板带轧机液压AGC综合测试系统及故障诊断研究

【摘要】：液压厚度控制系统(AGC)是现代大型板带轧机的核心系统,其性能好坏或工作是否正常是决定钢带质量和产量的关键。液压AGC以重载、高精度、高响应及机电液耦合为特征,由液压系统、控制系统、机架辊系、伺服元件等构成,通过力马达、伺服阀、伺服缸等转换元件及辊系、轧件、动力润滑轴承等工作界面构成了机械与液压能量之间的转换,从而形成机电液多重交叉耦合与复杂的内部反馈,容易产生耦合振荡或故障。如2000年我国某钢厂1450热轧液压AGC与主传动的耦合振荡造成了板带严重超差,最后引起断轴;1996攀钢光整机组液压AGC压靠投运的失稳故障使光整板一度停产,造成了巨大损失。因此液压AGC的测试与故障诊断,已经成为我国钢铁行业所关注的焦点。 本文在总结国内外大量文献资料的基础上,从轧机液压AGC原理和模型出发,并结合攀钢、宝冶、武钢的实际项目,就液压AGC故障诊断技术及系统开发、轧机原型系统的离线试验等方面展开了较深入的研究。 全文共分七章。第一章简要阐述了研究目的和意义,并就国内外有关液压测试和诊断技术的现状及发展趋势作了综合评述。 第二章分析了轧机液压AGC的组成与控制原理,研究了液压AGC的故障类型、机理和失效形式,并以此为基础提出了液压AGC故障树和面向系统性能的诊断策略。文中还针对轧机液压AGC控制系统的特殊性,提出了运用在线监测、离线试验、故障仿真相结合的方法进行监测和诊断,构建了液压AGC监测诊断系统的总体框架。 第三章研究了液压AGC动态特性与静态特性的试验与测试技术,并且开发了用于宝钢和攀钢的的15000KN液压AGC综合测试系统。由于通过普通的实时在线监测和诊断技术无法提取某些液压AGC元件的重要特性和故障特征,所以构建具有故障解耦功能的AGC原型系统试验台,将伺服元件的定期试验与在线监测结合起来,是实现液压AGC正确诊断和提高诊断精度的重要保证。论文建立了试验系统的动态模型,提出了轧机液压AGC离线现场原型动态试验及AGC油缸双向全程摩擦特性试验的试验方法及评价标准;提出了串级双环油温控制策略,解决了大滞后温控系统油温控制精度低的问题;针对轧机伺服阀流量范围宽的特点,开发了基于测频/测周法的流量测量技术,提高了流量特性的测试精度;还结合工程项目,开发了试验控制软件和基于力伺服加载的轧机油缸双