钢厂加热炉液压油泵系统升级改造项目方案及分析过程

一、钢厂加热炉液压油泵系统控制要求

钢厂加热炉液压油泵系统，相对于固定梁作上升、前进 、下降 、后退 如图1a 所示 ,其中 ,前进 、后退运动是由推动平移机构的平移 缸来完成的 步进梁作前进、后退水平运动时升降机 构不动作 ,步进梁的上升 、下降运动是由推动升降机构 的升降缸来完成的 步进梁作上升、下降垂直运动时平移机构不动作,该加热炉液压油泵系统功率大 ,采用闭式容积调速方案。

二、存在的主要问题及其分析

该加热炉是20世纪80年代引进的设备 ,其步进梁为双梁框架结构 (即平移梁 、升降梁单独移动) 压驱动与控制。液压系统主泵控制系统如图 主泵的流量由四个溢流阀1011～1014实现分级压力控制斜盘的倾角来达到步进梁速度变化的目的 ,进而实现级变量。泵的正反向供油转换 由三位四通电磁换向阀 控制,变量过渡过程的快慢由节流阀调节。

升降缸克服负向负载的过程,推动重物上升,此时为正向负载 ,液压缸回油进入液压泵吸油腔 当重物下降时,钢厂加热炉液压油泵承受负向负载 则转为马达工况的液压泵会加速旋转 ,重物接近自由落体 如果在回油路上设置单向平衡阀,这样不仅系统复杂 ,而且压力油经过平衡阀产生的压降会造成巨大的能量浪费 。

原钢厂加热炉液压油泵系统利用电机的制动特性来承受负向负载 ,构成了不带平衡阀的平衡回路 但是液压油泵系统还存在下列主要问题 ,以致形成了生产中的薄弱环节 主要问题是故障率高,制约了轧机的钢产量 。

具体表现为经没有备件,由于主液压泵控制系统故障频繁 ,严重影响步 进炉液压系统控制性能及控制效果 ,结构复杂,控制方式也较落后 ,故障判断和处理都比较困难。 

三、简述主要技术改造措施

加热炉液压泵主泵采用电液比例控制代替四级压力比例控制。这种方案取消了调整流量用的溢流阀和切换用的方向阀 ,液压油泵泵上的比例阀可实现流量无级调整，达到调节流量的目的，电液比例控制能把电的快速性、灵活性与液压输 出功率大的优点结合起来 可方便、迅速 、精确地实现 工作循环过程 ,满足加热炉工艺过程要求。

由于采用了电信号作为输入信号 ,因此很容易与微机或可编程序 控制器结合 ,实现自控 、程控或遥控 比例方向阀不仅可以控制执行机构流量的方向,还能 控制流量大小 ,因此简化了系统 ,降低了系统能耗和投 资成本 312设置开关量与模拟量转换装置 ,实现新旧系统之 间的对接 原电控系统中 PLC控制主泵上切换溢流阀的方 向阀电磁 大器。

为此 ,设计开关量与模拟量转换装置 实现新旧加热炉液压油泵系统之间的对接 。即在电控系统与比例阀的电流输出,从而控制主液压油泵变量，其变量梯度任意可调,调整方便。

这样原电控系统和PLC控制程序保持不变 ,节省了工程投资图中的电位器可由PLC拟量输出模块代替)。上述方案已应用于某钢厂加热炉液压油泵系统改造工程。