H型钢万能轧机辊缝自动检测系统的应用

H型钢万能轧机辊缝自动检测系统的应用

李仲华①1邹叔峰2

（1：北京中冶设备研究设计总院有限公司北京100029；

2：唐山盛达钢铁有限公司河北唐山063000）

摘要详细阐述了H型钢万能轧机离线组装编码器与磁尺在消除机械间隙时的应用，万能轧机在线辊缝的显示，编码器与磁尺维护要点。重点探讨H型钢辊缝检测要点及特点，分析了H型钢轧制过程中如何控制腹板与翼缘压延配合的方法，把实验室模拟轧制取得的数据应用到实际生产中，通过修正液压辊缝控制系统（HAGC）数学模型，取得了理想的效果。

关键词H型钢万能轧机辊缝自动监测与控制编码器与磁尺磁环

中图分类号TG335．4文献标识码B

doi：10．3969/j．issn．1001－1269．2013．z2．052

Application of theＲoll Gap Automatic Detection

System for the H-beam Universal Mill

Li Zhonghua Zou Sufeng

（1：Beijing CentralＲesearch＆Design Institute for Metallurgical Equipment of MCC Group，Beijing100029；

2：Tangshan Shengda Iron and Steel Co．，Ltd．，Tangshan063000）

ABSTＲACT This paper describes the application of encoders and magnetic feet to eliminate mechanical gap when were assembled offline on H-beam universal mill，and the shows about Universal mill roll gap online；and the ma-intenance points of the encoders and magnetic tape．The main points and characteristics of the detection for the H-beam rool gap is main described，which analysis the method to control the webs match to flange rolling on the H-beam rolling process and apply the data obtained from laboratory simulation of the rolling to the actual production．It finally achieved the desired results by modifying the hydraulic roll gap control system（HAGC）mathematical model．KEYWOＲDS H-beam universal millＲoll gap Automatic monitoring and control Encoders and magnetic tape Magnetic ring

1引言

H型钢万能轧机为四辊轧机，孔型较为复杂，另外H 型钢为复杂断面型轧材，对轧机辊缝调整及弹跳有较高的要求。为了有效解决在线轧钢时的轧辊弹跳，要求在离线轧机组装时对轧机进行预先的压靠和清零；在线轧钢时，为及时、快捷、准确地调整轧机辊缝，要求实时地把辊缝数据显示在远程的显示屏上。为提高轧制质量，必须以辊缝自动检测为基础，实现平立辊缝的在线联调。

2H型钢轧机辊缝自动检测传感器的选型以及检测原理H型钢万能轧机辊系如图1所示。

2．1水平辊辊缝值测量

水平辊辊缝检测传感器选择绝对值编码器，考虑到辊缝检测精确度需求，结合工程经验并综合比较，4096ˑ8192绝对值编码器最为适宜。4096ˑ8192的意思代表编码器每旋转一圈计数4096，编码器最大可以旋转8192圈，编码器总的计数范围就是从0到33554432。因为万能轧机是丝杠压下，需要通过编码器旋转一圈对应的辊缝变化量来计算出一个系数（也称为斜率），编码器发出的数值除以这个系数就是当前的水平辊辊缝量。绝对值编码器发出的数值需要传送到PLC进行处理器，有两种类型，一种是SSI类型的，需要将编码器的数值和时钟连接到SM338位置输入模块；另外一种是总线型、直接将编码器连

Total No．208 Extra Edtion（2）2013

冶金设备

METALLUＲGICAL EQUIPMENT

总第208期

2013年特刊（2）

①作者简介：李仲华，男，1966年出生，山东大学自动控制专业，本科，学士，高级工程师

图1H 型钢万能轧机辊系示意图

接到PLC 的DP 网络系统。总线型编码器的接线大大简化，事故率降低，事故判断更加容易，因此选用总线型绝对值编码器。2．2

立辊辊缝测量

立辊辊缝检测传感器选择磁尺，磁尺的精度为千分之一毫米，

也就是说每1000个码值对应1mm 的距离。磁尺的工作方式是将磁尺安装在立辊箱上，磁环安装在立辊箱内部与立辊共同进退的设备上，当调整立辊辊缝时通过磁环与磁尺位置的改变达到码值的改变。与绝对值编码器一样，磁尺的码值也需要传送到PLC 处理器中，相同的原因也是选择总线型的磁尺。3

H 型钢万能轧机离线组装时的压靠和标定

H 型钢万能轧机在装配间组装完毕后，需要对轧机水平辊和两个立辊进行压靠和对编码器、磁尺进行清零操作。由于编码器与磁尺的工作原理不同，所以清零的方式也不同。另外，立辊分为操作侧和传动侧两部分，因此要对两部分分别清零。3．1

水平辊压靠与标定

首先将水平辊进行压靠，压靠的目的是消除机械间隙。压靠完成后对编码器进行清零操作。编码器的特性决定对编码器即可以做读操作也可以做写操作。清零操作就是将一个固定的码值写入到编码器中，作为零点。为了避免在实际应用过程中出现溢出错误，作为零点的码值应取编码器的中间值（最大码值的一半）。

清零操作完成后将水平辊打开，显示的数值应该与实际测量的数值一样。最后，将水平辊打开到设定辊缝，标

定操作完成（打开后的码值减去清零点码值的绝对值除以斜率即为实际辊缝值）。

水平辊压靠与标定控制流程如图2所示

。

图2

水平辊压靠与标定控制流程图

3．2

立辊压靠与标定

将其中一侧立辊与水平辊压靠，记录压靠后对应磁尺

的码值作为清零点。打开立辊，

测量的辊缝值应与显示的辊缝值一致。将立辊打开到设定辊缝（打开后的码值减去清零点码值的绝对值除以1000即为实际辊缝值），另一侧的立辊清零与此相同，重要的是需要把清零数值记录下来，这个数值在轧机上线轧制时还要应用。

立辊压靠与标定控制流程如图3所示。

2013年特刊（2）

总第208期冶金设备