板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统，属于冶金装备技术领域。所述系统包括：模拟加载装置和集成测试控制系统。其中，轧机弯辊动态测试模拟加载装置包括:固定液压弯辊装置(被测件)的固定背板‑底座，模拟轧辊结构及刚度的机械加载框架及行程调整垫；集成测试控制系统包括:液压动力站、液压控制阀台(含内置压力传感器)、高速闭环控制器PLC和数据采集装置PDA，以及专用测试控制软件(加载或空载下的启动摩擦力、滞环、阶跃响应、频率响应等开环控制及闭环控制)、数据采集及分析软件。

【技术实现步骤摘要】
板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统和方法
本专利技术属于冶金装备
，涉及一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统和方法。
技术介绍
现代化的板带轧制生产线用于高效连续板带产品生产，为了使生产的板带产品获得良好的板形，在生产线的精轧机组上广泛配置有液压弯辊系统，作为关键装备/子系统的液压弯辊系统是改善板形最基础、最灵活和有效的方法，该系统与其他板形控制手段相结合，实现对板带产品的凸度、平直度、楔形以及头部镰刀弯等板形质量控制和连续稳定生产。因此，液压弯辊系统自身的特性和品质都有决定性的影响。板带轧机液压弯辊系统由液压弯辊装置(液压弯辊液压缸)、液压伺服控制阀台及板形控制系统(板形控制模型及基础自动化控制)等组成，具有机电液系统集成和系统耦合的非线性特性。在生产使用过程中，根据工况不同，液压弯辊系统实现对轧辊施加弯辊力的动态调节，同时对动态调节过程中的稳定性、快速性及精度等动静态品质提出了要求。作为液压弯辊系统的最重要组成部分的执行环节-液压弯辊液压缸，液压弯辊液压缸机械结构复杂、故障率高、维护量大，对实现液压弯辊系统集成功能至关重要，不但其设计、制造要求高，更需要满足系统特性，从而实现板形高精度控制。因此，液压弯辊装置的设计、制造质量控制及验证至关重要，必须得到严格控制及测试验证。目前，液压弯辊液压缸在制造厂出厂试验及验收时，能做到动作及试压等空载条件下的部分试验，难以进行工况模拟下机电液系统集成的性能测试，一方面在无轧辊、轧机牌坊等零部件的情况下，无法模拟真实工况，另一方面没有合适在制造厂进行的加载测试装置和控制系统。因此，液压弯辊液压缸只能在用户现场安装调试好后进行在线测试，而一旦发现液压弯辊液压缸、液压伺服控制阀台满足不了性能要求，就需要拆卸后返制造厂整改，从而耗费大量建设周期，并增加投资成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统和方法，该装置及系统可在离线状态下模拟轧机弯辊及其控制系统的实际工况，实现弯辊机械系统的动态响应、弯辊力控制精度等性能指标的离线测试。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统，包括为被测件-液压弯辊装置(A)提供安装和加载的模拟加载装置(001)和集成测试控制系统(002)；所述加载的模拟加载装置(001)和集成测试控制系统(002)通过介质连接管路(003)和连接电缆(004)连接组成系统；被测件-液压弯辊装置(A)按照轧机安装状态固定在固定背板-底座(001-3)上的机械加载框架(001-1)的开口结构内，通过集成测试控制系统(002)实施驱动，用于在离线状态下模拟轧机工况，实现开环控制或闭环控制方式下液压弯辊装置不同工作点的耐压、启动/运动摩擦力、滞环、阶跃响应、频率响应、精度动静态性能测试项目的测试，对被测件的有载机械性能进行全面测试及评价；所述机械加载框架(001-1)为模拟轧机刚度及开口度的开口式承力机械结构，用于承受测试中被测件的加载力和相应位移，满足耐压要求；与行程调整垫(001-2)、固定背板-底座(001-3)共同构成模拟加载装置(001)；所述集成测试控制系统(002)包括液压动力站HPS(002-2)、液压控制阀台VST(002-1)、高速闭环控制器PLC(002-3)和数据采集装置PDA(002-4)；所述液压控制阀台VST(002-1)内设置压力传感器PS。进一步，所述行程调整垫(001-2)可移动调节，用于调整被测件-液压弯辊装置(A)的液压缸行程限位，以达成不同工作点的模拟测试。进一步，所述固定背板-底座(001-3)设有稳定结构；并在用于安装机械加载框架(001-1)的安装面上设置多处安装接口，用于不同规格机械加载框架(001-1)和被测件-液压弯辊装置(A)的安装。基于所述系统的模拟加载及集成测试方法，所述集成测试控制系统(002)基于轧机弯辊实际控制系统的功能和性能进行设置，通过实际所采用的液压弯辊液压缸(001-1)的加载提高离线测试准确度，同时，通过所述行程调整垫(001-2)的增减来模拟轧机开口度的调整，高速闭环控制器PLC(002-3)自动输出控制指到液压控制阀台VST(002-1)对液压弯辊液压缸(001-1)进行进行闭环或开环控制，数据采集装置PDA(002-4)实时采集和存储液压控制阀台VST(002-1)和模拟加载装置(001)的压力、流量和响应时间数据，并进行数据分析处理，得到弯辊机械系统的动态响应及弯辊力控制精度测试性能指标；具体为：测试准备，即正确安装各组件、连接管路和电缆、检查安全可靠；通过调整垫设定工作点；选择测试项目模式及输入控制指令；高速闭环控制器PLC开环或闭环控制系统运行、传感器实时检测信号并反馈；数据采集并处理；输出测试和评价报告；改变测试项目和工作点重复测试。进一步，所述机械加载框架(001-1)在模拟刚度时，根据轧机弯辊等效刚度由公式：KW＝K(k′1,Iw,L1,L2,E)计算确定。本专利技术的有益效果在于：(1)可实现轧机弯辊的离线动态测试，从而有效降低项目建设成本，缩短项目建设周期；(2)机械加载框架按轧机轧辊结构及刚度进行设计以模拟实际工况，轧机弯辊动态集成测试控制系统基于轧机弯辊实际控制系统的功能和性能进行设置，离线测试准确度高；(3)通过行程调整垫的厚度增减来模拟轧机开口度的调整，具有操作简单、控制准确等优点；(4)采用数据采集装置PDA和高速闭环控制器PLC，并配置了多种类传感器，整个轧机弯辊动态测试控制系统具有自动化程度高的特点；(5)可适应不同规格模拟加载装置的安装固定，具有操作简便、适用范围广、经济实用等优点。(6)采用模块化结构，具有功能拓展空间大、安装快捷方便的优点，非常适用于现场测试，同时，还具有可异地搬运和存储的优点。本专利技术可以在不具备轧机牌坊、轧辊等轧机装配的离线状态下，对液压弯辊装置进行模拟实际使用工况测试试验。不仅实现对液压弯辊装置模拟工况的加载条件下的动静态特性、弯辊力控制精度及耐压等性能指标的离线测试等试验，对设计和制造进行验证；同时对机电液系统集成功能、性能及接口界面的验证，使得液压弯辊装置的功能、性能、机电液系统接口界面、可靠性及安全性等满足现场安装和使用要求。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术的板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统示意图；图2为本专利技术的被测件-液压弯辊装置A的结构说明；图3为本专利技术的板带轧机液压弯辊装置模拟加载集成测试方法流程框图。附图标记：001—模拟加载装置，002—集成测试控制系统，001-1—机械加载框架，001-2—行程调整垫，001-3—固定背板-底座，002-1—液压控制阀台VST，002-2—液压动力站HPS，002-3—高速闭环控制器PLC，002-4—数据采集装置PDA，A—被测件-液压弯辊装置，A-1—弯辊块，A-2—端盖，A-3—活塞杆，A-4—有杆腔，A-5—无杆腔，A-6—油口。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。如图1、图2所示，一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统，包括模拟加载装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统，其特征在于：包括为被测件‑液压弯辊装置(A)提供安装和加载的模拟加载装置(001)和集成测试控制系统(002)；所述加载的模拟加载装置(001)和集成测试控制系统(002)通过介质连接管路(003)和连接电缆(004)连接组成系统；被测件‑液压弯辊装置(A)按照轧机安装状态固定在固定背板‑底座(001‑3)上的机械加载框架(001‑1)的开口结构内，通过集成测试控制系统(002)实施驱动，用于在离线状态下模拟轧机工况，实现开环控制或闭环控制方式下液压弯辊装置不同工作点的耐压、启动/运动摩擦力、滞环、阶跃响应、频率响应、精度动静态性能测试项目的测试，对被测件的有载机械性能进行全面测试及评价；所述机械加载框架(001‑1)为模拟轧机刚度及开口度的开口式承力机械结构，用于承受测试中被测件的加载力和相应位移，满足耐压要求；与行程调整垫(001‑2)、固定背板‑底座(001‑3)共同构成模拟加载装置(001)；所述集成测试控制系统(002)包括液压动力站HPS(002‑2)、液压控制阀台VST(002‑1)、高速闭环控制器PLC(002‑3)和数据采集装置PDA(002‑4)；所述液压控制阀台VST(002‑1)内设置压力传感器PS。...

【技术特征摘要】
1.一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统，其特征在于：包括为被测件-液压弯辊装置(A)提供安装和加载的模拟加载装置(001)和集成测试控制系统(002)；所述加载的模拟加载装置(001)和集成测试控制系统(002)通过介质连接管路(003)和连接电缆(004)连接组成系统；被测件-液压弯辊装置(A)按照轧机安装状态固定在固定背板-底座(001-3)上的机械加载框架(001-1)的开口结构内，通过集成测试控制系统(002)实施驱动，用于在离线状态下模拟轧机工况，实现开环控制或闭环控制方式下液压弯辊装置不同工作点的耐压、启动/运动摩擦力、滞环、阶跃响应、频率响应、精度动静态性能测试项目的测试，对被测件的有载机械性能进行全面测试及评价；所述机械加载框架(001-1)为模拟轧机刚度及开口度的开口式承力机械结构，用于承受测试中被测件的加载力和相应位移，满足耐压要求；与行程调整垫(001-2)、固定背板-底座(001-3)共同构成模拟加载装置(001)；所述集成测试控制系统(002)包括液压动力站HPS(002-2)、液压控制阀台VST(002-1)、高速闭环控制器PLC(002-3)和数据采集装置PDA(002-4)；所述液压控制阀台VST(002-1)内设置压力传感器PS。2.根据权利要求1所述的一种板带轧机液压弯辊装置模拟加载及集成测试系统，其特征在于：所述行程调整垫(001-2)可移动调节，用于调整被测件-液压弯辊装置(A)的液压缸行程限位，以达成不同工作点的模拟测试。3.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勋，李轲，王勤，李新有，刘玉，张飞，黄焕江，李旭久，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，无锡市长江液压缸有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50