鋼廠加熱爐液壓油泵系統(tǒng)升級改造項目方案及分析過程

一、鋼廠加熱爐液壓油泵系統(tǒng)控制要求

鋼廠加熱爐液壓油泵系統(tǒng)，相對于固定梁作上升、前進(jìn) 、下降 、后退 如圖1a 所示 ,其中 ,前進(jìn) 、后退運動是由推動平移機(jī)構(gòu)的平移 缸來完成的 步進(jìn)梁作前進(jìn)、后退水平運動時升降機(jī) 構(gòu)不動作 ,步進(jìn)梁的上升 、下降運動是由推動升降機(jī)構(gòu) 的升降缸來完成的 步進(jìn)梁作上升、下降垂直運動時平移機(jī)構(gòu)不動作,該加熱爐液壓油泵系統(tǒng)功率大 ,采用閉式容積調(diào)速方案。

二、存在的主要問題及其分析

該加熱爐是20世紀(jì)80年代引進(jìn)的設(shè)備 ,其步進(jìn)梁為雙梁框架結(jié)構(gòu) (即平移梁 、升降梁單獨移動) 壓驅(qū)動與控制。液壓系統(tǒng)主泵控制系統(tǒng)如圖 主泵的流量由四個溢流閥1011～1014實現(xiàn)分級壓力控制斜盤的傾角來達(dá)到步進(jìn)梁速度變化的目的 ,進(jìn)而實現(xiàn)級變量。泵的正反向供油轉(zhuǎn)換 由三位四通電磁換向閥 控制,變量過渡過程的快慢由節(jié)流閥調(diào)節(jié)。

升降缸克服負(fù)向負(fù)載的過程,推動重物上升,此時為正向負(fù)載 ,液壓缸回油進(jìn)入液壓泵吸油腔 當(dāng)重物下降時,鋼廠加熱爐液壓油泵承受負(fù)向負(fù)載 則轉(zhuǎn)為馬達(dá)工況的液壓泵會加速旋轉(zhuǎn) ,重物接近自由落體 如果在回油路上設(shè)置單向平衡閥,這樣不僅系統(tǒng)復(fù)雜 ,而且壓力油經(jīng)過平衡閥產(chǎn)生的壓降會造成巨大的能量浪費 。

原鋼廠加熱爐液壓油泵系統(tǒng)利用電機(jī)的制動特性來承受負(fù)向負(fù)載 ,構(gòu)成了不帶平衡閥的平衡回路 但是液壓油泵系統(tǒng)還存在下列主要問題 ,以致形成了生產(chǎn)中的薄弱環(huán)節(jié) 主要問題是故障率高,制約了軋機(jī)的鋼產(chǎn)量 。

具體表現(xiàn)為經(jīng)沒有備件,由于主液壓泵控制系統(tǒng)故障頻繁 ,嚴(yán)重影響步 進(jìn)爐液壓系統(tǒng)控制性能及控制效果 ,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,控制方式也較落后 ,故障判斷和處理都比較困難。 

三、簡述主要技術(shù)改造措施

加熱爐液壓泵主泵采用電液比例控制代替四級壓力比例控制。這種方案取消了調(diào)整流量用的溢流閥和切換用的方向閥 ,液壓油泵泵上的比例閥可實現(xiàn)流量無級調(diào)整，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的，電液比例控制能把電的快速性、靈活性與液壓輸 出功率大的優(yōu)點結(jié)合起來 可方便、迅速 、精確地實現(xiàn) 工作循環(huán)過程 ,滿足加熱爐工藝過程要求。

由于采用了電信號作為輸入信號 ,因此很容易與微機(jī)或可編程序 控制器結(jié)合 ,實現(xiàn)自控 、程控或遙控 比例方向閥不僅可以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)流量的方向,還能 控制流量大小 ,因此簡化了系統(tǒng) ,降低了系統(tǒng)能耗和投 資成本 312設(shè)置開關(guān)量與模擬量轉(zhuǎn)換裝置 ,實現(xiàn)新舊系統(tǒng)之 間的對接 原電控系統(tǒng)中 PLC控制主泵上切換溢流閥的方 向閥電磁 大器。

為此 ,設(shè)計開關(guān)量與模擬量轉(zhuǎn)換裝置 實現(xiàn)新舊加熱爐液壓油泵系統(tǒng)之間的對接 。即在電控系統(tǒng)與比例閥的電流輸出,從而控制主液壓油泵變量，其變量梯度任意可調(diào),調(diào)整方便。

這樣原電控系統(tǒng)和PLC控制程序保持不變 ,節(jié)省了工程投資圖中的電位器可由PLC擬量輸出模塊代替)。上述方案已應(yīng)用于某鋼廠加熱爐液壓油泵系統(tǒng)改造工程。