总第303期
2021年第3期HEBEI METALLURGY
Total No.303 2021，Number3
热轧立—磁尺数值异常原因分析与改进
韩永成，田超，高丹
（唐山工业职业技术学院自动化工程系，河北唐山063299）
摘要：分析了某热轧线中用于检测立车昆水平液压缸位置的磁尺数值偶尔发生跳变的原因，并进行了改进。认为磁尺清零位置程序计算故障是导致磁尺数值异常的根本原因。通过增加清零程序联锁、扩大出现极限值的范围等措施，使热轧立车昆磁尺数值跳变得到根本解决。
关键词：热轧；立车昆；宽度；磁尺；数值跳变；清零位置
中图分类号:TG142.21文献标识码:A文章编号：1006-500（2021）03-0066-03 doi：17.ki.9-1/2.00292314
ANALYSI AND IMPROVEMENT OF ABNORMAL VALUE OF MAGNETIC RULER FOR HOT ROLLING VERTICAL ROLLER
Han Yongchexg,Tian Chao,Gao Dan
(Denartmext of Automation EngineeOng,TangsPan Polytechnic,TangsPan,Hebei,063299) Abstract：This paper analyzes the reason why the maonedc rpleo value used/detect the position of the hori-zzntai hydravlic cyOvdeo of the vertical roller occasionall y jumps in a hot rolling One:and improvement is mabe.Il is cnnsiVered that the fundamental reason for the maonetic rplerC apnormai value is the program cai-Chladng favit for the zero clearing position of the maonedc roleo.By adding the interlock of clearing program and expanding the range of limit value,the apnormai value of maonedc rpleo of hot rolling vertical roller can be fundamentally solved.
Key Words：hot rolling；vertical roller；wiVth；maonedc rpleo；numerical-ump；reset position
0引言
近年来，伴随着我国钢铁产能的不断扩大，国内钢铁市场迅速由供不应求走向产能过剩，热轧带钢生产企业承受着市场竞争、环境保护、资源短缺等多重压力［2］。提高热轧产品的成材率成为钢铁企业保
持产品市场竞争力必须面对的问题⑶。为了防止带钢在进入轧机后跑偏及对宽度的影响，一般在粗轧或精轧机组前都装有立车昆轧机⑷。目前大部分立车昆轧机采用上传动与侧压装置结合共同实现立车昆相应的控制功能⑸。立车昆侧压装置主要通过调整立车昆轧机的开口度实现防止带钢跑偏和宽度调整的目的。由于液压驱动的装置，具有响应速度快、控
收稿日期:2020-10-09王晓晨
基金项目：唐山工业职业技术学院课题（编号：YJKT222204）
作者简介：韩永成（980-），男，工学硕士，高级工程师208年毕业于燕山大学控制理论与控制工程专业，现在唐山工业职业技术学院自动化工程系工作主要从事冶金自动化控制、工业机器人技术应用研究,E-mail:tsautomatic@163 制精度高等优点⑹，因此立车昆测压常采用液压驱动。关于热轧立车昆的控制许多学者进行了研究，文献［7］采用非线性有限元软件MARC，通过分析粗轧过程中板坯边角部金属的流动趋势、轧件表面等效应力-应变及温度场的分布规律。模拟了立车昆调宽工艺条件下，轧件边角部金属向板坯表面流动，在原始边角部位置表现出低温、高应力应变规律，是产生裂纹翘皮等缺陷的高危区。文献［3］结合某厂热连轧机组粗轧段立车昆侧压调宽轧制的工艺特点，建立了立车昆-水平车昆轧制的三维弹塑性有限元模型，建立了控制头尾端形状的短行程控制模型，并应用于生产，取得较好的效果。
然而在实际生产过程中无论采用何种控制方法对立车昆开口度进行控制，液压缸的位置传感器都是最基础的部分，如果检测出现问题则控制功能无法正常进行。某热轧线偶尔发生侧压装置磁尺（位置检测传感器）数值跳变问题，给生产造成严重影响。通过现场排查，发现磁尺及其控制回路正常，因此将
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河北冶金2021年第3期
故障点锁定在程序运算上。本文在对立车昆磁尺数据分 上，到了程序中存在的隐患，进行了优化2上磁尺数值跳变1°1立—装置结构及磁尺信号！
11侧压装置整体结构
立车昆轧机分为传动侧和工作侧，在传动侧和工作侧各有1°立在方向上由电动机旋转，水平方向上，单侧由3个如图1所示。从图1中可以看出，单侧上下各有1个由伺服阀控制的液压缸（AWC缸）和1个电磁阀拉°立调整由AWC缸实，拉在正常情施加一个远离方向的力，保证立车昆机械结构与AWC密接触，消除间隙。每一个AWC1根内置式磁尺，于检测AWC缸的行程°
图1立—侧压装置
Fig.1SiVe pressing device of verticel roller
1.2磁尺信号处理过程
本文研究的磁尺采用MTS磁尺，磁尺行程600 mm，信过2所示°磁信入专大器，处理为2进制信号，共1位°经过放大器2进制信入PLC的I/O模块,PLC根反馈数值进行。每一位2进制数示5^m°结合机械设备行限制，程序中设定的磁尺机械限位是560mm°
磁尺—►放大器—►I/O模块
―►PLC
图2磁尺信号过程
Fig.2Process of maynetic rvler signal processing
2问题描述及改进i
2.1问题描述
在生产过程或检修后根据现场设备状况需要进行磁尺数值清零。然而在磁零后设备试车或实际生产中出现过多次磁尺数值跳变，HMI画面磁尺数值会突转到2500mm，给生产带来极大隐，必须到根源加以解决。由于跳转到的数值远远大于磁量程，排除机械故障的可，需、电进行分°
2.2故障原因分析
由1.2章节可知，每个二进制数值代表5^m，而PLC板卡硬件采集的磁尺由1位组成，最大数值为524287°因此PLC能够收到的经运算得到的最大数值为2621.435mm，如果不考虑机械设备限制，的确会存在出现2500mm的可能性。以PLC 为分界点，只可能有2种情况：一是PLC收到的数值异常；二是PLC在漏洞°通过数据分件发现，磁尺数值跳变时磁尺反馈的数值并没有异常。因此将故障点在上。下面给出磁尺数过程°
于计算磁尺数值的二进制数值由（1）式
到：
c二c n-C z+C M（1）式中，c为磁尺有效计数值；C n为当前计数值;
C z为清零计数值°
C N二｛(2)
(3)
二C p,
C MAX-C MIN，C D<C STRN
-（C max-C min），C d
〉C strp
C d二C n-C z
式中，C MAX二524287，C MIN二0,C STRN
C STRP二C MAX+C P-C MIN，C P
通过式（1〜（3）可以看出，如果清零时不在机械零位附，当AWC过，也就是C d<0且逐渐减小，如图3所示°
图3磁尺有效计数值与不同清零值的关系
Fig.3RelationsPiq between effective
count value of maynetic rvler and different reset value
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图3中绘制了不同清零位置对应机械零位的曲线，当清零值〉IC p I时，在AWC缸缩回C d<C strn 时C二524237-C d，即C-504237，此时磁尺反馈数值约为2522033mm。
2.3改进措施
(1)清零程序联锁。增加2个条件：一是在AWC位(即杆全)增加判断和提示；二零位置与上次清零位置大于±10mm不零，并增加提示。改进后磁零 4示。
(2)将数值减小，将出现极限值的范围扩大，数值从-20000调整为-30000o
3结论
通过对某热轧线立车昆磁尺数值跳变开展研究，排除了磁件故障，认为故障磁尺数据异常跳变源。增加清零联锁和扩大极限值范围后，磁尺数值跳变到。
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图4改进后的磁尺清零流程
Fig.4Maynedc rpleo zero clearing process after improvmexi (上接第9页)
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