宝钢2050热轧加热炉步进梁液压控制系统研究

论文摘要

目前,步进式加热炉被广泛应用于板材、棒材或线材的热轧生产中,对冷态或热态的钢坯进行炉内步进式运送并加热。加热炉是热轧的首道工序,而步进梁是加热炉生产性设备中的重中之重。在连续快节奏的生产中,步进梁运行的正常与否,直接关系到了加热炉的生产能力和整个热轧产能的发挥。大型加热炉步进梁的控制一般都采用液压驱动方式,也有一些采用电动和液压相结合的控制方式。对于液压控制系统来说,一般可分为泵控系统和阀控系统。宝钢2050热轧1-3号加热炉的液压系统采用泵控系统。泵控系统控制方式比较复杂,因此故障发生后难以迅速找到故障点。此外,泵控系统属于容积调速,由于其液压泵输出流量与负载元件流量相一致,这使得步进梁的速度对于流量变化的敏感度很高。对于2050加热炉步进梁两段式框架结构来说,想要保持两段框架速度的一致性,显得较为困难。本文针对上面提出的问题,以宝钢2050热轧3号加热炉综合大修改造项目为背景,对3号炉步进梁液压控制系统进行了深入的研究,并针对实际的一些问题逐一进行了改进和解决。通过对最高速、加速度、运行周期等要素的综合计算分析,将原有系统液压主泵6+1的运行模式改为4+1模式,使整个液压系统节能幅度达到33.33%,两台主泵的停用同时还解决了摆角表停产无备件的问题；此外,还利用传统主从方式的控制原理,设计出了适合远距离多组比例泵的液压同步控制策略,既很好地解决了两段框架升降不同步的问题,也避免了系统振荡现象的产生。最后,针对液压系统复杂、故障点多、发生故障后难以查找故障点等问题,研究设计了液压故障在线诊断系统,采用模块化的数据处理方式,使系统判断故障更迅速、准确、高效。本文提出的液压主泵运行模式改进计算方法、同步控制方法和液压故障诊断方法,对于同3号炉一样，虽历经改造，但液压系统利用的1、2号加热炉具有应用推广价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究内容及现实意义
• 1.3 论文组织
• 第2章 步进梁机械结构及液压系统分析
• 2.1 步进梁机械结构
• 2.2 步进梁液压站组成及其功能
• 2.3 步进梁液压系统控制原理
• 2.3.1 比例液压控制系统概述
• 2.3.2 比例液压控制系统组成
• 2.3.3 比例液压控制系统动作原理
• 2.4 步进梁动作过程分析
• 2.4.1 液压主泵运行模式
• 2.4.2 步进梁方向控制
• 2.4.3 步进梁速度控制
• 2.5 本章小结
• 第3章 步进梁速度控制及液压主泵运行模式研究与改进
• 3.1 步进梁速度控制研究
• 3.1.1 调速方法概述
• 3.1.2 泵控系统调速
• 3.1.3 PLC对步进梁的速度控制
• 3.1.4 斜坡发生器
• 3.2 主泵运行模式研究与改进
• 3.2.1 改进目的及原则
• 3.2.2 主泵数量、加速度及周期的确定
• 3.2.3 主泵6+1到4+1模式的转换
• 3.2.4 步进曲线加减速点的确定
• 3.3 本章小结
• 第4章 步进梁升降同步控制策略研究
• 4.1 液压闭环同步控制策略的比较与确定
• 4.2 步进梁升降同步控制研究
• 4.2.1 步进梁同步控制原理
• 4.2.2 步进梁同步控制原则及参数关系
• 4.2.3 步进梁同步控制具体步骤
• 4.2.4 控制效果
• 4.3 本章小结
• 第5章 步进梁液压在线诊断系统研究
• 5.1 液压在线诊断系统功能描述
• 5.2 液压在线诊断系统诊断模式
• 5.3 电文校验模块
• 5.4 基本功能诊断模块
• 5.5 综合故障诊断模块
• 5.5.1 上升运动
• 5.5.2 下降运动
• 5.5.3 前进运动
• 5.5.4 后退运动
• 5.5.5 停止状态
• 5.6 故障报警模块
• 5.7 液压在线诊断系统HMI
• 5.7.1 HMI基本布局
• 5.7.2 HMI的功能
• 5.8 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介