• повысить качество проката;
• обеспечить контроль основного оборудования стана;
• улучшить условия труда обслуживающего персонала;
• представить информацию о режимах прокатки в каждой клети стана.

Комплекс "Силоизмеритель-2500 ММК" - силоизмеритель нового поколения, цифровая система измерения усилий прокатки, позволяющая интегрировать множество мессдоз в систему контроля и управления процессом прокатки.

Оборудование комплекса обеспечивает следующие функции:

• измерение усилий прокатки с визуализацией результатов и выходом в АСУ ТП;
• обеспечение калибровки нажимных винтов;
• формирование и выдача в АСУ ТП релейного сигнала наличия полосы в каждой клети с возможностью настройки порогов срабатывания;
• автоматическая установка нуля для каждой клети с возможностью установки оператором;
• выдача аналоговых сигналов, пропорциональных усилию на каждой мессдозе, суммарному усилию на валок, разностному усилию на валок;
• выдача дискретных сигналов о выходе из строя любой мессдозы;
• замена сигнала неисправной мессдозы сигналом исправной мессдозы в данной клети, с выдачей информации в АСУ ТП;
• сбор, отображение и хранение параметров технологического процесса по данным, поступающим от мессдоз;
• обеспечение режима осциллографа усилий прокатки по каждой клети;
• регистрация времени прохождения слябов через каждую клеть;
• обеспечение вторичного электропитания комплекса;
• обеспечение бесперебойного питания комплекса;
• проведение диагностики аппаратных средств комплекса;
• выдача информационных сообщений о состоянии элементов системы;
• обеспечение связи с существующей АСУ ТП.

Комплекс состоит из 14 мессдоз, установленных на подушках верхних опорных валков семи чистовых клетей стана, МСИ, расположенного в помещении автоматики, и рабочей станции визуализации (РСВ) на посту управления стана.

Мессдоза МД-1500 с номинальным усилием 1500 тс представляет собой продукт модернизации прямоугольных мессдоз "КИА". В отремонтированный корпус мессдозы "КИА" вмонтировалась мессдоза (МД) "ТЕХНОАП". На корпусе мессдозы МД-1500 выполнено центрирующее устройство для парирования несоосности нажимного винта и подпятника. Главной особенностью МД является применение нескольких (6-ти) силоизмерительных датчиков (сенсоров) с номинальным усилием 250 тс, которые располагаются внутри МД и занимают площадь, равную площади нажимного винта. Сенсор является оптическим измерителем упругой деформации. Сенсор изготовлен из поковки высокопрочной стали, имеет герметичную сварную конструкцию и заполнен инертным газом. Каждый сенсор после изготовления проходит аттестацию на образцовой силоизмерительной машине. Аттестация проводится при крайних значениях температур рабочего диапазона. Вычисленные по результатам аттестации коэффициенты учитываются в измерительной характеристике каждого сенсора. Такая методика позволяет в значительной степени исключить влияние технологических особенностей и температурных зависимостей и обеспечить заданную точность измерений.
МД имеет герметичный кабельный ввод. Соединительный кабель и разъем выполнены по требованиям IP 68, при этом выходной импеданс мессдозы менее 1 Ом, поэтому даже попадание влаги внутрь кабеля не приводит к изменениям величины выходных сигналов мессдозы.

• высокая надежность мессдозы за счет многократного резервирования измерительных каналов (мессдоза включает в себя несколько сенсоров - независимых силоизмерительных датчиков), позволяющее работать мессдозе до ремонта даже при отказе до половины измерительных каналов;
• мессдоза сохраняет свои метрологические характеристики при неблагоприятных воздействующих факторах (вследствие деформации нагружающих поверхностей, коррозионного износа подушки валка и опоры клети, попадания окалины, грязи и т.п.) из-за малых напряжений при продольном изгибе мессдозы, что допускает более значительные ее изгибы без остаточных деформаций и трещин по сравнению с другими конструкциями;
• правильное измерение действующего усилия при неравномерных распределениях контактных напряжений по нагружающим поверхностям мессдозы;
• ремонтнопригодность мессдозы в условиях цеха без необходимости перекалибровки всей мессдозы. При ремонте заменяется только отказавший сенсор, при этом замена легко осуществима на ремонтном участке цеха. Разъемное соединение кабеля мессдозы обеспечивает быструю его замену в случае его обрыва или даже ремонт кабеля.

МСИ комплекса представляет собой стандартный шкаф, в котором установлен аккумуляторный источник бесперебойного питания, блок вторичного питания и коммутации, системный блок и монитор диагностики. МСИ создает необходимые питающие напряжения для мессдоз, фильтрует и обрабатывает сигналы и вырабатывает выходные сигналы в цифровом и (или) аналоговом виде, обеспечивает бесперебойное питание системы. Встроенная всесторонняя диагностика непрерывно контролирует работоспособность системы.

МСИ сохраняет текущие результаты прокатки системой архивации на электронных носителях и служит базой данных для контроля за соблюдением технологических параметров прокатки, состояния основного оборудования и т.п.

РСВ (рис.3) осуществляет визуализацию процесса прокатки и калибровки.
Штатная программа комплекса работает в операционной среде WINDOWS98/NT4.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Комплекс разработан для непрерывной эксплуатации в жестких условиях прокатного производства, поэтому он практически не требует трудоемкого технического обслуживания. Техническое обслуживание комплекса заключается в периодическом осмотре внешнего вида на отсутствие механических повреждений оборудования, проверка и подтяжка механических и электрических кабельных соединений.

4. Информация для пользователя комплекса

Комплекс дает возможность оператору стана проводить калибровку клетей как в автоматическом режиме, так и в ручном, наблюдая на РСВ за процессом калибровки.

Параметры прокатки выводятся на экран РСВ в штатном режиме работы комплекса.

Для технологического и обслуживающего комплекс персонала предусмотрен технологический режим работы, который выводится на монитор МСИ.

В технологическом режиме можно оценить параметры прокатки сляба в реальном времени по осциллограмме усилий прокатки в любой клети, записать графики прокатки, вывести их на любой носитель, переслать по сети и т.д.
Технологическая служба по записанным архивам может провести анализ параметров прокатки, времени простоя, времени перевалки и параметров калибровки, оценить биение валков, равномерность нагрева слябов и т.д.
Служба автоматики в этом режиме может продиагностировать все измерительные каналы комплекса, оценить работоспособность каждого сенсора мессдозы, температуру оборудования.
Для руководства цеха информация комплекса необходима для анализа результатов работы цеха, соблюдения технологической дисциплины.

5. Oсобенности встройки мессдоз в прокатный стан

Эксплуатация мессдоз, установленных под подушками нижних опорных валков, на черновых клетях стана 2000 ОАО "Северсталь", на стане 2500 ОАО "ММК" показала, что силопередающие поверхности мессдоз и стана подвержены сильному и неравномерному абразивному износу из-за попадания окалины, грязи и т.п. Это вызывает весьма большие местные перегрузки частей мессдозы и дополнительные прогибы, что приводит к увеличению погрешности измерения, а иногда к механическим поломкам мессдоз. Эти причины побудили измененить схему установки мессдоз в клети.

Следует отметить также, что при установке мессдоз под нижний опорный валок необходимо использовать промежуточные нажимные плиты (корпусные детали), подвижно соединенные между собой в направлении нагрузки и воспринимающие боковые и крутящие нагрузки. От качества их выполнения существенно зависит правильность измерений и в большой степени работоспособность мессдоз. При этом стоимость таких корпусных деталей может быть значительна, т.к. они должны выполняться из высокопрочных нержавеющих сталей с хорошей чистотой (порядка 1,25 - 2,5 мкм) и плоскостностью (порядка 0,02 - 0,03 мм) силопередающих поверхностей.

Весьма распространённой альтернативой является установка мессдоз между нажимными винтами и подушками верхнего опорного валка - это установка мессдозы на подушку опорного валка или подвеска мессдозы на винт. Преимуществами в этом случае являются более легкие и "чистые" условия экс-плуатации мессдоз, более равномерное распределение контактных напряжений на силопередающих поверхностях.

Крепление корпуса мессдозы на винт существенно облегчает эксплуатацию, т.к. нет необходимости снимать мессдозы во время перевалок опорных валков как это происходит при установке мессдоз на подушки валков.

На рисунке представлена мессдоза МД-2400 "ТЕХНОАП" для установки на винт для черновых клетей стана 2000 ГП ОАО "Северсталь".