0 引言
在寬厚板軋線上,Mulpic系統是軋線的重要組成部分,對需要水冷的品種的產品質量有著至關重要的影響,而水量控制是Mulpic一級控制的精髓,可以說只要水量控制做到優秀,水冷產品的質量就可以不必擔憂,本文主要研究Mulpic的水量調節閥對水量調(diao)節的作用以及程序控(kong)制(zhi)。
1 大小閥的結構以及作用簡介
Mulpic設(she)備位于精軋機后、熱矯直(zhi)機前,用于水(shui)冷鋼(gang)板,主要分為(wei)ABCD四個(ge)部分。A區(qu):HWD—highwaterdensity高壓(ya)水(shui),MWD—mediumwaterdensity中(zhong)(zhong)壓(ya)水(shui),B、C、D區(qu):MWD—mediumwaterdensity中(zhong)(zhong)壓(ya)水(shui)。A區(qu)單獨(du)一根供水(shui)管(guan)(guan),BCD區(qu)共用一根供水(shui)管(guan)(guan)。A區(qu)包(bao)(bao)(bao)含DQ(淬火)模式,對水(shui)量(liang)要求(qiu)很大,包(bao)(bao)(bao)括12組管(guan)(guan)道(dao)(dao),每(mei)(mei)組管(guan)(guan)道(dao)(dao)包(bao)(bao)(bao)含12組大小(xiao)閥,單獨(du)控(kong)制管(guan)(guan)道(dao)(dao);BCD區(qu)域(yu)對水(shui)量(liang)要求(qiu)較低,每(mei)(mei)區(qu)域(yu)只有一組管(guan)(guan)道(dao)(dao),每(mei)(mei)區(qu)域(yu)包(bao)(bao)(bao)含2組大小(xiao)閥。
1.1 大小閥結構功能簡介
大小閥控制著ACC水(shui)泵房(fang)來(lai)水(shui)通往極(ji)管(guan)(guan)的流量(liang),分別(bie)為上極(ji)管(guan)(guan)和下極(ji)管(guan)(guan),現以D區為例,安(an)裝結構如圖1所示(shi)。
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圖1 大小閥及水冠閥結構(gou)圖
1.2 大小閥的邏輯控制
流向每個極管的水流由并連的一對閥門調節。兩個閥門的(de)(de)尺(chi)寸(cun)不同,以便在(zai)整個(ge)流(liu)量范圍(wei)內(nei)進行適(shi)當調(diao)節(jie)(jie)(jie)。小(xiao)閥門用(yong)于調(diao)節(jie)(jie)(jie)低于給(gei)定閾值(zhi)設(she)定點的(de)(de)流(liu)量;大閥門用(yong)于調(diao)節(jie)(jie)(jie)高于給(gei)定閾值(zhi)設(she)定點的(de)(de)流(liu)量。實際閥門尺(chi)寸(cun)和(he)閾值(zhi)因工藝(yi)要(yao)求而異(yi)。共有兩(liang)個(ge)閾值(zhi)設(she)定點,分別(bie)用(yong)于ACC(層流(liu)冷卻(que)模式(shi))操作和(he)DQ(淬火模式(shi))操作。在(zai)給(gei)定時(shi)間內(nei),這對(dui)閥門中只有一個(ge)打開進行水(shui)流(liu)調(diao)節(jie)(jie)(jie),閥門的(de)(de)選擇取(qu)決(jue)于來自于MulpicL2的(de)(de)流(liu)量參考值(zhi)的(de)(de)大小(xiao)。
圖(tu)2詳細描述了流(liu)量調節的原理。
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圖(tu)(tu)2 大小閥邏輯(ji)控(kong)制圖(tu)(tu)
調節方案的設計在最大化對頭(tou)部/尾(wei)部遮擋(dang)要(yao)求(qiu)動態響應的同(tong)(tong)時(shi),提(ti)供必須的流量準確度(du)。為達(da)到這些要(yao)求(qiu),同(tong)(tong)時(shi)使用(yong)了(le)開放式和閉合(he)式回(hui)路(lu)(lu)控制(zhi)器(qi)。開放回(hui)路(lu)(lu)控制(zhi)器(qi)用(yong)于初始設置和達(da)到頭(tou)部/尾(wei)部遮擋(dang)設定點;閉合(he)回(hui)路(lu)(lu)控制(zhi)器(qi)用(yong)于消(xiao)除由開放回(hui)路(lu)(lu)控制(zhi)導致的穩定狀態流量誤差。
1.3 流量調節閥校準
為每個(ge)水(shui)流調節閥提(ti)供了從HMI進(jin)行校準(zhun)(zhun)的功能。校準(zhun)(zhun)的目(mu)的是針對閥門(men)開口百(bai)分比生成一個(ge)Kv特(te)征值,然(ran)后用該特(te)征值在上述調節方案中提(ti)供線性化。
閥門的流量系數Kv定義為:溫度為4℃(密度為1000kg/m3)時測得的水流Q(單位為m3/h),在壓力損(sun)失為(wei)1bar時通過閥門視為(wei)完全打開。
Kv值(zhi)的計算公式如下(xia):
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式中:Q為流率(m3/h);△P為跨閥門的壓降(bar),△P=供水壓力-極管壓力;ρ為水的密度(kg/dm3)。
校準(zhun)功能啟(qi)用后(hou),將(jiang)以2%的步(bu)幅把閥(fa)(fa)門(men)開口(kou)(kou)(kou)百(bai)分(fen)(fen)比從(cong)(cong)0%增加到最大開口(kou)(kou)(kou)即90%,從(cong)(cong)而自動生成(cheng)一(yi)(yi)條(tiao)上(shang)升曲線(xian)。每一(yi)(yi)步(bu)都(dou)將(jiang)閥(fa)(fa)門(men)開口(kou)(kou)(kou)參考(kao)值保留一(yi)(yi)段固定時間(通常為5s),隨后(hou)則為記錄(lu)的實(shi)際流(liu)率、供(gong)水壓力和(he)極管壓力。這一(yi)(yi)過程(cheng)重復進行,以2%的步(bu)幅把閥(fa)(fa)門(men)開口(kou)(kou)(kou)百(bai)分(fen)(fen)比從(cong)(cong)90%減小到0%,從(cong)(cong)而提供(gong)一(yi)(yi)條(tiao)下降(jiang)(jiang)曲線(xian)。校準(zhun)結束時,程(cheng)序將(jiang)針(zhen)對Kv上(shang)升(開放)和(he)下降(jiang)(jiang)(閉合)兩(liang)個方向計算并存(cun)儲兩(liang)條(tiao)閥(fa)(fa)門(men)開口(kou)(kou)(kou)百(bai)分(fen)(fen)比曲線(xian)。
同時需要(yao)上升(sheng)和下(xia)降(jiang)兩(liang)條曲(qu)線(xian)(xian)來保(bao)證頭(tou)部(bu)和尾部(bu)遮擋操(cao)作(zuo)期間的開(kai)放回路水流準確性。在(zai)初始閥(fa)門設置過程中選擇上升(sheng)曲(qu)線(xian)(xian),而(er)在(zai)頭(tou)部(bu)和尾部(bu)遮擋操(cao)作(zuo)過程中,則(ze)切換到下(xia)降(jiang)曲(qu)線(xian)(xian),以便(bian)補償任(ren)何閥(fa)門滯(zhi)后現象。只(zhi)有具備頭(tou)部(bu)和尾部(bu)遮擋功(gong)能段的極管才(cai)要(yao)求同時進(jin)行上升(sheng)和下(xia)降(jiang)曲(qu)線(xian)(xian)的校(xiao)準;其(qi)他極管只(zhi)進(jin)行上升(sheng)校(xiao)準曲(qu)線(xian)(xian)即(ji)可。
2 水冠閥原理及控制方式
Mulpic的水(shui)冠(guan)閥是(shi)用來(lai)冷(leng)(leng)卻相對較(jiao)寬(kuan)長(chang)板(ban)。由于板(ban)坯(pi)表面中間上方(fang)的水(shui)會流到板(ban)坯(pi)邊(bian)緣,因此水(shui)流密度是(shi)均勻在整個頂面但邊(bian)緣會更加冷(leng)(leng)卻。為了(le)防止這(zhe)種情(qing)況(kuang),所(suo)以水(shui)冠(guan)閥的安裝結構如圖3所(suo)示。
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圖(tu)3 水冠(guan)閥安裝結構(gou)
控制(zhi)閥(fa)門使得流(liu)(liu)向外緣的流(liu)(liu)量減少。所謂的水冠(guan)就(jiu)是當水落(luo)在上表面時,橫向流(liu)(liu)動的流(liu)(liu)量會補償邊(bian)緣直接獲得流(liu)(liu)量的減少量,用(yong)于控制(zhi)流(liu)(liu)向的邊(bian)緣部分閥(fa)門被稱(cheng)為水冠(guan)閥(fa)。水冠(guan)閥(fa)的控制(zhi)相對簡單,根據L2模(mo)型計算的開度打(da)開,根據反饋的數據做(zuo)PID控制(zhi)即可(ke)。
3 結束語
本文對(dui)Mulpic區域的流(liu)(liu)量控(kong)制(zhi)進行了(le)分(fen)析研究(jiu),流(liu)(liu)量控(kong)制(zhi)是(shi)Mulpic最重要的控(kong)制(zhi)部分(fen),對(dui)Mulpic性能起著決(jue)定(ding)性的作用,精確(que)控(kong)制(zhi)流(liu)(liu)量對(dui)改善產品質量有著重要意義,保證了(le)生產高效運行。