CARTA軋管工藝控制系統(tǒng)在不銹鋼管廠生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用主要有以下幾點(diǎn):


1. CARTA-CPM


  CARTA-CPM 控制技術(shù)用于穿孔工藝或斜軋軋管過(guò)程以優(yōu)化工藝技術(shù)和生產(chǎn)過(guò)程,從而達(dá)到提高不銹鋼管質(zhì)量和增加生產(chǎn)利潤(rùn)的目的。


  斜軋穿孔工藝控制系統(tǒng)的主要任務(wù)是使壁厚不均程度減為最小。若不采用控制技術(shù),有時(shí)甚至當(dāng)設(shè)備狀況和工藝方面均處于良好狀態(tài),穿孔坯的壁厚不均程度仍可能比較嚴(yán)重,這是因?yàn)榇┛走^(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)以下各種干擾因素如:軋輥和頂頭的磨損、軋輥和導(dǎo)板位置的整定和調(diào)節(jié)不正確、斜軋區(qū)域內(nèi)工件的縱向溫度差異、由管坯帶來(lái)的不良影響、管坯咬入時(shí)的不正確導(dǎo)向、軋輥的圓度不夠等。因此在這一系統(tǒng)中,在穿孔機(jī)出口端測(cè)出穿孔坯或軋件的壁厚值,并自動(dòng)地進(jìn)行分析、評(píng)價(jià),將圖形顯示在屏幕上,此外,屏幕上還示出產(chǎn)生壁厚不均的原因及應(yīng)采取的措施。假如以上某些不良因素使得穿孔坯的壁厚不均超過(guò)其極限值,那么控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào),催促操作人員采取必要措施,及時(shí)進(jìn)行處理。


  為了取得良好的效果,不銹鋼管廠的工藝、技術(shù)人員要對(duì)穿孔工具進(jìn)行計(jì)算,并將結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)里 以滿足工具加工和作生產(chǎn)計(jì)劃的需要。


  穿孔過(guò)程中,CARTA-CPM控制系統(tǒng)對(duì)測(cè)得的軋件幾何形狀自動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià),并以數(shù)學(xué)模型為手段對(duì)工具的調(diào)整進(jìn)行核算,使工具調(diào)整處于最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品具有所要求的形狀。


  最后,將生產(chǎn)過(guò)程所發(fā)生的全部數(shù)據(jù)輸入軋管經(jīng)驗(yàn)值數(shù)據(jù)庫(kù)和QAS的數(shù)據(jù)庫(kù)。



2. CARTA-MPM/PQF


 MPM軋管工藝軋制優(yōu)質(zhì)管的潛力,若采用工藝控制自動(dòng)化系統(tǒng)將得以進(jìn)一步發(fā)揮。這一控制系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件構(gòu)成,向鋼管廠提供軋制工藝訣竅。


 CARTA-MPM/PQF由以下兩個(gè)系統(tǒng)組成:


  1. 硬件放在工藝辦公室的設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng);


  2. 硬件放在軋機(jī)操作室的過(guò)程控制系統(tǒng)。


設(shè)計(jì)計(jì)算系統(tǒng)的基本任務(wù)是計(jì)算軋制表、計(jì)算軋制力、優(yōu)化速度設(shè)定、計(jì)算屈服應(yīng)力和設(shè)計(jì)軋輥孔型等。


過(guò)程控制系統(tǒng)的基本任務(wù)是:


  1. 根據(jù)為數(shù)不多的輸入數(shù)據(jù)(產(chǎn)品規(guī)格和工具尺寸)計(jì)算并執(zhí)行軋機(jī)調(diào)整,一經(jīng)整定,軋機(jī)操作人員就不再介人軋制過(guò)程;


  2. 由登錄系統(tǒng)對(duì)所取得的諸如軋制力、電機(jī)電流等軋制過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、記錄和后處理,并借專(zhuān)用的接口設(shè)備對(duì)軋機(jī)操作進(jìn)行監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)不正常的軋制狀況,這一系統(tǒng)能顯示產(chǎn)生不正常的軋制狀況的原因以及應(yīng)采取的措施;


  3. 根據(jù)記錄下來(lái)的過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)軋機(jī)進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)整,由于采用了諸如液壓小艙那樣的性能良好的執(zhí)行元件,優(yōu)化了過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)的使用效果。液壓小艙能在軋制過(guò)程中調(diào)整軋輥位置,而且具有高度的準(zhǔn)確性和很短的反應(yīng)時(shí)間。


以上兩個(gè)系統(tǒng)均由公用的中央計(jì)算機(jī)提供數(shù)據(jù)信息,合用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。操作系統(tǒng)以及和它有關(guān)的其他系統(tǒng)之間存在著數(shù)據(jù)交換,它們使用從 CARTA-MPM/PQF 數(shù)據(jù)庫(kù)里取得的有關(guān)軋制表的數(shù)據(jù),并且將調(diào)整數(shù)據(jù)和測(cè)量數(shù)據(jù)存入該數(shù)據(jù)庫(kù)。



3. CARTA-SRM


  CARTA-SRM 系統(tǒng)主要由以下5個(gè)部分組成:CARTA-SRM/Process Planning(生產(chǎn)計(jì)劃)、CARTA-SRM/Groove Planning(孔型設(shè)計(jì))、CARTA-SRM/Stand Management(機(jī)架管理)、CARTA-SRM/Process Management(過(guò)程控制)和 CARTA-SRM/PlanningOptimization(設(shè)計(jì)計(jì)算最佳化)。


 以上各系統(tǒng)的硬件分設(shè)于工藝辦公室、工具加工車(chē)間、軋機(jī)操作室等處,如圖24-2所示。


圖 24-2.jpg


  第一個(gè)系統(tǒng)主要用來(lái)計(jì)算軋制表,包括減徑系列、速度系列和控制參數(shù),換言之,即計(jì)算出生產(chǎn)某一特定規(guī)格所需的全部定值。軋制時(shí),該系統(tǒng)將這些數(shù)據(jù)輸人軋制綱領(lǐng)和優(yōu)化生產(chǎn)綱領(lǐng)中。


  工藝工程師在辦公室中使用第二個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行孔型設(shè)計(jì),確定工具尺寸,這一系統(tǒng)也可以提供孔型圖像,最后將這些有關(guān)孔型設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)里。


  第三個(gè)系統(tǒng)有助于最佳化地使用機(jī)架,減少軋輥的重車(chē)量,降低軋輥消耗。軋管時(shí)按照置于張減機(jī)操作臺(tái)上的機(jī)架配置表配齊機(jī)架,進(jìn)行生產(chǎn)。


  第四個(gè)系統(tǒng)是過(guò)程控制系統(tǒng),包括WTCA、WTCL和CEC等控制功能和監(jiān)控功能、診斷功能。這一系統(tǒng)是由軋機(jī)操作臺(tái)進(jìn)行操作的。


 過(guò)程控制的依據(jù)是張減入口軋出處所測(cè)得的壁厚值。安于張減機(jī)上游的壁厚測(cè)量裝置對(duì)沿張減坯長(zhǎng)度方向的壁厚進(jìn)行測(cè)量,并計(jì)算張減管坯的平均壁厚值,在張減管坯進(jìn)入張減機(jī)之前按平均壁厚值與設(shè)計(jì)計(jì)算值兩者之間的偏差值相應(yīng)地修正轉(zhuǎn)速設(shè)定和延伸系數(shù),以達(dá)到成品管所要求的壁厚值,這一控制功能被稱(chēng)為WTCA.


 當(dāng)張減管坯通過(guò)張減機(jī)時(shí),軋輥轉(zhuǎn)速按管坯的壁厚曲線變化,使沿管子長(zhǎng)度方向的壁厚逐步均衡,這一控制功能被稱(chēng)為WTCL.


 在軋制首端和尾端的管段時(shí),增加附加的速度變化,力求增大延伸系數(shù)以減薄增厚段的壁厚,這一控制功能被稱(chēng)為CEC.通過(guò)設(shè)在張減機(jī)下游的第二個(gè)測(cè)壁厚裝置的壁厚測(cè)量以衡量控制系統(tǒng)的控制效果,按照軋機(jī)的實(shí)際軋制狀況特別是摩擦力的實(shí)況對(duì)下一根管子執(zhí)行控制功能的微調(diào)。


 第五個(gè)系統(tǒng)的作用是根據(jù)在軋制過(guò)程中所取得的數(shù)據(jù)向各有關(guān)系統(tǒng)實(shí)行反饋,以生成以下四方面的成果即:


  1. 產(chǎn)生診斷文件,顯示生產(chǎn)過(guò)程中的故障狀況;


  2. 對(duì)操作人員顯示生產(chǎn)結(jié)果的主要狀況和有問(wèn)題區(qū)域的狀況。


  3. 將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的最佳化的生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集歸攏到該系統(tǒng)的雙據(jù)庫(kù)里;


  4. 產(chǎn)生數(shù)據(jù)模型,以便用來(lái)計(jì)算各種有關(guān)數(shù)據(jù)。


 設(shè)計(jì)計(jì)算最佳化的模型使得由以下各環(huán)節(jié)組成的生產(chǎn)鏈成為一個(gè)完整的環(huán)路即:生產(chǎn)準(zhǔn)備(包括孔型設(shè)計(jì))→工具加工,過(guò)程控制→設(shè)計(jì)計(jì)算最佳化→生產(chǎn)準(zhǔn)備。這一系統(tǒng)的硬件安設(shè)在工藝工程師的工作地點(diǎn)。



4. CARTA-FPS


 FPS (Flexible Precision Sizing)是SMS-Meer生產(chǎn)的一種新型的定徑機(jī),或稱(chēng)之為精軋軋管機(jī)。這種軋機(jī)的軋輥可作幾毫米的徑向調(diào)整。CARTA-FPS軋管工藝控制系統(tǒng)在軋管時(shí),自動(dòng)測(cè)量定徑管的外徑,并根據(jù)成品管的名義尺寸快速而精確地調(diào)整軋輥,以取得直徑和圓度的高度精確性。


FPS共有以下兩種形式:


  1. FPS/INT(結(jié)合型),即FPS機(jī)架是和張減機(jī)機(jī)架相結(jié)合地裝在同一個(gè)機(jī)座上;


 2. FPS/SB(獨(dú)立型),即FPS機(jī)架單獨(dú)形成一個(gè)變形區(qū),它和張減機(jī)機(jī)架外形不相同,兩者間沒(méi)有互相關(guān)聯(lián)的關(guān)系。CARTA-FPS工藝控制系統(tǒng)的主要功能可概括如下:


  a. 計(jì)算軋管時(shí)的軋輥速度;


  b. 在無(wú)負(fù)荷狀態(tài)下自動(dòng)調(diào)整軋輥;


  c. 計(jì)算軋制時(shí)的調(diào)整行程,確定最佳化的整定值;


  d. 對(duì)軋出端管徑的監(jiān)控;


  e. 將測(cè)得的外徑值向軋機(jī)反饋以便手動(dòng)或自動(dòng)地加以整定;


  f. 核對(duì)軋輥裝配的準(zhǔn)確性;


  g. 將各道次的孔型向軋機(jī)反饋以利于速度和軋輥的調(diào)整計(jì)算;


  h. 管理有關(guān)孔型、軋輥和機(jī)架的數(shù)據(jù);


  i. 對(duì)軋制結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)妥加管理,并反饋給生產(chǎn)計(jì)劃系統(tǒng)。