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摘 要： 针对市场对厚板质量要求高的实际情况，对板型和轧制精度进行控制的伺服系统在线状态监测，成为轧制系统稳定运行的必备条件，将状态监测通过模拟转化形成直观的IBA曲线，并应用于系统故障的预防与诊断，为系统的稳定运行提供了技术支持。
关键词： 液压伺服系统；状态监测；故障诊断；IBA曲线
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0120145-01
1 简介
1.1 厚板精轧伺服系统的介绍
厚板精轧机为了满足板型和厚度的控制，采用单边调整压下量的HAGC（AutorIlatic Gauge Contml System With Hydraulic Actuators），还有板型控制的窜辊系统和弯辊系统等都采用电液伺服系统控制，在整个轧制过程中根据轧制模型，适时数据比对调整轧制的辊缝实现精确轧制。
1.2 伺服系统运行状态的重要性
轧机伺服系统是一个结构复杂且精度高的机、电、液综合系统，其结构和工作原理均比较复杂，其可能的故障源既有结构性的又有参数性的，系统具有时变性和非线性等特性。该液压伺服系统除了死区、滞环、变增益、游隙等典型非线性外，还有控制阀的流量压力特性这种高度非线性因素的影响。同时液压系统受温度与负载等因素的影响，工作点会发生漂移。这些状况对系统的稳定运行影响很大。从正面影响来看，液压伺服系统状态检测变得势在必行，把状态监测作为故障诊断的工具，可以提高设备的可靠性和安全性，保证正常良好的生产秩序和产品质量，延长设备的使用寿命，降低维修成本，推进设备维修体制与方式的现代化。从反面影响来看，如果不对液压伺服系统进行状态检测而去作故障诊断，由于它在生产线上的地位异常重要，一旦发生故障，造成停机或影响产品质量，将带来巨大的经济损失。因此，科学的使用液压伺服系统的状态检测对故障诊断系统是非常必要的，其作用和意义是显而易见的。本文以某钢厂宽厚板精轧机电液伺服系统为研究对象，实现设备在线状态监测系统的科学利用，从而提高设备稳定运行和故障快速诊断的管理。
2 轧机伺服系统状态监测量
某钢厂精轧机钢板轧制主要通过伺服系统进行调整控制，整个系统组成一个完整的信息控制网络，即采用电液伺服阀直接控制辊缝和辊型。其工作原理：在轧机操作侧和传动侧的牌坊下部各有一个自调心AGC压下缸，两侧各有一个既有联系、又能独立工作的控制系统。在操作侧牌坊上装有上下工作辊窜辊缸，上下独立控制又有必然联系；传动侧和操作侧分别有上下工作辊弯辊系统，两侧分别控制并建立闭环联系；在以上伺服系统中有测位信号、测力信号和测厚信号等组成3个反馈回路与主回路组成闭环控制系统。通过科学合理的归类，将影响系统稳定運行的状态量信息集合。
3 在线监测系统在故障诊断中的应用
在线监测系统实现了液压伺服系统状态的实时状态监测及液压缸、伺服阀、液压泵等机械部件和控制系统的故障的快速诊断。以某次故障为例，液压伺服系统快停保护，在线监测系统实时监测到急停信号，对当时的所有设备状态信息进行了保存和报警。接下来以厚板精轧机HAGC伺服系统的状态监测在故障分析中的效率体现。在模拟主画面中看一下厚板精轧机AGC 液压系统的控制图：
系统中两个伺服阀对应两个CHECK阀，用1号阀时，1号check阀打开；用2号阀时，2号check打开。Check阀用于油路通断的控制。卸荷阀在伺服阀正常工作时关闭（得电关闭，失电打开）。在程序逻辑中，引起HGC液压快停的信号有很多，但发生在液压伺服系统中的问题导致快停，通常注意以下几个信号：1）B_Regulation Fault_No HGC Movement：在一秒钟的时间里，伺服阀给定超过20%，位置变化量小于1mm。IBA（77：14）。2）B_Regulation Fault_Position Error too big：在轧制过程中（轧制负载），给定值与实际反馈位置偏差超过5毫米，时间超过一秒钟。IBA（77：15）。3）BV_MxTiltOk：Maximum tiltin
G exceeded：DS侧与OS侧位置偏差不超过3毫米，标定过程中不超过5毫米。
在偶然的轧制过程中，HAGC突然出现快停，并采集快停信号模拟输出形成IBA曲线，在对故障信息进行分析时，发现DS侧的伺服阀信号正常，同时check阀信号正常，油路和AGC接通，但DS侧的AGC液压缸不动作，分析DS侧的卸荷阀不能正常关闭，使系统不能建立起压力。经现场拆阀，卸荷阀被卡阻；所以再次启动HGC时，DS侧的HAGC起不来，最终两侧超差卸荷。而且无论是用1号阀还是2号阀，HGC液压缸都无法起来，去掉卸荷阀的卡阻物，系统正常。
4 结束语
通过对厚板液压伺服系统控制量的分析，设备状态检测量关键信息的研究，利用在线监测系统可以快速、有效地反映设备的运行状态和提高故障诊断效率。厚板伺服系统设备状态在线监测具有很强的适用性。利用液压伺服系统在线状态监测，可以实时和远程分析液压伺服系统各项控制参数，保存、记录和分析故障数据，评定设备状态和性能。对保证系统正常运行，提高设备的可靠性和安全性、延长设备的使用寿命，降低维修成本和待出品率具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]陈章位、路甬祥、傅周东，液压设备状态监测及故障诊断技术，《液压与气动》，1995（2）：3-7.
[2]路甬祥，《液压气动技术手册》，北京：机械工业出版社，2007.
关键词： 液压伺服系统；状态监测；故障诊断；IBA曲线
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0120145-01
1 简介
1.1 厚板精轧伺服系统的介绍
厚板精轧机为了满足板型和厚度的控制，采用单边调整压下量的HAGC（AutorIlatic Gauge Contml System With Hydraulic Actuators），还有板型控制的窜辊系统和弯辊系统等都采用电液伺服系统控制，在整个轧制过程中根据轧制模型，适时数据比对调整轧制的辊缝实现精确轧制。
1.2 伺服系统运行状态的重要性
轧机伺服系统是一个结构复杂且精度高的机、电、液综合系统，其结构和工作原理均比较复杂，其可能的故障源既有结构性的又有参数性的，系统具有时变性和非线性等特性。该液压伺服系统除了死区、滞环、变增益、游隙等典型非线性外，还有控制阀的流量压力特性这种高度非线性因素的影响。同时液压系统受温度与负载等因素的影响，工作点会发生漂移。这些状况对系统的稳定运行影响很大。从正面影响来看，液压伺服系统状态检测变得势在必行，把状态监测作为故障诊断的工具，可以提高设备的可靠性和安全性，保证正常良好的生产秩序和产品质量，延长设备的使用寿命，降低维修成本，推进设备维修体制与方式的现代化。从反面影响来看，如果不对液压伺服系统进行状态检测而去作故障诊断，由于它在生产线上的地位异常重要，一旦发生故障，造成停机或影响产品质量，将带来巨大的经济损失。因此，科学的使用液压伺服系统的状态检测对故障诊断系统是非常必要的，其作用和意义是显而易见的。本文以某钢厂宽厚板精轧机电液伺服系统为研究对象，实现设备在线状态监测系统的科学利用，从而提高设备稳定运行和故障快速诊断的管理。
2 轧机伺服系统状态监测量
某钢厂精轧机钢板轧制主要通过伺服系统进行调整控制，整个系统组成一个完整的信息控制网络，即采用电液伺服阀直接控制辊缝和辊型。其工作原理：在轧机操作侧和传动侧的牌坊下部各有一个自调心AGC压下缸，两侧各有一个既有联系、又能独立工作的控制系统。在操作侧牌坊上装有上下工作辊窜辊缸，上下独立控制又有必然联系；传动侧和操作侧分别有上下工作辊弯辊系统，两侧分别控制并建立闭环联系；在以上伺服系统中有测位信号、测力信号和测厚信号等组成3个反馈回路与主回路组成闭环控制系统。通过科学合理的归类，将影响系统稳定運行的状态量信息集合。
3 在线监测系统在故障诊断中的应用
在线监测系统实现了液压伺服系统状态的实时状态监测及液压缸、伺服阀、液压泵等机械部件和控制系统的故障的快速诊断。以某次故障为例，液压伺服系统快停保护，在线监测系统实时监测到急停信号，对当时的所有设备状态信息进行了保存和报警。接下来以厚板精轧机HAGC伺服系统的状态监测在故障分析中的效率体现。在模拟主画面中看一下厚板精轧机AGC 液压系统的控制图：
系统中两个伺服阀对应两个CHECK阀，用1号阀时，1号check阀打开；用2号阀时，2号check打开。Check阀用于油路通断的控制。卸荷阀在伺服阀正常工作时关闭（得电关闭，失电打开）。在程序逻辑中，引起HGC液压快停的信号有很多，但发生在液压伺服系统中的问题导致快停，通常注意以下几个信号：1）B_Regulation Fault_No HGC Movement：在一秒钟的时间里，伺服阀给定超过20%，位置变化量小于1mm。IBA（77：14）。2）B_Regulation Fault_Position Error too big：在轧制过程中（轧制负载），给定值与实际反馈位置偏差超过5毫米，时间超过一秒钟。IBA（77：15）。3）BV_MxTiltOk：Maximum tiltin
G exceeded：DS侧与OS侧位置偏差不超过3毫米，标定过程中不超过5毫米。
在偶然的轧制过程中，HAGC突然出现快停，并采集快停信号模拟输出形成IBA曲线，在对故障信息进行分析时，发现DS侧的伺服阀信号正常，同时check阀信号正常，油路和AGC接通，但DS侧的AGC液压缸不动作，分析DS侧的卸荷阀不能正常关闭，使系统不能建立起压力。经现场拆阀，卸荷阀被卡阻；所以再次启动HGC时，DS侧的HAGC起不来，最终两侧超差卸荷。而且无论是用1号阀还是2号阀，HGC液压缸都无法起来，去掉卸荷阀的卡阻物，系统正常。
4 结束语
通过对厚板液压伺服系统控制量的分析，设备状态检测量关键信息的研究，利用在线监测系统可以快速、有效地反映设备的运行状态和提高故障诊断效率。厚板伺服系统设备状态在线监测具有很强的适用性。利用液压伺服系统在线状态监测，可以实时和远程分析液压伺服系统各项控制参数，保存、记录和分析故障数据，评定设备状态和性能。对保证系统正常运行，提高设备的可靠性和安全性、延长设备的使用寿命，降低维修成本和待出品率具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]陈章位、路甬祥、傅周东，液压设备状态监测及故障诊断技术，《液压与气动》，1995（2）：3-7.
[2]路甬祥，《液压气动技术手册》，北京：机械工业出版社，2007.