CN111185480B - 一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元及方法。本发明电液作动器控制单元包括液压缸、电机、泵、集成控制块、位移传感器和易组装的电控柜。采用分布式模块化的电液作动器控制单元取代传统的泵站‑阀台‑液压执行元件控制动作的方法，根据需要组装一组、两组…n组电液作动器通过对应的控制器完成轧制生产线中的上料、升降挡板、推钢、出钢、卡断剪、轧制、冷床冷却区的制动板升降、卸料装置、收集区、横移编组区等多道工序中液压系统控制液压缸的动作。本发明集成化高，重量轻，成本低，操作方便；无需经验、快速替换，解决了轧制生产线中管路布置复杂、主油源容量多、故障点多以及更换设备停工时间长的问题，实用性强。

Description

一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元及 方法

技术领域

本发明涉及钢铁轧制技术领域，具体而言，尤其涉及一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元及方法。

背景技术

目前在一些钢铁轧制行业中，像大纲卷生产线、连铸式生产线、连坯生产线以及大棒材生产线中多道工序均用到了液压设备控制其运动。例如普通的大棒材生产线中的上料、除磷、粗轧、一次切头剪切、中轧、二次切头剪切、精轧、倍尺剪切、冷床冷却、剪切、收集、打捆等步骤中均用到了液压设备使其完成指定的动作。但是，实际上像一般的轧制生产线的厂房就有几百米长，建筑面积达到60000多平方米，在这么大的一个厂房中大多的处理工序中都用到了液压设备，一般均要从一个泵站供油，这样会导致管路过长，沿程损失增大；同时还需要设置大量的阀台控制执行元件的动作。这不仅增加了主油源的容量，增加生产过程中的故障点，而且远端铺设油管以及放置阀台均占用了大量的厂房面积，存在着操作不便、成本高昂和维修复杂的问题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元及方法。本发明解决了占用厂房面积过多以及远程铺设油管、避免油管磨损严重而导致的油压不稳、漏油等问题，同时减少故障点、降低成本以及维修方便。

本发明采用的技术手段如下：

一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元，包括：组装的一组、两组、三组……n组电液作动器，通过对应的控制器来完成轧制生产线中的上料、升降挡板、推钢、出钢、卡断剪、轧制、冷床冷却区的制动板升降、卸料装置、收集区、横移编组区多道工序中的液压系统控制液压缸的动作；

所述电液作动器包括相互独立的液压缸、电机、泵、集成控制块和位移传感器；所述集成控制块通过液压缸架安装在液压缸上，易组装的电控柜设置在液压缸一侧，集成控制块内的油液通过液压管路与液压缸连通，集成控制块内的电控元件通过电线与易组装的电控柜相连。

进一步地，所述易组装的电控柜左右两面均安装有斜滑槽，用于按照工作需要将一组或多组电液作动器组装在一起，实现一组或多组电液作动器的同步工作。

进一步地，所述电液作动器控制单元为能够进行控制和位置反馈的伸缩机构，根据控制器发来的位置控制信号指令，通过液压缸伸缩杆的伸缩完成相应的执行动作。

进一步地，所述的一组电液作动器可以由一个配套的电控柜控制，所述的多组电液作动器也可由一个配套的电控柜控制。

进一步地，所述电液作动器控制单元还设置有总线智能控制器，用于实时检测到设备的运行状况并及时控制。

本发明还提供了一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制方法，可以用于以下连续式轧制生产线步骤中，具体如下：

S1、上料，将连铸坯经过热送辊道或冷坯上料台架运送至加热炉入炉辊道上；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替液压缸及其配套的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的上料步骤；

S2、剔钢，将无需经过后续加工的钢坯剔除出来；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制剔钢装置中起升台的多组液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的剔钢工作；

S3、粗、中、精轧制，采用粗、中、精轧机组对加热后或者剪切后的连铸坯或者轧件进行轧制处理；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替每个轧机中控制支承辊、工作辊压上或者压下动作的多组液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的轧制工作；

S4、液压剪剪切，采用液压剪对轧件进行剪切；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制剪切动作的液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的剪切动作；

S5、冷床区冷却，利用冷床对轧件进行冷却；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制冷床区制动板升降的液压缸及其相应的液压控制系统，此处的电液作动器控制单元是多组电液作动器分布协同作业控制制动板升降，其余结构不变，来完成轧制生产线中对轧件的冷却；

S6、收集，利用收集台收集轧制产品；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制移钢台架升降的液压缸及其相应的液压控制系统，此处的电液作动器控制单元是多组电液作动器分布协同作业控制移钢台架升降，其余结构不变，来完成轧制生产线中的收集产品工作。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的电液作动器控制单元，相比于以往的机构，结构简单紧凑，重量轻，成本较低，操作方便；无需经验、快速替换，避免了长时间停工；避免了液压管路过长导致的沿程压力损失增大；减少了主油源的容量；减少了轧制生产线工作过程中的故障点；减少了厂房的占地面积；长期看来，节约了大量的成本。

2、本发明提供的电液作动器控制单元中的各个组成部分可以根据工作需要组装成不同的模式；另外，当电液作动器控制单元出现故障时，可以及时快速的更换故障装置，从而减少了因故障耽误的工作时间。

3、本发明提供的电液作动器控制单元中存放电控设备以及电线之类的配套元器件的电控箱的左、右两面上均有安装斜滑槽，根据工作需要可按照不同的方式将电控柜组装在一起，提高工作的稳定性和协同性，且此电控柜能够快速组装和更换。

4、本发明提供的电液作动器控制单元，均安装了位移传感器，即使在多组电液作动器控制单元协同动作时也能实现精准的控制设备动作。

基于上述理由本发明可在钢铁轧制等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明分布式模块化电液作动器控制单元的结构示意图；

图2是图1两组电液作动器控制单元的组合方式的示意图；

图3是图1电液作动器控制单元的电控柜组装图。

图4是本发明电液作动器控制单元在连续式棒材轧制生产线的分布图；

图中：1、液压缸；2、电机；3、泵；4、集成控制块；5、电控柜；6、位移传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例

本发明提供了一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元，采用一种分布式模块化电液作动器控制单元来取代传统的泵站-阀台-液压执行元件，本发明可以根据需要组装一组、两组、三组……n组电液作动器，通过相对应的控制器来完成轧制生产线中的上料、升降挡板、推钢、出钢、卡断剪、轧制、冷床冷却区的制动板升降、卸料装置、收集区、横移编组区多道工序中的液压系统控制液压缸的动作；

如图1所示，电液作动器包括相互独立的液压缸1、电机2、泵3、集成控制块4和位移传感器6；所述集成控制块4通过液压缸架安装在液压缸1上，易组装的电控柜5设置在液压缸1一侧，集成控制块4内的油液通过液压管路与液压缸1连通，集成控制块内的电控元件通过电线与易组装的电控柜相连。每个组成单元相互连接，同时相互独立，易于搬运，便于组装，大大减少安装时间，并且当其中一部分损坏时，可以完成快速更换，节省维修更换时间。

如图2所示，本发明提供的用于连续式轧制生产线中的两组电液作动器控制单元组合使用示意图，如图3所示，易组装的电控柜左右两面均安装有斜滑槽，用于按照工作需要将一组或多组电液作动器组装在一起，实现一组或多组电液作动器的同步工作。本发明提供的电液作动器控制单元为能够进行控制和位置反馈的伸缩机构，根据控制器发来的位置控制信号指令，通过液压缸伸缩杆的伸缩完成相应的执行动作。

进一步的作为本发明优选的实施方式，本发明提供的一组电液作动器可以由一个配套的电控柜控制，多组电液作动器也可由一个配套的电控柜控制。电液作动器控制单元还设置有总线智能控制器，用于实时检测到设备的运行状况并及时控制。

进一步的作为本发明优选的实施方式，在本发明所述的液压缸上还设有位移传感器，用于液压缸活塞杆的伸缩位置控制以及通过控制器实现多组电液作动器的在线控制，使其同步工作。如图4所示，为本发明电液作动器控制单元在连续式棒材轧制生产线的分布图，具体可以用于以下连续式轧制生产线步骤中：

S1、上料，将连铸坯经过热送辊道或冷坯上料台架运送至加热炉入炉辊道上；(在上料步骤，无论是四连杆平托移动式上料机构、旋转平托式上料机构还是液压式推钢机均用到了液压系统控制液压缸来推动钢坯完成上料动作。)采用相对应的所述电液作动器控制单元代替液压缸及其配套的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的上料步骤；

S2、剔钢，将无需经过后续加工的钢坯剔除出来；剔钢装置中起升台剔钢动作的是多组液压缸控制的。而本发明具体地，采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制剔钢装置中起升台的多组液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的剔钢工作；

S3、粗、中、精轧制，采用粗、中、精轧机组对加热后或者剪切后的连铸坯或者轧件进行轧制处理；粗、中、精轧制步骤中轧制动作的是多组液压缸控制的。而本发明具体地，采用相对应的所述电液作动器控制单元代替每个轧机中控制支承辊、工作辊压上或者压下动作的多组液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的轧制工作；

S4、液压剪剪切，采用液压剪对轧件进行剪切；液压剪剪切步骤中剪切动作的是一组液压缸控制的。而本发明具体地，采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制剪切动作的液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的剪切动作；

S5、冷床区冷却，利用冷床对轧件进行冷却；冷床区冷却步骤中升降冷床制动板动作的是多组液压缸控制的。而本发明具体地，采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制冷床区制动板升降的液压缸及其相应的液压控制系统，此处的电液作动器控制单元是多组电液作动器分布协同作业控制制动板升降，其余结构不变，来完成轧制生产线中对轧件的冷却；

S6、收集，利用收集台收集轧制产品；收集步骤中收集动作的是多组液压缸控制的。而本发明具体地，采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制移钢台架升降的液压缸及其相应的液压控制系统，此处的电液作动器控制单元是多组电液作动器分布协同作业控制移钢台架升降，其余结构不变，来完成轧制生产线中的收集产品工作。

根据以上信息可以得出电液作动器控制单元分布在整个轧制生产线中，每组电液作动器控制单元均配备独立的控制系统。每组电液作动器控制单元可根据需要使用单个或者多个电液作动器控制，一组有多个电液作动器构成的控制单元主要通过位移传感器和控制器控制协同工作，所有的分布式模块化电液作动器控制单元最终还有一个总控制器控制各个电液作动器控制单元。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元，其特征在于，包括：组装的一组、两组、三组……n组电液作动器，通过对应的控制器来完成轧制生产线中的上料、升降挡板、推钢、出钢、卡断剪、轧制、冷床冷却区的制动板升降、卸料装置、收集区、横移编组区多道工序中的液压系统控制液压缸的动作；

所述电液作动器包括相互独立的液压缸、电机、泵、集成控制块和位移传感器；所述集成控制块通过液压缸架安装在液压缸上，易组装的电控柜设置在液压缸一侧，集成控制块内的油液通过液压管路与液压缸连通，集成控制块内的电控元件通过电线与易组装的电控柜相连；

电液作动器控制单元用于以下连续式轧制生产线步骤中，具体如下：

S1、上料，将连铸坯经过热送辊道或冷坯上料台架运送至加热炉入炉辊道上；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替液压缸及其配套的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的上料步骤；

S2、剔钢，将无需经过后续加工的连铸坯剔除出来；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制剔钢装置中起升台的多组液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的剔钢工作；

S3、粗、中、精轧制，采用粗、中、精轧机组对加热后或者剪切后的连铸坯或者轧件进行轧制处理；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替每个轧机中控制支承辊、工作辊压上或者压下动作的多组液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的轧制工作；

S4、液压剪剪切，采用液压剪对轧件进行剪切；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制剪切动作的液压缸及其相应的液压控制系统，其余结构不变，来完成轧制生产线中的剪切动作；

S5、冷床区冷却，利用冷床对轧件进行冷却；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制冷床区制动板升降的液压缸及其相应的液压控制系统，此处的电液作动器控制单元是多组电液作动器分布协同作业控制制动板升降，其余结构不变，来完成轧制生产线中对轧件的冷却；

S6、收集，利用收集台收集轧制产品；采用相对应的所述电液作动器控制单元代替控制移钢台架升降的液压缸及其相应的液压控制系统，此处的电液作动器控制单元是多组电液作动器分布协同作业控制移钢台架升降，其余结构不变，来完成轧制生产线中的收集产品工作。

2.根据权利要求1所述的用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元，其特征在于，所述易组装的电控柜左右两面均安装有斜滑槽，用于按照工作需要将一组或多组电液作动器组装在一起，实现一组或多组电液作动器的同步工作。

3.根据权利要求1或2所述的用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元，其特征在于，所述电液作动器控制单元为能够进行控制和位置反馈的伸缩机构，根据控制器发来的位置控制信号指令，通过液压缸伸缩杆的伸缩完成相应的执行动作。

4.根据权利要求1所述的用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元，其特征在于，所述的一组电液作动器由一个配套的电控柜控制，所述的多组电液作动器也由一个配套的电控柜控制。

5.根据权利要求1所述的用于轧制生产线分布式模块化电液作动器控制单元，其特征在于，所述电液作动器控制单元还设置有总线智能控制器，用于实时检测到设备的运行状况并及时控制。

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