轧辊磨床软支撑压力数字化控制技术浅析

　　摘要： 本文介绍了数控轧辊磨床软支撑装置压力数字化控制的工作原理、组成及压力控制实现方式，为设备维护提供理论基础。
　　关键词：数控轧辊磨床；软支撑装置；压力控制系统
　　1 前言
　　现代热带板材轧钢生产线所配套的轧辊磨床一般都装备软支撑装置，这样在磨削轧辊时无须拆除轧辊的轴承座，简化了工序，降低了生产成本。工作辊磨床的软支撑装置安装在磨床的中心托架两侧，其液压缸支撑轧辊轴承座，主要是用来消除轧辊驱动侧和传动侧的不平衡力；避免轴承座在轧辊旋转过程中的偏摆，因为这种不平衡力和偏摆会对磨削精度带来负面影响。
　　为了保证软支撑液压压力的精确，系统采用了数字化控制技术，沿输入端到输出端增加了一套数字化反馈通道，具有控制可靠，抗干扰能力强的特点。
　　2 软支撑压力控制数字化原理
　　图1为工作辊磨床软支撑装置的压力控制系统，其主要由压力传感器、A/D模块、计算机PLC控制单元、D/A模块、放大器、比例阀等组成；核心组件为A/D模块、计算机控制单元、D/A模块，从而实现整套机构的数字化。
　　2.1 A/D模块 A/D模块采用德国Beckhoff公司的KL3022，其主要功能是接收来自压力传感器的电流模拟信号并将转换成十六进制数字信号，通过K-bus总线传输至计算机控制单元，信号处理范围为4-20mA，分辩率为12bit。
　　2.2 计算机控制单元 计算机控制系统用Beckhoff TwinCAT PLC control进行PLC编程，编程环境与IEC61131-3相兼容。作为磨床控制系统的一部分，软支撑装置的控制系统也集成在其中，其压力控制部分的PLC程序主要有输入和输出功能块：
　　2.2.1输入功能块 输入功能块接受来自A/D模块（KL3022）数据，图2是软支撑装置压力控制PLC输入功能块的代码（FDB图）：
　　如图3所示：KL3002_ReadAnalog是对来自A/D模块KL3002的数据进行内部计算的功能块，SI_SOFTLOADER_HS_PRESS_FEEDBACK（即KL3002模块的数据）输入到该功能块的inVal 接口；offset为偏移量的设定接口；输出值为AVAL_Softl_Act_Press_HS（即实际压力），此值也可用于HMI等其他程序的调用，也是压力控制程序中的一个重要参考量。
　　2.2.2输出功能块 图3为软支撑装置输出功能块代码（FDB）：
　　如图3所示：NVAL_Soft_Press_HS_BOTTOM即为设定的压力值，为长实型数据（不同的轧辊类型此值不同，根据轧辊轴承座的重量确定），此数据经过一定条件（轧辊类型选择、自动/手动磨削选择、与实际值比较）输入到KL4032_writeAnalog功能塊，经过内部计算 （计算式为：m_In/MaxValue*32767） +AnalogOffset）并由长实型数据转换成整数型数据再以十六进制方式输出到D/A模块（KL4032），然后由D/A模块（KL4032）将十六进制数据转换成电压信号发送到比例放大器。
　　2.3 D/A模块D/A模块采用德国Beckhoff公司的KL4032，主要功能是接收来自计算机的数字信号并将转化成模拟信号（电压），处理信号范围为-10/+10V，分辩率为12bit。
　　3 结束语
　　为了适应轧辊磨削更精确更高效的要求，轧辊磨床已经由以前的重点配置数字化过渡到了全面数字化阶段，分析这些设备的数字化控制特点及原理，对于设备的日常维护和功能升级有着十分重要的意义。
　　（作者单位：河北钢铁集团邯钢公司邯宝热轧厂）

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