淺談處理磁致伸縮位移傳感器干擾
1 引言
南鋼中板廠建成于1976年，1986年正式投產(chǎn)，1994年9月增建一架2500mm四輥可逆式軋機(jī)，其控制系統(tǒng)由**重型機(jī)械集團(tuán)公司設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)、調(diào)試并投入使用，形成三輥勞特式軋機(jī)粗軋、四輥軋機(jī)精軋的中板生產(chǎn)線，至2002年底已經(jīng)達(dá)到年產(chǎn)量80萬噸的規(guī)模。產(chǎn)品規(guī)格為:5-25×1500-2200×6000-12000mm，*大毛邊板長(zhǎng)度23m, 主要品種有:普碳板、船板（*、b級(jí)、a32、a36）、容器板、鍋爐板、低合金結(jié)構(gòu)板、橋梁板（16mnq、q345qc、q235qc）等。為滿足品種開發(fā)和提高產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量的要求，2002年12月又對(duì)2500mm四輥可逆式軋機(jī)的液壓壓下控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱液壓agc系統(tǒng)）進(jìn)行了改造。該控制系統(tǒng)是由東北大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)計(jì)、調(diào)試并于當(dāng)年投入使用。改造后的液壓agc系統(tǒng)將會(huì)進(jìn)一步的提高鋼板的同板差及異板差，更好地實(shí)現(xiàn)鋼板的實(shí)物質(zhì)量的提高。
2 液壓agc系統(tǒng)構(gòu)成
該系統(tǒng)由2級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成，其中1級(jí)為軋機(jī)hagc（hydralic automational gauge control）基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng);2級(jí)為軋機(jī)hagc過程控制系統(tǒng)。軋機(jī)agc過程控制系統(tǒng)的過程計(jì)算機(jī)采用美國(guó)compaq 服務(wù)器系統(tǒng)1臺(tái)，鏡像磁盤陣列3＊40gb;過程計(jì)算機(jī)與基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)plc通過工業(yè)以太網(wǎng)相連，同時(shí)連接有2臺(tái)終端，分別安裝在軋機(jī)和過程機(jī)室各1臺(tái)，用于過程監(jiān)視和控制。
軋制區(qū)基礎(chǔ)自動(dòng)化的主要功能為agc和控制軋制;采用西門子s7-400/fm458 plc及profibus-dp遠(yuǎn)程i/o et200系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。該系統(tǒng)所用的頂帽傳感器和液壓缸位移傳感器是采用美國(guó)mts systems corporat公司的磁致伸縮數(shù)字式優(yōu)良位移傳感器，具有高精度（分辨率2μm）、耐高溫、防護(hù)等級(jí)高、非接觸、無磨損、免標(biāo)定、ssi接口輸出的特點(diǎn)。頂帽傳感器用來測(cè)量壓下絲杠的位移，操作側(cè)（os）和傳動(dòng)側(cè)（ds）各一個(gè)。傳感器安裝在壓下絲杠的頂端，絲杠中心開孔，可直接測(cè)量絲杠的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)位移，為非接觸式測(cè)量。
圖1 s7-400/fm458 壓下控制系統(tǒng)框圖
每個(gè)液壓缸安裝2個(gè)磁致伸縮位移傳感器，采取外置對(duì)角安裝，不僅能測(cè)量液壓缸的位移，而且能夠測(cè)量液壓缸的偏擺，這種外置式安裝方法便于檢查、維護(hù)和更換。本系統(tǒng)采用的德國(guó)hydac油壓傳感器，具有精度高輸出穩(wěn)定的特點(diǎn)。液壓缸位移傳感器是用來作為液壓壓下系統(tǒng)的位置反饋，如果該位置反饋不準(zhǔn)確會(huì)直接影響軋鋼過程中的擺輥縫，導(dǎo)致輥縫異常直接影響中板軋機(jī)的生產(chǎn)。
3 問題及排除方法
3.1 輥縫顯示不準(zhǔn)
2003年3月25日本廠將操作側(cè)液壓缸拉出來更換球面墊，3月26日下午軋機(jī)操作工反映輥縫顯示不準(zhǔn)，存在輥縫跑的現(xiàn)象，經(jīng)過plc在線監(jiān)視及分析，我們發(fā)現(xiàn)操作側(cè)液壓缸出口mts位移傳感器讀數(shù)在位移并沒有發(fā)生變化的情況下開始出現(xiàn)跳變的現(xiàn)象，跳變的典型值是從70突然跳到60，有時(shí)能立即跳回去，有時(shí)會(huì)在該位置穩(wěn)定一段時(shí)間，而且這種跳變沒有任何規(guī)律，可以發(fā)生在軋鋼過程中，也可以發(fā)生在軋鋼間隙，可以發(fā)生在咬鋼瞬間，也有的是在拋鋼瞬間，可以發(fā)生在軋機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，也可以發(fā)生在壓下電機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，這種液壓位置的不穩(wěn)定導(dǎo)致了輥縫的不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)，迫使我們不得不停止液壓壓下系統(tǒng)的使用，只能采取電動(dòng)軋鋼。通過跟蹤我們得到了傳感器讀數(shù)的趨勢(shì)圖，如圖2所示。我們采取了以下幾種方法進(jìn)行故障排除。
3.2 故障排除
（1） 測(cè)量4個(gè)液壓缸位移傳感器時(shí)鐘信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)，時(shí)鐘信號(hào)都在直流2.8v左右，交流0.123v左右;數(shù)據(jù)信號(hào)都在直流2.8v左右，交流0.245v左右。由此可以判斷plc時(shí)鐘及mts數(shù)據(jù)位收發(fā)脈沖回路均正常。
（2） 檢查操作側(cè)出口傳感器的安裝螺釘，全部完好。說明傳感器的安裝沒有問題。
圖2 mts位移傳感器讀數(shù)趨勢(shì)圖
（3） 檢查傳感器的外部電纜，既沒有短路現(xiàn)象對(duì)地絕緣也。檢查液壓缸接線盒及牌坊頂端子箱內(nèi)的接線，接線情況較好，并將所有信號(hào)線的屏蔽層可靠接地，現(xiàn)象依然。
（4） 將操作側(cè)出口位移傳感器更換，新的位移傳感器的讀數(shù)仍然出現(xiàn)隨機(jī)跳變。
（5） 將操作側(cè)入口與出口位移傳感器接線在接線盒內(nèi)進(jìn)行對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)出口mts仍然出現(xiàn)隨機(jī)跳變。說明從牌坊頂端子箱至液壓缸接線盒之間的電纜沒有問題。
（6） 將操作側(cè)出口位移傳感器與傳動(dòng)側(cè)入口位移傳感器對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)操作側(cè)出口mts仍然出現(xiàn)隨機(jī)跳變，入口傳感器正常。傳動(dòng)側(cè)傳感器也正常。說明mts位移傳感器是好的。
（7） 在plc柜內(nèi)將操作側(cè)兩位移傳感器所接通道進(jìn)行對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)出口mts仍然出現(xiàn)隨機(jī)跳變，入口傳感器正常。說明模板通道沒有問題。
（8） 將操作側(cè)出口mts傳感器從牌坊頂至液壓缸接線盒之間專用線更換，發(fā)現(xiàn)操作側(cè)出口mts仍然出現(xiàn)隨機(jī)跳變，入口傳感器正常。再次說明該段電纜沒有問題。
（9） 在plc柜內(nèi)將操作側(cè)與傳動(dòng)側(cè)位移傳感器所接通道進(jìn)行整體對(duì)調(diào)，發(fā)現(xiàn)操作側(cè)液壓缸出口mts仍然出現(xiàn)隨機(jī)跳變，其他傳感器正常。說明模板沒有問題。
（10） 我們仔細(xì)分析了每種測(cè)試過程及傳感器的安裝位置，發(fā)現(xiàn)操作側(cè)液壓缸出口位移傳感器所處的環(huán)境溫度是*惡劣的。因此將操作側(cè)出口傳感器通冷卻水，正在劇烈跳變的現(xiàn)象馬上消失，繼續(xù)投用液壓系統(tǒng)，可過了四五天操作側(cè)出口傳感器又開始跳變。
（11） 將fm458及exm438模板全部換成新模板，操作側(cè)出口mts仍然出現(xiàn)隨機(jī)跳變的現(xiàn)象，進(jìn)一步說明plc模板沒有問題。
（12） 取出一個(gè)新的mts位移傳感器將其位置固定住，直接接在軋機(jī)牌坊頂?shù)亩俗咏泳€箱內(nèi)，系統(tǒng)上電后經(jīng)過觀察，我們發(fā)現(xiàn)位置被固定住的傳感器，其讀數(shù)應(yīng)該保持不變，卻隨著軋鋼的過程發(fā)生隨機(jī)的跳變。于是我們將該傳感器拿到plc電氣柜后面直接接入plc模板通道，經(jīng)過連續(xù)跟蹤觀察我們發(fā)現(xiàn)該傳感器的讀數(shù)紋絲不動(dòng)，非常穩(wěn)定，由此我們得出結(jié)論:只有從plc電氣柜至軋機(jī)牌坊頂?shù)亩俗咏泳€箱之間的電纜確實(shí)有著不可測(cè)量的干擾現(xiàn)象存在。
4 處理方法
將mts位移傳感器的連接電纜全部重新鋪設(shè)單獨(dú)橋架，電纜全部更換，蓋好橋架蓋子，所有屏蔽層可靠接地，*杜絕干擾信號(hào)。事實(shí)證明改進(jìn)措施完成以后，再也沒有發(fā)生過類似的現(xiàn)象。
5 結(jié)束語
作為一個(gè)電氣維護(hù)人員，我們要不斷的學(xué)習(xí)新的知識(shí)，并將之運(yùn)用到實(shí)際工作中去，勇于探索不斷實(shí)踐，才能更好的解決好實(shí)際工作中遇到的各種疑難雜癥。。安裝時(shí)，硬件要嚴(yán)格把關(guān)，防止硬件埋下隱患，**禍根。出現(xiàn)故障后應(yīng)詳細(xì)記錄，以便防止虛假信號(hào)或現(xiàn)象出現(xiàn)，產(chǎn)生麻痹大意的情緒，對(duì)真正的故障排查產(chǎn)生影響，只有這樣我們才能維護(hù)好每一個(gè)設(shè)備。（淺談處理磁致伸縮位移傳感器干擾end)