钢轨预弯控制要点解析.ppt

介绍了预弯变形原理、 预弯控制系统组成、 预弯变形的控制原理等内容。 重点掌握预弯控制系统的特点及预弯控制原理。 主要内容有： 百米重轨冷床特点 百米重轨空冷弯曲特点及其影响因素 西门子PCS7控制系统的特点以及它与S7系列PLC之间的关系 预弯控制策略与控制原理等相关内容。 11.2 预弯变形的原理 要想改变钢轨的矫直前弯曲度，可以在冷床区通过预弯控制系统使用“预变形法”来改变钢轨的矫前弯曲度。 重轨冷前预弯变形的原理是：在冷却前对钢轨预先进行一个与自然冷却后的弯曲方向相反的反向弯曲，随着冷却进行，所施加的预弯曲能“补偿”钢轨冷却过程形成的应力弯曲，最终达到改善钢轨平直度的目的。 11.2 预弯变形的原理 通过“把平直钢轨终冷曲线等值反向弯曲后，再建立钢轨弯曲变形、残余应力之间预弯控制数学模型”的方法，可实现对百米重轨预弯的控制目的。其步骤如下： （1）在控制程序的设计阶段: 考虑因素：初始温度、钢种及环境温度(自然 冷却) 建立预弯控制初始数学模型，由此模型计算 出对应不同条件的预弯参数， 根据此预弯参数来确定冷床入口处39 部小车 各自的横移控制目标值。 11.2 预弯变形的原理 （2）在预弯的调试过程中， 对设计阶段建立的预弯控制初始数学模型进行完善。通过预弯控制数学模型自学习，最终确定出满足百米重轨生产的预弯控制数学模型。 （3）结合冷却过程钢轨不同部位的冷却速度及纵向变形，通过实施钢轨预弯方案，可以使重轨冷却后弯曲的弦高能够控制在.50~0.75m,为矫直后残余应力的控制奠定工艺基础。 11.3预弯控制系统组成及控制功能 钢轨预弯系统：由“冷床控制”和“预弯控制”两部分组成 冷床控制系统：电气自动化控制主要功能是 为冷床提供动力，在计算机控制系统协同下， 保证预弯变形和冷床其它动作的准确控制与实 施。 11.3预弯控制系统组成及控制功能 冷床设备的基本组成包括如下几部分： （1）机械：如固定梁、活动梁、接手等。 （2）电气：包括辊道驱动马达、变频器、码盘、传感器。 （3）液压站：其作用是为一些液压设备提供蓄能。 （4）控制系统：包括硬件、控制系统软件、监控软件、应用软件。 包钢百米重轨生产线的冷床区设备大体上可分为如下六个部分： （1）入口辊道(入口辊道的功能是把钢轨从CCS轧机辊道运至冷床区。 ) （2）带弯曲装置的入口横移定位系统(入口横移定位系统(带预完弯装置)的功能是把钢轨从入口辊道运至步进梁，并完成预弯动作) （3）步进梁移送系统(共计28组，即冷床本体，由活动梁和固定梁组成,步进梁系统的功能是使钢轨冷却 , 在步进梁上完成预弯的。) （4）出口横移定位系统(轧件放到出口辊道上后返回到原始位置，可以开始下一轮循环。 ) （5）出口辊道。(钢轨须送到辊道的出口侧，从输出辊道送到矫直机中以便进行矫直 ) （6）液压动力系统主要设备分类 预弯控制系统 SIMATIC PCS7全集成自动化过程控制系统 (统一的硬件、软件平台 ) WinCC（Windows Control Center），即视窗控制中心 (人机界面组件 ) OPC是Object Linking and Embedding（OLE）for Process Control的缩写，它是对象链接和嵌入技术在过程控制方面的应用（将办公室、HMI系统(如WinCC)、PLC和现场设备集成为一体。 ） 11.3.2 预弯变形过程 钢轨进入冷床后的预弯主要通过三个步骤来完成： 定位 对齐 预弯 上述动作的完成要通过冷床控制系统和预弯控制系统的同步控制来实现。 11.4预弯控制策略 预弯变形控制策略主要包括 预弯控制系统设计 预弯控制曲线的设定、参数整定等 11.4.1预弯控制系统设计 （1）根据参考曲线实施预弯。 （2）预弯后钢轨通过活动梁移送时，各活动梁要保持同步，避免在移送过程中因不同步而造成钢轨发生形变。预弯和同步都采用了闭环控制。 所有参与预弯的小车同起同停。即所有预弯动作所需时间是一样的，都是T0，如果行程不同，速度也就不同。 在预弯控制系统中反馈信号不是电流信号或电压信号，而是来自光电码盘的脉冲信号。 11.4.2预弯控制曲线的设定 预弯控制曲线包括 理论曲线 参考曲线 实际预弯后的曲线三种。 11.4.2.1预弯理论曲线的数值模拟 在实际生产工艺中，百米钢轨轧制后先按预弯方案进行预弯，再放置到冷床上自然冷却，在冷却的过程中钢轨之间的间距大概0.5米左右。为保证实际生产中的预弯效果，因此需要预先确定百米钢轨的预弯方案，因此要熟悉平直钢轨在自然冷却下的温度场、变形和应力的规律。 11.4.2.2 U75V百米钢轨预弯模拟的预弯参考曲线 * * 百米高速钢