢的垫片。

对中调整量的确定:采用估算试差法确定调整量, 此方法的缺点是耗时较多、速度较慢、精度较低, 不满足对中的高要求, 采用计算法或作图法的方式确定各支腿的调整量, 两种方式的原理一致, 都是利用数学原理中的相似三角形和比例关系确定测量点和设备之腿上的偏差量的数量关系。激光对中仪基于百分表对中的理论, 采用了先进的微处理器和自动算法, 可以自动校正偏差是否在公差允许的范围内, 确定出调整量, 它综合了上述两种方法的优点。

另外, 在对设备进行初对中时, 要首先注意调整平行度偏差, 再调整同心度偏差, 在精确调整时可以一次性的完成调整过程。

3 对转动设备对中问题的分析

3.1 设备联轴器不对中的原因分析

转动设备支腿导致的不对中, 当转动设备的各支腿在分配设备重量时出现不均等的现象, 这种情况就称之为“软脚”, 它是导致主轴不对中的关键因素, 它会使转动设备的外壳承受压力并导致轴承孔变形成为椭圆形;热量变化导致的不对中, 在转动设备工作期间, 驱动装置和从动装置之间不同程度的热胀或冷缩量, 会造成较大程度的不对中量;由于百分表支架挠度 (变形) 引起测量的误差, 进而导致的不对中。

3.2 设备主轴对中的方法

转动设备联轴的节对中是设备安装中最关键的环节。联轴节对中方法有以下几种:用直尺和塞规初步对中;在边沿和表面用十字法标刻度, 此方法的优点是是需要测量的次数少, 不需要同时盘动两轴, 操作简单, 但是注意在结构紧凑的场合使用, 缺点是计算和图解过程较为复杂;图表法;反转读数法及激光器;圆周和端面找正法等。

当对中要求比较严格时, 考虑采用圆周和端面找正法。用百分表精确测量轴的不对中量时, 常两块百分表一起使用, 一块是用来径向测量, 另一块是用来进行轴向测量的。

3.3 设备对中的操作技术分析

使用圆周和端面找正法时对百分表的安装技术分析:百分表必须安装在稳固、无挠度的支撑架上, 支架类型和硬件选择要取决于联轴节的形式和可接近性。百分表将读取联轴节一个半块的读数, 端面读数百分表需要一种叫做摆动器的附件来辅助加固, 以方便读取数据。

测量垂直对中和水平对中:在180°位置读取垂直对中量的读数;用计算公式计算出前、后驱动器安装支脚垫片的变化量, 确定需要增加或是减少垫片;根据计算结果, 先调整前支脚垫片, 再调整后支脚垫片。之后重新定位百分表, 进行水平对中, 并把百分表归零到270°的位置上;在90°位置上读取两个百分表的读数, 确定水平对中量;使用计算公式, 计算垫片的调整量;根据计算结果, 重新定位驱动器, 为了获取精确的可控制的移动量, 在设备每个支脚调整好之后, 用找正螺钉和百分表在每个支脚上进行读数。

3.4 设备对中的前提条件

软脚的确定和纠正:设备精确对中之前, 首先需要确定并纠正软脚的未对中量, 首先拆下驱动器, 把机器底座和支脚整理平整后, 调整设备各零部件的对中量, 对于角形软脚, 可以采取手动切割刻度垫片或叠层垫片的方法, 若底座或支脚出现磨损现象, 采用专门的聚合产品进行加厚处理;确定并纠正百分表支架挠度值:要确定挠度值的大小在纠正此错误值, 当百分表处于0°的位置时, 把百分表壳刻度设定到一个正值, 这个正值等于事先确定的挠度值。如若把百分表设定在180°的位置上, 百分表壳刻度就要设定为一个负值, 这个负值应等于事先确定的挠度。在测量过程中, 先把百分表的指针调整到0 mm, 百分表旋转一周后所得的读数, 应在180°方向减去挠度值, 在90°和270°方向减去挠值的1/2后的值, 才可作为百分表在联轴节上的读数;检查设备的工作状态:设备联轴节对中前, 应检查安装的支脚是否有锈蚀、脏物或油漆等杂物, 存在的话要用刮刀或锉刀去除有突出缺陷的部位;并用扳手检查底座地脚螺栓、底座是否牢固的固定在基础上, 还要检查从动装置是否牢固的栓接在底座上等问题。

参考文献

[1]范安全, 郑华.转动设备主轴对中公差的探讨[J].风机技术, 2011 (2) .[1]范安全, 郑华.转动设备主轴对中公差的探讨[J].风机技术, 2011 (2) .

[2]司苍松, 朱士建.联轴器快速找正法[J].黑龙江冶金, 2006 (3) .[2]司苍松, 朱士建.联轴器快速找正法[J].黑龙江冶金, 2006 (3) .

主轴对中的测量和调整方法 篇4

对中偏差是旋转机械最常见的问题之一。根据相关工业统计表明, 超过50%的设备损坏可以归结到对中偏差和对中错误。因对中偏差过大引起设备的主轴密封、轴承、联轴器以及主轴损坏后的更换费用、额外能耗费用和停产损失, 对任何单位和企业都是不可忽视的。目前我国采用的设备的对中方法主要有: (1) 水平尺和塞尺法, 其精度可达0.1mm; (2) 百分表对中法, 其精度可达0.01mm; (3) 激光仪对中法, 其精度可达0.001mm。其中百分表对中法是最普遍使用的一种方法。

1 产生未对中的原因

1.1 瘸腿

瘸腿是指四个 (或更多个) 支腿不在同一平面内, 不能形成良好接触支承的现象。偏离较大或最大的数值就是瘸腿值。

1.1.1 瘸腿产生的原因

设备支腿质量差;设备基础下面没有清理干净;地脚螺栓的拧紧力矩不正确;底板设计存在缺陷;紧固螺栓因机械振动而松动;灌浆层变质或产生不均匀沉降;设备底座或支腿产生腐蚀现象;设备支腿使用的垫铁不平整或使用的垫铁层数过多;管道应力等。

1.1.2 瘸腿的分类

1) 平行瘸腿 (平行瘸腿指的是设备一条腿和底板之间的间隙是均匀的) 。

2) 角形瘸腿 (角形瘸腿指的是设备一条腿和底板之间的间隙是角状的、不规则的、不均匀的) 。

3) 弹性瘸腿 (弹性瘸腿指的是设备一条腿和底板以及垫片之间没有充分地完全接触, 并存在着弹性变形) 。

4) 管道应力瘸腿 (管道应力瘸腿指的是由于设备和管线之间的接口, 因为管道的应力而产生的变形) 。

1.1.3 瘸腿的检测方法

1) 用塞尺检测瘸腿, 其检测的步骤是:

清洁驱动设备的底座和支腿→重新安装驱动设备, 固定螺栓并处于松动状态→对角线摇动驱动设备, 使底座与支腿的接触充分→用塞尺穿过支脚下面的方法, 检查支腿。

2) 用百分表检测瘸腿, 其检测的步骤是:

按要求的力矩值固定螺栓→把百分表固定在支腿上→松开相应支腿上的固定螺栓, 并记下读数→对所有的安装支腿重复上述的步骤→分析所有的读数, 确定瘸腿。

1.1.4 瘸腿的纠正或消除方法

1) 调整机器轴系的对中, 用垫片垫实;2) 对于过量的角形瘸腿, 必须用机加工或用垫片来填满角向间隙来消除; (注意:一定不要添加过多的垫片, 过渡的纠正将导致附近的支腿产生新的瘸腿) ;3) 重新对中管道, 消除应力。

1.2 热量变化导致不对中

在设备运行期间, 由于驱动设备和从动设备之间不均匀的热胀和冷缩, 将导致过大的偏移;因此在冷态对中时可以反向考虑对中偏差预设值, 以使在热运行稳定状态达到准确的对中或者进行热态对中状态监测, 并调整。

2 主轴对中的分类

两轴的相对位置有以下几种情况:

1) 两个主轴互相平行, 但不同轴;2) 两个主轴同轴, 但不平行;3) 两个主轴既不同轴也不平行, 这时两轴的中心线之间既有径向位移又有轴向位移;4) 两个主轴是处于既平行又同轴的正确位置, 这时的两轴的中心线位于同一直线。

两个主轴处于前三种情况时均不正确, 均需进行调整, 直到获得后一种情况或调整到公差范围内为止。一般在安装时, 从动轴的位置调整好以后无需变动。通常通过调整驱动轴一端来获得正确的对中。在工程上设备的不对中往往是以第三种情况出现的。及轴向位移和径向位移是同时出现的。

3 轴向径向对中法

轴向径向法就是用一块百分表测量同心度偏差, 而另一块 (为了消除轴窜对平行度的影响, 常常采用在直径方向上均布两块) 百分表则测量平行度偏差, 如图1所示:

3.1 找正方法

测量时, 先装好测量架, 并把百分表杆调到二分之一量程处附近 (使其可伸可缩) 。测量架首先位于上方垂直的位置 (0°) , 按照驱动设备的旋转方向旋转驱动轴, 测出径向位移a1和轴向位移b′1、b"3;然后将两半联轴器顺次转到90°、180°、270°三个位置上, 分别测出a2、b′2、b"4;a3、b′3、b"1;a4、b′4、b"2, 将测得的数据记录在图2中 (注意:读数不要记错位置和符号) , 转一圈时百分表应恢复原位。

测量数据要经过复核, 如符合下列条件, 说明测得的数据是准确的, 否则应查明原因。

注意: (1) 上述等式在工程中出现0.02~0.03mm偏差是正常的;

(2) 对于双表法测角向偏差, 由于不控制轴窜, 若出现较大轴窜, 上述公式不成立。

3.2 轴向端面倾斜偏差的测量与计算

3.2.1 轴向端面倾斜偏差的测量

端面测量读数b1、b2、b3、b4是取两个百分表在联轴器的相应位置上测得b′1~b′4、b"1~b"4的平均值, 以消除测量时由于盘车转动而产生轴向窜动的误差。根据图2记录的数值, 计算出b1~b4的值。

3.2.2 轴向端面倾斜偏差的计算

径向偏移量:

轴向倾斜量:

左右向是人在基准机侧, 面对调整机器联轴器端面确定的。

计算所得的正负值及其含义:

ax:正值偏左, 负值, 偏右;ay:正值偏高, 负值偏低;

bx:正值右张口, 负值左张口;by:正值下张口, 负值上张口

3.3 调整设备支承处支腿垫片调整量的计算

设被调整轴由前支腿1和后支腿2支承, 前后两支腿间距离为L2, 联轴器径向测量点至前支腿1的距离为L1, 联轴器测点的回转直径为D。

现以垂直方向调整为例, 若在垂直方向上开口量为b, 径向偏移为a。要使被调整轴调至正确位置, 前支腿1应提高C1, 后支腿2应提高C2, 如图3所示。

由于后支腿2提高了, 前支腿1未动, 被调整轴将绕前支腿1旋转而使半联轴器降低A如图5所示, 由图中相似三角形关系得

然后, 再将两半联轴器调至同轴, 得各支腿的总提高量为:

对于左右方向的调整, 方法完全与上述相同。

计算所得的Cx1和Cx2值若为正值, 则支承点向左调整;若为负值, 则支承点向右调整。计算所得的Cy1和Cy2值若为正值, 则支承点向上调整, 若为负值, 则支承点向下调整。

需要说明的是, 在一般情况下联轴器校正都以达到同轴状态作为理想, 即两半联轴器的中心线对准、两半联轴器的端面互相平行。但是在另一些情况下, 考虑到机组由冷态向热态过渡时的变形, 联轴器在冷态找正时都留有一定偏移量。

摘要：本文根据主轴不对中的特点和类型, 简要地对产生未对中的原因和轴向径向调整方法进行了阐述。

CPC对中系统适应性改造 篇5

莱钢1500mm六辊可逆冷轧机组的作用是在常温状态下, 将材质为电工钢、普通碳素钢和低合金优质钢, 厚度为1.8~3.0mm的经过酸洗切边后的热轧带卷, 经过若干道次的轧制, 使其成为具有所需厚度、表面粗糙度的各种规格的冷轧带卷。在实际生产过程中, 由于来料钢卷的塔形大, 边部不齐, 以及机械设备的原因, 必须使用CPC对中系统来保证带钢在轧制过程中不跑偏, 避免造成设备损坏。原设计采用德国EMG公司生产的光电式控制系统, 在生产过程中, 该系统存在一些问题, 严重影响了生产的稳定顺行, 为此, 对其进行改造, 以适应现场生产的实际情况。

1 系统组成和工作原理

CPC系统主要由液压站、探测装置、控制箱及操作盘、液压随动缸、伺服阀、位移传感器和执行机构等组成, 可实现手动纠偏、自动边位控制、自动对中 (对边) 3种工作方式。CPC控制系统自成一体, 为连续闭环式电液调节系统, 当带材偏离生产线规定的位置时, 测量系统测出板带位置偏差, 并将偏差值输入到电控系统, 电控系统的输出与液压伺服系统相连, 液压系统驱动纠偏执行机构作相应移动, 这样, 板带就准确地行进在预先调整好的中心 (对边) 位置上。

系统工作原理如图1所示, 液压缸的运动方向和速度由伺服阀控制, 伺服阀前设有控制箱及操作盘面板。探测装置将钢带的边位 (中位) 信号输入给控制器, 系统通过电液伺服阀控制放大器来控制伺服阀动作, 带动执行机构实现中位自动控制。

2 CPC创新性改造

2.1 检测系统

轧机使用的CPC系统, 现场检测部分为两套EVK式检测框架, 每套EVK式检测部分由一只检测镜头、一只参考镜头和信号采集电路板组成, 如图2所示, 信号电路板之间进行信号通信, 最终再接入到CPC的控制箱中。在实际的使用过程中, 两块电路板之间的通信会出现异常, 导致信号采集错误, 造成自动对中功能失效。为此, 根据CPC控制电路板的接口及其功能, 将4只镜头全部安装在一块背板上, 使用一块信号采集电路板, 将信号全部引入这块电路板中, 有效避免了通信故障的发生, 改造后的EVM式CPC如图3所示。

2.2 控制系统

在EMG控制箱方面, 莱钢冷轧现场其他线上使用EVM式的CPC对中系统的CPU都是MCU24.1, 没有DP通信接口, 只有轧机CPC的CPU是MCU24.2, 带有DP通信接口, 通过通信电缆与PLC进行数据传输, 但出现问题, 不易排查;同时, 因其与其他CPU型号不同, 必须单独购买备件。为此, 将MCU24.2更换为MCU24.1, 其与PLC通信采用硬接线方式, 增加一块ADE接口模板和一套ET200从站, 以实现相互间的信号传输。

改造使用的设备清单如表1所示。

2.2.1 增加ET200从站

新增一个从站, 配有16点的DI模板和16点的DO模板, 将此ET200从站挂到PLC主站上, 并分配好地址、定义每个通道的含义。DI模板的作用主要是接收CPC的工作状态的信号, 如系统准备好、自动状态、手动状态、对中状态、本地或远程状态;DO模板主要用于输出信号, 远程控制CPC动作, 如自动、手动、对中、左移、右移等。

2.2.2 增加ADE接口模板

在CPC控制箱中增加ADE模板, 并配上相应电缆。电缆中每根线的颜色代表不同意义, 在接线时需要特别注意。

通过PLC的DO模板, 将“自动控制”、“手动控制”“对中控制”“手动左移”“手动右移”“自动巡边”等控制信号, 通过硬线接到EMG的DEA模板。PLC信号输出使用中间继电器, 继电器触点的24V电源必须由EMG提供, 否则无法通信。PLC与EMG的硬线通信线路如图4所示。

CPC系统给PLC系统的反馈信号 (如系统准备好、远程、自动状态、手动状态、对中状态、左移、右移等) , 也需要通过硬线连接到PLC系统的DI模板上, 连接方法同上。PLC系统需要给CPC系统提供24V电源, 否则无法通信。CPC数字量输出线路如图5所示。

2.3 供电电源

一般EMG公司给CPC控制箱配备的电源功率较小, 冬季采用伴热带给灯管加热时, 容易发生跳电, 为此, 将原电源更换为功率较大的电源。同时, 为了给现场2根灯管分别供电, 并能够单独控制, 对CPC控制箱的线路进行改造:增加2个1A的空气开关, 分别给灯管供电, 当现场灯管发生问题时, 空开可以起到保护系统的作用, 并有利于故障的判断和处理。

2.4 电位计

在安装光电检测框架时, 框架中心很难和轧制中心线完全重合, 调整机械位置也很困难, 在CPC程序中调整P参数可以起到一定的补偿作用, 但作用有限。为此, 增加本地电位器对位置进行补偿调整, 即引入手动干预功能。在正常生产过程中, 还可以通过调整电位计消除来料板型过差造成的误动作。

3 结语

修磨机台车上下料免对中机构 篇6

修磨机是对连铸坯表面进行修磨的设备, 主要由主机、台车、上下料区、翻钢机等组成, 为了物流顺畅、提高生产率, 炼钢二厂的修磨机成对布置, 组成修磨机组。在两台修磨机中间安装翻钢机, 用于翻转连铸坯, 该区域的移送车带着介质拖链一起运行, 两台修磨机各修磨一个表面。连铸坯的流转情况如下:移送车在上料区载着连铸坯进入台车, 空移送车退出台车, 台车载着连铸坯沿台车导轨往复运行, 磨头对连铸坯表面进行修磨, 修磨完成后台车开至翻钢区, 该区的移送车将连铸坯从台车上移到翻钢机的入口臂, 经翻钢机翻转后, 移送车再将连铸坯从翻钢机出口臂送到另一个台车上, 对另一个面进行修磨, 修磨完成后由下料区的移送车下料, 连铸坯的修磨程序结束。

在这一系列过程中, 台车上下料是由移送车完成的, 为了确保移送车能够进出台车, 在台车内部也设有移送车导轨, 当两处移送车导轨对齐时台车停下, 即可实现移送车进出台车, 进行上下料操作。台车的停车位置是由光电检测、电气控制的, 由于台车车轮的不均匀磨损, 会使台车的停车位置产生一定的溜车量, 实际停车位置往往是随机的, 给移送车进出台车造成一定的困难。

2 原来的操作方法及存在的问题

2.1 台车对中装置

移送车在台车内外的行走导轨均为凸形, 其上表面的标高一致, 台车实际停车位置与正确位置的偏差量是决定能否顺利上下料的关键。由于台车车轮的不均匀磨损, 会造成台车溜车, 随着磨损量的加剧, 溜车量也逐渐加大。在台车车轮寿命周期内, 最大溜车量可达60mm。

针对台车溜车, 增设了用于控制实际停车位置的专用对中装置:装有定位油缸的支架安装在移送车固定框架上, 在台车的对应位置焊接一个V型定位块, 油缸缸杆作为定位杆, 其头部形状也呈V型, 与定位块相匹配, 在一定范围内有自动复位功能。定位块外口部宽度值即为可控制的台车溜车量, 随着定位块宽度尺寸加大, 其厚度值也相应加大, 受台车与移送车固定框架之间的空间所限, 定位块外口宽度设计为90mm, 即:可控制的台车溜车范围为45mm。

2.2 上下料操作步骤

上料过程为:台车开至上料位置→操作对中装置进行对中→载着连铸坯的移送车进入台车→移送车顶部下降, 将连铸坯落放在台车上→空载移送车开出台车。

下料过程为:台车开至下料位置→操作对中装置进行对中→空载移送车进入台车→移送车顶部上升, 顶起台车上的连铸坯→载着连铸坯的移送车开出台车。

图1显示了原来台车上下料的情况。

2.3 存在的问题

(1) 上下料所需时间长。台车上下料均需对中步骤, 每块连铸坯的每一次上料或下料平均需要时间112s。

(2) 对中装置复杂。该装置包括机械、液压、电气部分, 由设定的程序进行控制, 联锁很多, 该系统中的任何异常都能导致故障发生, 常出现对中缸不动作或动作不到位而引起缸杆头部位置异常现象, 影响台车上下料。

(3) 电信号易受磨屑的影响。

修磨现场的磨屑非常多, 受其影响, 会出现错误的电信号, 如:对中缸的杠杆还处在伸出状态时, 台车就开动, 造成别弯杠杆、损坏对中缸及安装支架等设备故障, 需要进行停产检修。

(4) 台车不能正确对中时, 上下料将发生事故。

当台车溜车距离超过45mm时, 对中装置的定位杆会顶住定位块的边缘, 使台车在不正确的位置定位, 如图2所示。对于这种状况, 系统不会报警, 操作人员又看不到, 这种情况下移送车进出台车极易发生掉道事故, 若掉道发生在翻钢区, 往往还会砸坏移送车拖链, 造成更大的损失。

3 改进后的上下料情况

3.1 移送车车轮工作面的改变

在上下料过程中, 原来移送车车轮的工作面始终是踏面, 这就必须确保台车停车位置准确, 以保证凸导轨对齐, 而轮缘只起导向作用;将台车内部的导轨高度降低, 设计成平面型, 使其与移送车车轮轮缘最低位处于同一标高, 见图3中所示标高“h”。移送车进入台车后, 车轮轮缘直接与平面导轨上表面接触, 使轮缘作为工作面。由于轮缘直径大于踏面直径, 只要车轮轮缘能处于平面导轨的宽度范围内, 就能确保移送车平稳地进出台车, 这样就允许台车有一定的溜车量。

1.台车2.凸导轨3.移送车车轮4.移送车5.平面导轨

改进前后的对比如图3所示: (1) 显示了原来台车内凸导轨的情形。台车内外的移送车导轨对中后允许偏差范围是±X1, 该值是由移送车导轨端面的倒角值决定的, X1最大取10mm; (2) 显示了改进后台车内平面导轨的情形。A与B、C与D分别是移送车两个位置的车轮轮缘外侧, A与B是移送车相对台车允许的左极限位置, C与D是右极限位置, 图中显示的允许偏差范围是±X2, 该值是由平面导轨的宽度决定的, X2最大值取80mm, 即只要移送车车轮轮缘能够位于该范围内, 移送车就能顺利地进行上下料。

3.2 设备改造内容

(1) 台车内部的移送车导轨。将原来的凸导轨改为平面导轨, 通过设计厚度尺寸, 保证上表面的标高为“h”;为了不影响车轮轮缘在导轨上运行, 平面导轨的安装螺栓只使用靠近内侧的一组;为了耐用, 选用45钢进行整体调质处理, 达到180~220HB。

(2) 移送车车轮。为了避免车轮运行中不同工作面转换时产生跳动, 要求车轮轮缘与踏面同心度为0.05mm;整体调质以保证轮缘与踏面这两个工作面的耐磨性, 达到240~280HB, 该硬度值高于导轨的原因是车轮成本高、更换难度大, 确保车轮比导轨更耐磨。

3.3 改进后的操作方法

台车在电气控制下停稳后, 直接操作移送车进行上下料, 步骤如下。

(1) 上料过程:台车开至上料位置→载着连铸坯的移送车进入台车→移送车顶部下降, 使连铸坯落在台车上→空载移送车开出台车。

(2) 下料过程:台车开至下料位置→空载移送车进入台车→移送车顶部上升, 顶起台车上的连铸坯→载着连铸坯的移送车开出台车。

图4显示了移送车在不同运行区域的不同工作面。

4 改进前后的情况对比

见表1。

5 改进后的效果

共改造了4台修磨机, 每年有效工作天数按330天计算。

(1) 增加了有效生产时间

减少了辅助时间:平均每次上料、下料所需时间均减少11s, 每修磨1块连铸坯需要上料、下料各2次, 平均每台修磨机每班修磨21块连铸坯, 实行两班工作制, 每年减少辅助时间=11× (2+2) ×21×2×4×330/60/60=677.6h;

减少了设备检修时间:原来平均每5天发生一次较严重的移送车掉道事故, 平均每次处理事故需要2h, 改进后1年内发生过2次操作失误引发的掉道事故, 检修时间累计8.5h, 每年减少的设备检修时间=2×330/5-8.5=123.5h;

以上2项合计:每年可以增加有效生产时间=677.6+123.5=801.1h。

(2) 减少了备件消耗:原来平均每月由于移送车掉道而损坏一条拖链, 需要进行更换, 改进后没有再损坏过拖链, 每年可以节约12条拖链。

6 结论

设备改进后减少了操作步骤, 但是操作工必须严格执行操作规程, 避免误操作损坏设备;设备维护人员要每周实测台车溜车量, 当接近60mm时要更换磨损严重的台车车轮;点检员要加强对移送车车轮、台车内部的移送车平面导轨等关键部位的点检, 详细记录检修、更换情况, 确定合理的备件库存量;技术员要根据实际使用效果, 调整改进移送车车轮和平面导轨的材质、热处理工艺等, 进一步改善综合性能, 延长相关备件的使用寿命。

参考文献

经纬仪对中与整平的捷径 篇7

第一:安脚架。

这一步比较简单, 根据观测者自身高度在测站点处安置经纬仪三脚架即可。

如果操作者按照第三步和第四步所介绍的方法进行对中和粗平的话, 可不在乎此时所安三脚架的架头是否水平, 后来都能较快做到三脚架架头水平和经纬仪“精平”。

第二:将经纬仪安置在脚架上的要求。

这一步看似简单, 但相当关键, 这一步操作不准将影响“对中整平”的速度。此时应做到三点要求:

1 圆水准器应靠近观测者

比如, 观测者站在脚架1与脚架2之间时 (如下图所示) , 圆水准器应在脚架1或脚架2的正上方, 圆水准器不能置于脚架3的上方, 否则不便于观测。

2 经纬仪应置于架头中央

将经纬仪三角形连接板各边与脚架架头各边平行, 同时使三角形连接板各边到脚架架头各边的距离大致相等, 这样才能使经纬仪置于架头中央, 方便对中整平。

3 应将经纬仪的三个脚螺旋放松并调至大致相同高度

要知道, 三个脚螺旋调至大致相同高度后, 当第四步升降脚架粗平结束时, 仪器也就大致平整了, 避免了大幅度调节某个脚螺旋, 也就减少了对中的影响, 其目的是为了使经纬仪的整平更有效更迅速。

第三:采取挪动脚架的方式进行“对中”。

调节光学对中器的目镜, 使分划板的小圆圈清晰, 同时拉出或推进光学对中器镜管, 使测站点目标成像清晰。保持脚架3不动, 双手提起脚架1和脚架2, (注意提脚架不要提得太高, 避免放下脚架时对中点发生偏移) , 同时前后左右挪动此两脚架, 使测站点点位的图象准确进入光学对中器分划板圆圈中心。

第四:采取升降脚架的方式进行“粗平”。

如果圆水准器在脚架1的上方, 应首先升降脚架2, 旋松脚架2的螺旋, 升 (降) 脚架2高度, 使圆水准器气泡移动, 至气泡、圆水准器圆圈、经纬仪脚架1三者在一条直线上, 再旋松脚架1的螺旋, 升 (降) 脚架1高度, 使气泡移至圆圈中心, 如果气泡仍未移到圆圈内, 可重复以上步骤, 直到气泡移至圆圈中心, 这样就完成了经纬仪的粗略整平。升降脚架并不影响经纬仪的对中效果, 也就是说, 此时仪器仍然处于“对中”状态。 (如上图所示)

第五:“精平”。

在粗略整平的基础上, 只需微量调节三个脚螺旋的高度, 即可使经纬仪管水准器气泡居中, 达到精确整平的目的。首先转动经纬仪至管水准器轴线与脚螺旋1、2连线平行位置, 调节脚螺旋1、2使水准管气泡居中, 然后旋转经纬仪90·, 调节脚螺旋3使水准管气泡再次居中, 此时经纬仪基本水平。但是, 由于调节了三个脚螺旋的高度, 导致圆水准器对中出现少量偏移, 此时可旋松架头上连接仪器的连接螺旋, 眼睛观察光学对中器对中情况, 双手支承在脚架上, 同时护着仪器前后左右平移仪器进行对中, 此时, 又由于平移了仪器导致管水准器气泡未准确居中, 可再次调节三个脚螺旋, 直到既对中又精平。

以上操作步骤与传统方法有明显不同, 并且便于掌握, 具有两大特点:

第一, 取消了垂球对中, 采用挪动脚架对中。教材中要求垂球对中 (垂球大致对准测站点2cm内) 以后, 旋松经纬仪连接螺旋并在架头上滑动仪器, 使垂球准确对在点位上 (精度在2mm内) , 这样操作经常失败, 因为它要求安脚架时既要使架头大致水平, 又要保证垂球对准点位2cm内否则对点精度无法保证在2mm内, 需要重新调整架头水平度, 难度大, 麻烦。而本人提出的操作步骤中取消了垂球对中, 不在乎所安脚架是否大致水平, 采取眼手并用, 双手提起并左右挪动两脚架的同时, 通过光学对点器寻找地面的测站点, 使其进入光学对点器分划板圆圈中心。

第二, 采用升降脚架高度来达到概略整平。即使安脚架时架头不平也无所谓, 可通过升降脚架的高度配合圆水准器使气泡居中来整平, 而此时仪器仍然处于“对中”状态。

摘要：建筑工程类院校都开设有工程测量学科, 其中经纬仪的使用难度大, 又特别是经纬仪的对中与整平难度更大, 其操作步骤复杂, 精度要求高, 由于教材内容陈旧, 阐述不够详细, 令广大师生和工程技术人员头痛, 如何轻松快速准确地进行经纬仪的对中与正平?本论文从安脚架、安仪器、对中、粗平、精平5个方面阐述了使用经纬仪的要求及注意事项, 找到了经纬仪对中与整平的捷径。

关键词：经纬仪,对中整平,捷径

参考文献

[1]李生平.建筑工程测量.北京:高等教育出版社, 2002.

[2]业衍璞.建筑测量.北京:高等教育出版社, 2004.

[3]潘松庆.建筑测量.北京:中央广播电视大学出版社, 2006.