Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ работы электропривода роликов отводящего рольганга непрерывного широкополосного стана горячей прокати 13
1.1 . Технологические особенности прокатки листа и транспортирования готового проката по отводящему рольгангу на станах горячей прокатки 13
1.2.Характеристика электропривода роликов отводящего рольганга стана 2000 горячей прокатки 15
1.3.Типичные виды неисправностей электроприводов роликов отводящих рольгангов непрерывных широкополосных станов горячей прокатки 20
1.4.Анализ функциональных возможностей существующей системы токовой диагностики. Анализ токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга 23
1.5.Исследование распределения общих токов нагрузки электроприводов секций отводящего рольганга по электродвигателям роликов 36
ВЫВОДЫ 42
ГЛАВА 2. Диагностирование электропривода отводящего рольганга по мгновенным значениям токов нагрузки эле1сгродвигателей роликов 45
2.1. Диагностирование электропривода отводящего рольганга по темпу уменьшения токов нагрузки электродвигателей роликов 46
2.2. Диагностирование электропривода отводящего рольганга по периоду изменения токов нагрузки электродвигателей роликов 52
2.3. Диагностирование электропривода роликов отводящего рольганга по частотному спектру временных диаграмм изменения токов нагрузки электродвигателей роликов 58
2.4. Диагностирование электропривода роликов отводящего рольганга по совокупности диагностических признаков 64
2.5. Разработка алгоритмов диагностирования механической и электрической частей электроприводов роликов отводящего рольганга стана горячей прокатки 67
2.5.1. Алгоритм определения максимального темпа уменьшения тока нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга 74
2.5.2. Алгоритм построения автокорреляционной функции временной диаграммы изменения тока нагрузки электродвигателя 75
2.5.3. Алгоритм определения периода изменения тока нагрузки электродвигателя ролика отводящего рольганга 78
2.5.4. Алгоритм определения интервалов времени равенства нулю токов нагрузки 80
2.5.5. Алгоритм расчёта амплитуд первых четырёх гармоник в частотном спектре временной диаграммы изменения тока нагрузки электродвигателя 82
2.5.6. Алгоритм диагностирования электропривода роликов отводящего рольганга по форме изменения тока нагрузки электродвигателя 84
Выводы 87
ГЛАВА 3. Диагностирование электропривода отводяідего рольганга по средним значениям токов нагрузки электродвигателей роликов 90
3.1. Диагностирование неисправности подшипниковых узлов линий электропривода роликов 92
3.2. Диагностирование перегрева якорных обмоток электродвигателя ролика отводящего рольганга 96
3.3. Определение усилия транспортирования, сообщаемого
электроприводом роликов отводящего рольганга полосе 100
3.4. Диагностирование выставки роликов относительно технологической плоскости отводящего рольганга 104
3.5. Разработка алгоритмов диагностирования электроприводов роликов отводящего рольганга по средним значениям токов нагрузки электродвигателей 109
3.5.1. Алгоритм расчёта температуры якорной обмотки электродвигателя ролика отводящего рольганга 109
3.5.2. Алгоритм измерения текущих значений токов холостого хода электродвигателей роликов отводящего рольганга 110
3.5.3. Алгоритм диагностирования подшипниковых узлов линии электропривода ролика отводящего рольганга 111
3.5.4. Алгоритм расчёта усилия транспортирования, сообщаемого роликом отводящего рольганга 112
3.5.5. Разработка алгоритма диагностирования выставки роликов относительно технологической плоскости рольганга 114
ВЫВОДЫ ...117
ГЛАВА 4. Разработка обобщённого алгоритма диагностирования электрического и механического оборудования электропривода отводящего рольганга 119
4.1. Разработка обобщённого алгоритма системы технического диагностирования электропривода роликов отводящего рольганга 119
4.2. Разработка функциональной схемы системы технического диагностирования электропривода отводящего рольганга 122
5 4.3. Оценка достоверности и точности диагностической информации,
результаты внедрения разработанной системы диагностирования 123
4.3.1. Достоверность диагностирования электроприводов роликов рольганга по мгновенным значениям токов нагрузки их электродвигателей 123
4.3.2. Эффективность диагностирования электропривода роликов рольганга по средним значениям токов нагрузки электродвигателей 125
Выводы 129
Заключение 130
Литература 133
Приложения 138
- Технологические особенности прокатки листа и транспортирования готового проката по отводящему рольгангу на станах горячей прокатки
- Диагностирование электропривода отводящего рольганга по темпу уменьшения токов нагрузки электродвигателей роликов
- Диагностирование неисправности подшипниковых узлов линий электропривода роликов
- Разработка обобщённого алгоритма системы технического диагностирования электропривода роликов отводящего рольганга
Введение к работе
Непрерывные широкополосные станы горячей прокатки являются сложными техническими агрегатами непрерывного действия, большой единичной производительности, работающими в условиях интенсивного нагружения и неблагоприятной окружающей среды. Производительность станов горячей прокатки зависит от технического состояния всех его технологических агрегатов, в том числе рольгангов. Современные прокатные станы характеризуются поточным технологическим процессом обработки металла, поэтому общая длина рольгангов весьма значительна, а масса их иногда достигает 20-30 % от массы механического оборудования всего прокатного стана. Одним из важнейших технологических агрегатов листового стана горячей прокатки, от надёжности работы которого и степени выполнения предъявляемых к нему технологических требований зависит производительность стана и качество готового проката, является отводящий рольганг, обеспечивающий перемещение полосы от чистовой группы клетей до моталок [1-7].
Для поддержания оборудования в работоспособном состоянии на металлургических предприятиях применяют системы технического обслуживания и ремонтов машин и агрегатов, призванные обеспечить безотказную работу в межремонтный период [6, 7].
Неотъемлемой частью системы поддержания оборудования в работоспособном состоянии являются системы технического диагностирования. Задачами технической диагностики являются определение технического состояния объекта диагностирования и прогнозирование будущего технического состояния оборудования. Непрерывный во времени контроль текущего состояния оборудования прокатных станов и своевременная замена вышедших из строя узлов позволяет поддерживать на требуемом уровне качество проката и снизить вероятность возникновения аварий. Кроме этого применение систем технического диагностирования оборудования прокатных станов позволяет заблаговременно подготовиться к плановым ремонтным работам, исключить из перечня ремонтных работ визуальный и метрологический контроль состояния оборудования и за счёт сокращения времени ремонтных работ увеличить коэффициент использования агрегата и производительность прокатного стана [6, 8-10].
Для определения технического состояния механического оборудования машин металлургического производства, и станов горячей прокатки в частности, наибольшее распространение получили вибро- и виброакустические методы диагностирования [8-І 1].
Данные методы диагностирования широко применяются для определения дефектов узлов и деталей таких агрегатов как прокатные клети, летучие ножницы и моталки.
Поскольку вибро- и виброакустические методы диагностирования требуют установки датчиков непосредственно на объект диагностирования, их применение для определения технического состояния оборудования электропривода роликов отводящего рольганга принято нецелесообразным. Обусловлено это тем, что рольганги состоят из большого количества роликов и электродвигателей, размещённых непосредственно в технологической зоне стана, что значительно усложняет обслуживание датчиков [1-4].
Альтернативой указанным методам при диагностировании электропривода роликов отводящего рольганга служит токовая диагностика - метод диагностирования, основанный на определении технического состояния механического и электрического оборудования электропривода по координатам его работы. Суть данного метода заключается в том, что изменение технического состояния электрического или механического оборудования объекта диагностирования вызывает изменение формы и величины тока нагрузки электродвигателя. Преимуществом данного метода диагностирования является отсутствие необходимости в установке датчиков непосредственно на стан. Кроме этого, в большинстве современных автоматических систем управления технологическим процессом предусмотрены функции измерения токов и напряжений электродвигателей технологических агрегатов, что позволяет снизить затраты на внедрение систем токовой диагностики и делает данный метод диагностирования наиболее перспективным [1.2-16].
В технической литературе информация об использовании на станах горячей прокатки автоматизированных систем диагностирования состояния и настройки оборудования электропривода отводящего рольганга отсутствует. В работе [17] отмечается, что для контроля за работой электропривода отводящего рольганга силами служб ОАО «Магнитогорский Металлургический Комбинат» (ОАО «ММК») установлена система сбора данных. В этой системе собирается информация об изменении токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга и электроприводов секций рольганга. Указанная информация используется лишь при анализе причин возникновения внештатных и аварийных ситуаций. Практически система сбора данных используется как аварийный регистратор.
Основными дефектами электропривода роликов отводящего рольганга, негативно влияющими на качество готового проката и безаварийную работу отводящего рольганга являются: эксцентриситет бочки ролика [5, 11]; неисправность щёточно-коллекторного устройства электродвигателя ролика; перегрев якорной обмотки электродвигателя; разрушение соединительных муфт в линии электропривода ролика [17]; неисправность подшипниковых узлов в линии электропривода ролика или касание роликом бортов рольганга; неправильная выставка ролика относительно технологической плоскости отводящего рольганга [6, 7, 18, 19]; невыполнение электроприводом ролика предъявляемых к нему технологических требований [18, 19].
Методик и алгоритмов диагностирования указанных дефектов электропривода отводящего рольганга широкополосного стана горячей прокатки по токам нагрузки электродвигателей роликов рольганга в технической литературе обнаружить не удалось.
В связи с изложенным целью настоящей работы является разработка автоматизированной системы технического диагностирования состояния и на 9
стройки электропривода роликов отводящего рольганга стана горячей прокатки по характеру изменения токов нагрузки электродвигателей роликов.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих основных задач:
-анализа существующих способов диагностирования электропривода отводящего рольганга;
-анализа возможных неисправностей электропривода отводящего рольганга, негативно влияющих на качество готового проката;
-экспериментального определения соответствия формы изменения тока нагрузки электродвигателя ролика виду конкретной неисправности в линии электропривода ролика отводящего рольганга;
-определения диагностических признаков проявления неисправностей электропривода отводящего рольганга в показателях изменения токов нагрузки электродвигателей роликов;
-создания математической модели расчёта усилий транспортирования полосы и экспериментального определения параметров модели нагрева якорных обмоток электродвигателей;
-разработки методик и алгоритмов технического диагностирования электропривода отводящего рольганга по характеристикам изменения токов нагрузки электродвигателей роликов;
-разработки обобщённого алгоритма работы автоматизированной системы технического диагностирования состояния и настройки электропривода ОР.
-экспериментальной оценки эффективности предложенных методик и алгоритмов диагностирования электропривода отводящего рольганга. К защите представляются следующие основные положения:
1. Результаты экспериментальных и теоретических исследований действующего электропривода отводящего рольганга и существующей на стане 2000 горячей прокатки ОАО «ММК» системы сбора данных токов нагрузки электродвигателей роликов рольганга. 2. Результаты статистического анализа временных диаграмм токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга стана при эксцентриситете бочки ролика, неисправности щёточно-коллекторного устройства электродвигателя и разрушении одной или двух соединительных муфт в линиях электропривода роликов рольганга. Диагностические признаки указанных дефектов при отдельном и совместном их появлении, основанные на дисперсионном, регрессионном, корреляционном и частотном анализе временных диаграмм токов нагрузки электродвигателей.
3. Методики диагностирования: эксцентриситета бочки ролика рольганга; неисправности щёточно-коллекторного устройства электродвигателя; разрушения одной или двух соединительных муфт в линии электропривода ролика; неисправности подшипниковых узлов или касания роликом бортов рольганга; правильности выставки роликов относительно технологической плоскости ОР; распределения усилий транспортирования полосы по роликам ОР.
4. Алгоритмы технического диагностирования: неисправности щёточно-коллекторного устройства и перегрева якорной обмотки электродвигателя; эксцентриситета бочки ролика; разрушения одной или двух соединительных муфт в линии электропривода ролика; неисправности подшипниковых узлов или касания роликом бортов рольганга; правильности выставки роликов относительно технологической плоскости ОР; распределения усилий транспортирования полосы по роликам ОР.
5. Технические решения и обобщенный алгоритм автоматизированной системы диагностирования состояния электропривода роликов отводящего рольганга широкополосного стана горячей прокатки с учётом технологических особенностей прокатки металла на станах горячей прокатки.
6. Результаты внедрения и экспериментальной оценки эффективности предлагаемых способов диагностирования состояния и настройки электропривода отводящего рольганга широкополосного стана горячей прокатки.
В первой главе выполнен анализ технологических особенностей прокатки листа на широкополосных станах горячей прокатки (ШСГП) и транспортирования полосы на отводящем рольганге. Дана характеристика линий привода роликов отводящего рольганга и приведено описание типовой схемы электропривода на примере широкополосного стана 2000 горячей прокатки ОАО «ММК». Приведены результаты анализа дефектов электропривода отводящего рольганга, негативно влияющих на качество готового проката и производительность ШСГП. Проанализированы известные методы диагностирования оборудования отводящего рольганга. Выявлены их недостатки. Показано, что наиболее эффективным способом диагностирования электропривода роликов отводящего рольганга непосредственно в ходе прокатки листа является способ, основанный на выявлении неисправностей по характеру изменения токов нагрузки электродвигателей роликов. Экспериментально установлено соответствие между различными формами изменения мгновенных значений токов нагрузки электродвигателей роликов и неисправностями, возникающими в линиях электроприводов роликов отводящего рольганга. Поставлена задача разработки автоматизированной системы технического диагностирования состояния и настройки электропривода роликов отводящего рольганга на основе анализа изменения токов нагрузки электродвигателей роликов.
Вторая глава диссертационной работы посвящена разработке методик и алгоритмов диагностирования неисправностей электропривода роликов отводящего рольганга по форме изменения мгновенных значений токов нагрузки электродвигателей.
Определены диагностические признаки проявления эксцентриситета бочки ролика, неисправности щеточно-коллекторного устройства электродвигателя ролика и разрушения соединительных муфт в линии электропривода ролика в форме изменения тока нагрузки электродвигателя при статическом режиме работы электропривода отводящего рольганга.
На основании приведённых исследований разработаны методики и алгоритмы диагностирования неисправности щёточно-коллекторного устройства электродвигателя ролика, эксцентриситета бочки ролика и разрушения соединительных муфт в линии электропривода ролика. Разработан алгоритм диагностирования указанных неисправностей линий электроприводов роликов отводящего рольганга по форме изменения мгновенных значений тока нагрузки электродвигателя.
В третьей главе разработаны методики и алгоритмы диагностирования электропривода роликов отводящего рольганга по характеру изменения средних токов нагрузки электродвигателей роликов.
Разработаны методики: диагностирования неисправности подшипниковых узлов в линии электропривода ролика или касания роликом бортов рольганга; диагностирования распределения усилия транспортирования полосы по роликам отводящего рольганга; диагностирования правильности выставки ролика относительно технологической плоскости отводящего рольганга. Экспериментально определены параметры модели нагрева якорной обмотки электродвигателя отводящего рольганга.
Разработаны алгоритмы функций диагностирования состояния и настройки электропривода роликов отводящего рольганга по характеру изменения средних значений токов нагрузки электродвигателей роликов.
В четвертой главе разработан обобщённый алгоритм автоматизированной системы технического диагностирования состояния и настройки электропривода роликов отводящего рольганга с учётом технологических особенностей прокатки металла на стане горячей прокатки.
Приведены результаты апробации и оценки эффективности алгоритмов диагностирования электропривода роликов отводящего рольганга по характеру изменения мгновенных и средних значений токов нагрузки электродвигателей роликов.
Разработанная автоматизированная система технического диагностирования состояния и настройки электропривода роликов отводящего рольганга внедрена на стане 2000 горячей прокатки ОАО «ММК». Ожидаемый экономический эффект от внедрения системы составил 585 тыс. руб. в год.
Технологические особенности прокатки листа и транспортирования готового проката по отводящему рольгангу на станах горячей прокатки
Одним из резервов увеличения производительности станов горячей прокатки является применение автоматизированных систем диагностирования и настройки электропривода роликов отводящего рольганга [6, 8-10].
В чёрной металлургии известен и применяется способ диагностирования, основанный на анализе временных диаграмм изменения токов нагрузки і -fit) электроприводов металлургических агрегатов. В системах диагностирования, построенных по этому способу, по параметрам изменения токов нагрузки в реальном масштабе времени делается вывод о техническом состоянии отдельных элементов линий привода и текущей настройки электропривода в целом с позиции реализации последним предъявляемых к нему технологических требований [13-36].
Анализ нагрузочных диаграмм электропривода роликов отводящего рольганга и предъявляемых к нему технологических требований позволит определить перечень диагностических функций в разрабатываемой системе токовой диагностики и понять пути определения диагностических признаков.
Типовая структурная схема технологической линии непрерывного широкополосного стана горячей прокатки представлена на рис. 1.1 [1-4].
Нагретые до требуемой по технологии температуры в печах 1 слябы, транспортируются приёмным рольгангом до вертикального окалиноломателя 2, в котором осуществляется очистка поверхности сляба. Далее заготовка проходит через черновые клети 3, и транспортируется промежуточным рольгангом 4 к летучим ножницам 5. После выравнивания головной и хвостовой частей по лосы прокат проходит через группу чистовых клетей 6. После прокатки в чистовой группе клетей полоса поступает на отводящий рольганг 7, где в процессе транспортирования её подвергают охлаждению водой сверху и снизу из души-рующих устройств, а затем сматывают в рулон одной из моталок 8.
Типовым решением при проектировании отводящего рольганга НШС является рольганг с индивидуальным безредукторным электроприводом. Каждый ролик устанавливается на отдельной раме, что позволяет легко выполнить его замену; из типовых роликов-блоков можно составить рольганг любой длины с любым шагом роликов. Часто привод роликов от электродвигателей выполняют через карданный вал или промежуточный вал и гибкие соединительные муфты. По технологическим условиям прокатки рольганг делят на несколько секций. Каждая секция имеет отдельную схему управления электроприводом, позволяющую изменять скорость и направление вращения роликов [1-4].
Примером типового исполнения отводящего рольганга является отводящий рольганг непрерывного широкополосного стана 2000 горячей прокатки десятого листопрокатного цеха ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»).
Стан 2000 горячей прокатки ОАО «ММК» предназначен для прокатки полос толщиной 1,2 ... 16 мм и шириной 950 ... 1850 мм на скоростях прокатки 4...20 м/с.
На рис. 1.2 представлена структурная схема участка смотки стана 2000. Отводящий рольганг состоит из девяти роликовых секций. В каждой секции отводящего рольганга установлено 58 - 60 приводных роликов диаметром D= 300 мм. Распределение роликов по секциям отводящего рольганга приведено в табл. 1.1.
Диагностирование электропривода отводящего рольганга по темпу уменьшения токов нагрузки электродвигателей роликов
Как указано в предыдущей главе, такие неисправности элементов линий электроприводов роликов отводящего рольганга, как эксцентриситет бочки ролика, разрушение соединительных муфт в линиях электроприводов и неисправность щёточно-коллекторных узлов электродвигателей отражаются в форме изменения токов нагрузки электродвигателей роликов. При этом в форме изменения тока нагрузки появляются периодические изменения тока различной частоты, темпа и амплитуды.
Для разработки методики диагностирования электроприводов роликов отводящего рольганга по мгновенным значениям токов нагрузки электродвигателей необходимо [12,14, 15]: - определить диагностические признаки проявления указанных видов неисправностей в форме изменения токов нагрузки электродвигателей; - определить доверительные интервалы наблюдения диагностических признаков; - разработать алгоритмы определения текущей координаты работы электроприводов роликов в диагностическом пространстве; - разработать методику и алгоритмы определения наличия и вида неисправности в линиях электроприводов роликов отводящего рольганга.
С целью разработки методики диагностирования электроприводов роликов отводящих рольгангов непрерывных широкополосных станов был выполнен статистический анализ временных диаграмм изменения токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга стана 2000 горячей прокатки ОАО«ММК»[32].
Согласно данных табл. 1.3-1.6 максимальный темп уменьшения тока нагрузки Ail At электродвигателя ролика отводящего рольганга при неисправности щёточно-коллекторного узла электродвигателя значительно выше, чем при наличии других неисправностей. Поэтому величина Ail At может служить диагностическим признаком для идентификации вида неисправности линий привода роликов отводящего рольганга.
Расчёт максимального темпа уменьшения тока нагрузки электродвигателя ролика отводящего рольганга выполнялся по выражению: где ik+h ik - значения тока нагрузки электродвигателя ролика в массиве текущих значений токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга; At - временная дискрета считывания мгновенных значений тока нагрузки.
С целью определения доверительных интервалов наблюдения величины АН At был выполнен расчёт величины максимального темпа уменьшения тока нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга с наличием в линиях приводов роликов неисправностей различного вида.
Для каждого вида неисправности была выполнена проверка распределения величины Ail At на соответствие нормальному виду распределения. Проверка выполнялась по критерию согласия [21]: где А и Ё - соответственно, выборочные асимметрия и эксцесс распределения величины Ail At для временных диаграмм изменения токов нагрузки каждого вида; DA и DE - дисперсии параметров А и Ё. Параметры А и Ё рассчитывались по выражениям: где ДгУД? - максимальное значение темпа уменьшения тока нагрузки электродвигателя ролика отводящего рольганга в текущей временной диаграмме изменения тока; N- количество наблюдений (временных диаграмм изменения тока нагрузки электродвигателя) для каждого вида неисправности линий приводов роликов; M(Ai/At) - математическое ожидание темпа спада тока нагрузки электродвигателя ролика отводящего рольганга, определено по выражению Лфї/д0 = (ді7д0,; (2.5) S(Ai/Af) - выборочное среднеквадратическое отклонение максимального значения темпа уменьшения тока нагрузки электродвигателя, рассчитанное по формуле SiAi/A l -piAi/Atl-MiAi/At))2. (2.6)
Дисперсии выборочных асимметрии DA и эксцесса DE для каждого вида изменения токов нагрузки электродвигателей роликов определялись по выражениям [21]:
Диагностирование неисправности подшипниковых узлов линий электропривода роликов
Одним из факторов, определяющих качественное выполнение предъявляемых к электроприводу отводящего рольганга технологических требований, является исправность подшипниковых узлов линий привода. В групповой схеме управления электроприводом отводящего рольганга (рис. 1.3) увеличение составляющей тока холостого хода в токе нагрузки по причине нарушения условий работы подшипников приводит к уменьшению полезной составляющей тока нагрузки, а часто и к ситуации, когда электропривод конкретного ролика перестаёт выполнять своё главное предназначение - приложение к полосе тянущего усилия при транспортировании головной части листа, а, напротив, прикладывает к полосе тормозящее усилие [17, 19, 28].
С целью определения общих для электропривода роликов рольганга закономерностей изменения токов холостого хода электродвигателей для технологических условия стана 2000 ОАО «ММК» было выполнено исследование влияния таких факторов, как линейная скорость образующей бочки ролика Vj и фактор времени і в течение межремонтного периода работы стана, на изменение токов холостого хода,
С целью установления общей закономерности /хх ,КУр) был составлен массив значений токов холостого хода 56 электродвигателей роликов при изменении величины Vp в пределах 1..,10 м/с с шагом 1 м/с, Для каждого уровня фактора скорости Vp по критерию Пирсона [24] была выполнена проверка на нормальность распределения наблюдений /Xxj- В результате проверки было установлено, что распределение 1хх\ соответствует нормальному за 93
кону распределения, что позволило перейти к регрессионному и дисперсионному анализу. В результате дисперсионного анализа определено, что фактор скорости VP значимо влияет на изменение /XXj. Подробное описание эксперимента и обработки данных приведено в [33]. В ходе выполнения регрессионного анализа было выполнено следующее:
1)постулирована модель первого порядка /хх = #о + ByVp, где Л0, В{ -коэффициенты уравнения регрессии, определённые по методу наименьших квадратов: В0 = 4,30; Bi = 0,21 [21-24];
2) выполнена проверка адекватности регрессионной модели экспериментальным данным по критерию Фишера [21-24]. В результате проверки было установлено, что модель /хх = 4,30 + 0,21-Fp является адекватной экспериментальным данным всей выборки;
3) в результате проверки адекватности общей модели /хх = 4,30 -і- 0,21 Кр для каждого электродвигателя в выборке было установлено, что модель адекватна для 11 электродвигателей роликов отводящего рольганга. Для остальных 45 электродвигателей модель не адекватна.
В результате исследования изменения токов холостого хода /XXJ электродвигателей роликов отводящего рольганга в функции линейной скорости образующих бочек роликов был сделан вывод: для достоверности реализации диагностических функций в разрабатываемой системе токов диагностики должна быть предусмотрена процедура создания массива значений токов холостого хода (МТХХ) электродвигателей посредством их прямого измерения в рабочем диапазоне скоростей прокатки.
С целью установления общих закономерностей изменения величин токов холостого хода электродвигателей роликов отводящего рольганга в функции фактора времени была создана выборка наблюдений /XXj на неизменном уровне линейной скорости образующих бочек роликов ГР = 9 м/с для 9 электродвигателей [33]. Измерение значений /XXj проводилось ежедневно в течение межремонтного периода работы стана - 8 дней. Графическая иллюстрация зависимостей 1хх0) приведена на рис. 3.1.
В процессе проведения эксперимента с помощью службы механика цеха контролировалось исправное состояние подшипниковых узлов линий электроприводов, номера которых указаны на рис. 3.1.
В результате статистической обработки выборки наблюдений токов холостого хода для 9 электродвигателей роликов отводящего рольганга установлено: 1) диапазон изменения математических ожиданий М(1Хх]) токов холостого хода на уровне линейной скорости образующих бочек роликов V? = 9 м/с составляет 4,0...6,9 А, что свидетельствует о значительном разбросе наблюдений /xxj; 2) изменение величины /XXJ для каждого электродвигателя соответствует нормальному закону распределения; 3) в результате дисперсионного анализа установлено, на уровне значимости q = 0,05 фактор времени не оказывает значимого влияния на изменение /XXJ при условии неизменного технического состояния линии электроприводов роликов; 4) с вероятностью р = 0,95 можно утверждать, что значение изменения тока холостого хода электродвигателя ролика отводящего рольганга в тече 95 ниє межремонтного периода работы стана при неизменном техническом состоянии линии электропривода не превысит 12,65%.
На основании изложенного сделан вывод: для достоверного суждения о величинах токов холостого хода электродвигателей роликов отводящего рольганга достаточно в пределах межремонтного периода работы стана выполнить однократное из измерение [33].
С целью оценки величины изменения значений /Xxj при появлении неисправности в подшипниковых узлах линии электропривода было выполнено их измерение с фиксацией факта неисправности подшипников с помощью службы механика цеха. Графики изменения /Xxj в течение межремонтного периода работы стана для 7 электродвигателей роликов отводящего рольганга при постоянной линейной скорости образующих бочек роликов Vp = 4 м/с приведены на рис. 3.2.
Разработка обобщённого алгоритма системы технического диагностирования электропривода роликов отводящего рольганга
Алгоритм начинает работу после пуска стана. В блоке 1 алгоритма начинается формирование массивов мгновенных и средних значений токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга.
В блоке 2 алгоритма выполняется расчёт текущих значений температур якорных обмоток электродвигателей роликов отводящего рольганга по алгоритму рис. 3.9. В блоке 3 выполняется диагностирование перегрева якорных обмОТОК ЭЛеКТрОДВИГатеЛЯ ПО УСЛОВИЮ Ґя Ядоп В блоке 4 алгоритма обновляется состояние сигналов от системы АСУ ТП стана, по текущему состоянию которых в блоке 5 определяется режим работы электропривода роликов отводящего рольганга.
Дальнейшее ветвление в алгоритме производится в зависимости от текущего режима работы электропривода роликов отводящего рольганга (блоки 6-8).
При работе электропривода роликов отводящего рольганга в режиме холостого хода (блок б), в зависимости от того, осуществляется ли прокрутка отводящего рольганга после ремонта стана, или же режим холостого хода возник в цикле прокатки полос (блок 9), выполняется формирование массивов МТХХ (блоки 10,11) и МТТХХ (блоки 12, 13) по алгоритму рис. ЗЛО.
После завершения формирования указанных массивов осуществляется диагностирование неисправности подшипниковых узлов линий электроприводов роликов отводящего рольганга (блок 14) по алгоритму рис. 3.11.
Если электропривод отводящего рольганга работает в режиме транспортирования головной части полосы (блок 7) при неизменном задании на скорость секции отводящего рольганга, в зависимости от толщины полосы (блоки 16, 18) выполняется установка меток Ml, М2, МЗ (п. 3.5.5) и диагностирование правильности выставки роликов относительно технологической плоскости отводящего рольганга (блок 20). Кроме этого выполняется диагностирование распределения усилий транспортирования Fk по роликам отводящего рольганга (блок 21, рис. 3.12).
В случае работы электропривода роликов отводящего рольганга в режиме транспортирования хвостовой части полосы или сопровождения полосы, осуществляется только диагностирование распределения усилий транспортирования Fk по роликам отводящего рольганга.
В блоке 22 производится проверка необходимости завершения работы алгоритма. Если условие блока 22 выполняется, алгоритм завершает свою работу, иначе осуществляется переход к блоку 1.
Обобщённый алгоритм может не прекращать работу в течение всего времени работы стана. Факт остановки стана на ремонт, перевалку или аварийной остановки стана определяются по текущему состоянию сигналов, получаемых от системы АСУ ТП стана.
Из рис. 4.1 следует, что для работы автоматизированной системы технического диагностирования состояния и настройки электропривода роликов отводящего рольганга в функциональной схеме системы необходимо предусмотреть ввод информации не только от системы сбора данных токов нагрузки электродвигателей роликов рольганга, но и системы АСУ ТП стана. С учётом вышесказанного предложена следующая функциональная схема работы автоматизированной системы технического диагностирования состояния и настройки электропривода роликов отводящего рольганга (рис. 4.2).
Информация о мгновенных значениях токов нагрузки электродвигателей роликов отводящего рольганга поступает в систему диагностирования из стемы сбора данных (ССД). Диагностические массивы МТЗ и МСЗ формируются непосредственно в системе диагностирования. Из системы АСУ ТП стана передаётся следующая информация: текущие значения заданий на скорость секций отводящего рольганга V-c, сигнал наличия металла в последней катающей клети НМПК\ сигналы наличия металла в моталках М\-М& состояние душирующих устройств (включены/выключены); сведения о ширине В и толщине h полосы, температуре окружающей среды toc , состоянии стана в целом (работа/останов).
Из системы диагностирования состояния и настройки электропривода роликов отводящего рольганга в систему АСУ ТП передаются результаты диагностирования.
Перед внедрением разработанной автоматизированной системы технического диагностирования электропривода роликов ОР на стаїіе 2000 была вьшолнена проверка достоверности алгоритмов диагностирования совместно с персоналом цеха.
Эффективность и достоверность диагностирования линий электроприводов роликов рольганга по текущим и средним значениям токов их электродвигателей производились по отдельности.
Для проверки достоверности диагностирования на начальной стадии внедрения в программной среде Borland Delphi были реализованы обобщённый алгоритм системы диагностирования и алгоритмы выполнения разработанных диагностических функций.
