ＴｏｔａｌＮｏ．１８８
Ｅｘ砸Ｅｄｔｉｏｎ（１）２０１１
冶金设备
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ总第１８８期２０１１年特刊（１）
板坯连铸机结晶器液压系统优化
朱学彪①
陈奎生
（武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉４３００８１）
摘要结合板坯连铸机结晶器振动液压系统的工作原理及常见故障，分析不同厂家性能相近的伺服阀参数及使用环境，将液压系统中的伺服元件进行优化选型，对其控制系统进行优化设计，研究结果已用于生产，设备运行状况显示液压系统优化的可靠性。
关键词结晶器电液伺服阀控制系统优化
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｌａｂＣａｓｔｅｒＭｏｌｌｌｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｙｓｔｅｍ
ＺｈｕＸｕｅｂｉａｏ
（Ｃｏｕｅｇｅ
ＣｈｅｎＫｕｉｓｈｅｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ）ｒ，Ｗｕｈ龃４３００８１）
ｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ肌ｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｗｕｈ跏ＵＩｌｉｖｅ璐ｉｔｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅ彻ｄ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ｔｅｍ，ｓｏｍｅ
Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ￡１１ｅ
ｗｏｒｋｉｎｇ研ｎｃｉｐｌｅ
ａｎｄ
ｃｏⅡ珊０ｎｆａＩｌｌｔｓｏｆｓｌａｂｃ叩￡ｉｎｕｏｕｓｃ船ｔｅｒｍｏｕｌｄ
ｈｙｄｈｕｌｉｃ
ｓｙｓ－
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ｓｅｒｖｏ
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ｓｔａｔｕｓ．
ＫＥＹＷＯＲＤＳ
Ｍ０ｕｌｄＳｅｒｖｏｖａｌｖｅ
Ｃｏｎ自同ｓｙｓｔｅｍ０ｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
目前，冶金行业连铸机结晶器主要采用电液伺服振动装置，可以方便地实现非正弦波形等多种振动规律、自动化程度高，是连铸生产中提高板坯表面和内在质量关键。某钢厂宽板坯结晶器采用电液伺服控制非正弦振动，引进意大利技术。结晶器液压振动系统的电控部分安装在电控室，工作环境较好，故障率低，但其核心控制元件一电液伺服阀，在系统设计时，采用了美国Ｍ００Ｇ公司的非标件，该阀采用内置放大器，安装在结晶器下部振动液压缸附近，现场恶劣的工作环境导致该伺服系统故障频繁，性能不稳定，备件紧张，影响了非正弦振动控制方式的实施，对板坯质量的提升起到很大的制约作用。
１
形、频率和振幅，只要改变曲线生成器输入信号波形、频率和振幅可在线任意设定，设定好的振动曲线信号输入给伺服阀，伺服阀即可控制振动液压缸按设定的曲线振动。
结晶器振动液压系统原理分析
结晶器非正弦振动方式在液压控制系统中主要依靠
图ｌ液压振动结构示意图
在实际的液压系统中，板坯连铸结晶器振动由两个液压缸（元件１）同时驱动，同步精度要求较高，每个液压缸由两台内置放大器的三级电反馈伺服阀（元件７）并联控制，一台在线，一台备用。伺服阀的Ｐ、Ａ、Ｂ口由液压锁进行控制其油路的通断，实现两伺服阀工况切换，伺服阀的
伺服阀驱动带位移传感器的振动液压缸来实现。液压振动结构示意图如图ｌ所示。伺服阀的控制信号来自于曲线生成器，主控室内的计算机通过ＰＬｃ控制曲线生成器设定振动曲线［振幅和频率）。曲线生成器通过液压缸反馈的压力和位置信号来修正振幅和频率。经过修正的振动曲线信号转换成电信号来控制伺服阀。如果改变振动波
①朱学彪，男，１９７８年出生，武汉科技大学在职博士研究生，讲师，发表论文１５篇，主要研究方向：计算机测控技术及电液伺服系统
一３０—
朱学彪等：板坯连铸机结晶器液压系统优化
控制信号由元件４给出，经过元件５和元件６控制电液伺服阀。结晶器振动液压系统控制部分如图２所示。
２０１１年特刊（１）
Ｄ７９１—４００７已经停产，由Ｉｙ７９１—４０３３替代，根据实验台检测结果比较，Ｍ００ＧＩｙ７９１—４０３３流量特性曲线线性度较差，在零位附近工作时性能不如原阀（Ｄ７９１—４００７）。伺服阀正常工作周期非常短，部分新阀只能工作１０天左右，订货与维修周期长，一般４—６个月，在线４台，备件近２０台，耗费大量资金，由于寿命短、供货维修周期长等原因，导致备件数量巨大且经常出现正常备件衔接不上，生产难以保障。
基于上述问题，原液压伺服系统有必要进行局部改造和优化。
图２液压系统原理图
ｌ一振动液压缸；２一位移传感器；３一信号转换器；４一主控计算机；５一ＰＬｃ控制单元；６一阀放大器；７一伺服阀２原系统存在的问题及优化设计原则
１）选型问题
三级电液伺服阀Ｄ７９１—４００７放大板为内置式，即伺服放大器安装于阀体端部的护壳里，与机械部分处于同一环境。水和蒸汽从放大器盖板和插头处浸入，放大器电子元件和插接件工作在潮湿的环境中，电子元件和线路容易相互影响、窜入干扰信号、导致干扰严重、甚至元器件腐蚀及元件短路烧损。这些都会导致系统振动，在零位时阀口出现零漂，振动液压缸上下漂移，定位精度和同步精度变差，甚至使放大板元件烧毁和报废。
２）备件问题
结晶器振动液压系统所使用的三级电反馈伺服阀
表ｌ
３）优化设计原则
优化改造基本思路是在不改变目前阀块、管路、线缆、ＰＬＣ程序的基础上进行，所有改造设备单独成一个控制回路。原因是作为在线设备的改造，如果新设备使用效果不好，在调整时间较长可能会影响生产的情况下，可以在３０分钟内恢复原系统，等待下一次停机机会再调试；如果在拉钢过程中新安装的Ａ阀组工作出现异常，则可直接按原系统控制模式切换到Ｂ阀组，不会导致连铸机产生故障，而影响浇铸，安全可靠。同时，选择性能指标能满足设备要求，用标准成熟、防水效果好的伺服阀代替目前产品。３伺服阀及控制系统优化
目前生产高品质电反馈三级伺服阀的主流厂家有
胍Ⅻｏｍ和ＭＯＯＧ公司，其中ＲＥ）（ＲＯＴＨ三级电反馈伺服
阀型号为４ｗｓＥ３ＥＥ，ＭＯＯＧ三级电反馈伺服阀有两个系列，型号为Ｄ７９１和Ｄ７９一１００。三者的性能对比如表ｌ所示。
ＲＥＸＲＯＴＨ公司的４ＷＳＥ３ＥＥ、Ｍ００Ｇ公司的ｃｙ７９１和Ｄ７９—１００性能参数比较
从表１可以看出Ｍ００Ｇ公司的Ｄ７９一１００静、动态性能比目前现场所使用的Ｄ７９１要差，其伺服放大器是外置式，可安装在控制室内，环境好，但其控制信号和阀芯位移反馈信号是电压信号，从控制室到现场距离太远会有信号
的衰减，且容易引入干扰，如采用该阀，虽能解决防水问题，可能引出控制系统稳定性差的问题，所以不予采用。
ＲＥｘＲＯＴＨ公司的４ＷＳＥ３ＥＥＮＳｌ６型三级电反馈伺服阀静态性能较好，动态性能稍差，虽然伺服放大器为内置
一３１—
缸侧左崮
总第１８８期冶金设备
装置。
２０１１年特刊（１）
式，但结构上有防水保障。该阀在防水结构上与Ｍ００ＧＤ７９１的区别在于：ＭＯＯＧＤ７９１放大板仓室盖采用橡胶垫密封，难以压紧，水、蒸汽可浸入，损害电子电路。而
ＲＥｘＲＯＴＨ
综合考虑各种因素，选择ＲＥｘＲＯＴＨ的４ｗＳＥ３ＥＥ型三级电反馈伺服阀替代目前工作的Ｉｙ７９１型阀。
在尽量少改变原控制系统和不改变ＰＬＣ控制程序基础上进行改造。具体措施如下：
（１）增加Ｄｃ±１５Ｖ供电
原系统上所使用的为Ｄ７９１内置放大器三级电反馈伺系统优化后控制系统结构图如图４所示。
４ｗｓＥ３ＥＥ放大板仓室采用整体结构，其与阀体
的连接是采用０形圈密封，水、蒸汽无法浸入，电子电路工作可靠。经过现场调研其防水性能好，使用寿命长，工作稳定，满足现场要求。从安装尺寸上看，ＲＥｘＲＯＴＨ阀比ｕ００Ｇ阀略小，可以不必改变原来的液压阀块部分，须增ＩⅡ一个过渡阀板，还有足够的空间安装一体化的防护
图３控制系统框图
增加部分内容
控制里
原ＰＬｃ部分
Ｉ隔离器ＩＩｏ骘蒙”ｌ
Ｌ＿Ｊ控制指令信号Ａ阀控制信号
电源
ＡＣ２２０Ｖ
＜
掣粤
Ｉ计算机台缸反馈信号
Ａ阀主阀芯
反馈信号
稠匝囱严率严甲严匝圃
结晶器现场
崮
右侧础
图４系统优化改造后的控制结构图
服阀供电电源为Ｄｃ２４Ｖ，ＲＥｘＲＯＴＨ的三级电反馈伺服阀供电电源为ＤＣ±１５Ｖ，拟增设±１５Ｖ直流电源。
（２）增加直流信号隔离器以实现信号转换与隔离
统中增设一个直流继电器，将原控制系统输出的使能控制信号引到增设的继电器上，通过继电器来控制
ＲＥｘＲ０７Ⅱ１４ｗｓＥ３ＥＥＮｓｌ６阀的Ｄｃ±１５Ｖ电源，达到对替
原Ｍ００Ｇ所９ｌ输入信号为±ｌＯｒＩｌＡ，主阀芯位移传感
器输出信号为４—２０ｍＡ，而ＲＥｘＲＯＴＨ４ｗｓＥ３ＥＥＮｓｌ６输入信号为±１０ｍＡ，主阀芯位移传感器输出信号为±１０Ｖ。为了不改变原控制系统，输入控制信号不变，采用直流信号隔离器将阀芯位移反馈信号±１０Ｖ转换为４—２０ｎＬＡ，再返回到系统；
（３）安全信号设置
原Ｍ００ＧＤ７９１阀放大器上有一个使能信号，可在系
换阀是否正常工作进行控制，相当于原ＭＯＯＧＩｙ７９１阀的使能选择功能。
系统优化后的控制框图如图４所示。将现场参数按框图可进行系统性能分析计算，以便指导各可调节参数的设置，实现系统性能优化。４结论
从电液伺服控制系统误差角度分析：由伺服阀的零
（转１５８页）
一３２一
总第培８期冶金设备
号、压差信号。
２０１１年特刊（１）
状态，确立不同的工作制度，由系统自动控制，取代了人工操作。
９）准确检测润滑点的供油状态，检测结果及时反馈。１０）在微机上直接显示各故障点的具体位置。
１１）准确判断每个润滑点、润滑元件故障，系统自带故障类型数据库。
１２）远程监控，人性操作。系统真实反映每个润滑点的供油状态，现场情况一目了然，直接显示润滑点的位置，便于维护，远程设定调整润滑点供油参数，在微机上实现手／自动切换，可手动单点给油与检测，可与系统设备连锁。
５）润滑系统具有声光报警功能，可以显示故障点；具
有自动朴脂、超高压控制和堵塞指示功能。
６）润滑系统只要在工作。每个润滑点稚能获得预定的
给脂量，给脂量不会因过多而浪费。
７）现场可根据需要自由选择供油秩序，每点供油量根
据实际需要设定。
８）检测润滑脂在管道内的位移信号，区别于压力信
Ｅ控系统
临拧系统
圈ｌ
４结束语
ＺＤＲＨ一２０００智能集中润滑系统布局固
统负压值，有效提高了烧结矿产量；备件消耗量有所下降；油脂消耗量也明显降低；系统始终处于自动运行状态，避免了因人为因素而造成的故障。
智骺式集中润滑系统在烧结设备上运行后，取得了良好的链暴。系统漏风量大大降低。特别是滑道之问的漏风量耱传统润滑降低５０％。滑道的寿命提高５倍，提高了系（接３２页）飘、死区、滞环、液压缸与振动台摩擦力等所引起的位置误差在５％以内；由位移传摩器所｝｜起的位置误差在∞％以内；由输入误差所引起的位置误差在２０％以
内；由负载所引起的位置误差在１５％以内；优化改造后具有下列功能：
１）满足结晶器原来的振动幅值和频率；
２）原系统使用Ｄ７９ｌ阀上的电磁换向阀（相当液压使能）取消，但可保持伺服阀在不通电时主阀芯偏到一侧，即Ｐ一）Ａ，Ｂ一＞Ｔ，使结晶器退回到安全位置；
３）原系统使用Ｄ７９１阀放大板上电气使能信号考虑保留，用该信号控制新增直流继电器对替代阀的电源进行通断，保证改造后Ａ阀组和Ｂ阀组能够按照原控制方式进行自由切换选择；
－－■｝—｝专■｝■｝■｝★■｝■｝■｝■ｔ毒＿｝坐＿｝＿｝＿｝坐■ｅ■－■｝■｝■｝●●★●ｔ＿ｔ■ｔ＿‘＿ｔ＿ｔ＿｝＿ｅ生＿｝誓｝＿｝＿｝＿－ｊ－
４）宽板坯结晶器振动液压系统自２０１０年优化后投人正式运行，系统原有性能得以保证，板坯质量得以提升，运行效果良好，减少了液压结晶器振动台的设备故障和维修成本。
参考文献
［１］李宪奎，张德明．连铸结晶器振动技术［Ｍ］．冶金工业
出版社，２０∞
［２］朱学彪，陈奎生．对于三级电液伺服阀的新型仿真与
研究．机床与液压［Ｊ］，２００５（２）
［３］陈新元等．结晶器液压伺服振动系统状态监测与故障
诊断．液压与气动［Ｊ］，２∞６（５）
［４】朱学彪等．虚拟仪器技术在结晶器液压设备监测系统
中的应用．机床与液压［Ｊ］。２００９（１）
一１５８—
板坯连铸机结晶器液压系统优化
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
朱学彪， 陈奎生， Zhu Xuebiao， Chen Kuisheng武汉科技大学机械自动化学院 湖北武汉430081冶金设备
Metallurgical Equipment2011(z1)
1. 朱学彪 虚拟仪器技术在结晶器液压设备监测系统中的应用 2009(01)
2. 陈新元 结晶器液压伺服振动系统状态监测与故障诊断[期刊论文]-液压与气动 2006(05)3. 朱学彪;陈奎生 对于三级电液伺服阀的新型仿真与研究[期刊论文]-机床与液压 2005(02)4. 李宪奎;张德明 连铸结晶器振动技术 2000
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yjsb2011z1011.aspx
ＴｏｔａｌＮｏ．１８８
Ｅｘ砸Ｅｄｔｉｏｎ（１）２０１１
冶金设备
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ总第１８８期２０１１年特刊（１）
板坯连铸机结晶器液压系统优化
朱学彪①
陈奎生
（武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉４３００８１）
摘要结合板坯连铸机结晶器振动液压系统的工作原理及常见故障，分析不同厂家性能相近的伺服阀参数及使用环境，将液压系统中的伺服元件进行优化选型，对其控制系统进行优化设计，研究结果已用于生产，设备运行状况显示液压系统优化的可靠性。
关键词结晶器电液伺服阀控制系统优化
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｌａｂＣａｓｔｅｒＭｏｌｌｌｄＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｙｓｔｅｍ
ＺｈｕＸｕｅｂｉａｏ
（Ｃｏｕｅｇｅ
ＣｈｅｎＫｕｉｓｈｅｎｇ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ）ｒ，Ｗｕｈ龃４３００８１）
ｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙ肌ｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｗｕｈ跏ＵＩｌｉｖｅ璐ｉｔｙｏｆｓｃｉｅｎｃｅ彻ｄ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
ｔｅｍ，ｓｏｍｅ
Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ￡１１ｅ
ｗｏｒｋｉｎｇ研ｎｃｉｐｌｅ
ａｎｄ
ｃｏⅡ珊０ｎｆａＩｌｌｔｓｏｆｓｌａｂｃ叩￡ｉｎｕｏｕｓｃ船ｔｅｒｍｏｕｌｄ
ｈｙｄｈｕｌｉｃ
ｓｙｓ－
ｐａｒ砌ｅｔｅ璐卸ｄｕｓｉｎｇｅ唧ｉｒｏｎｍｅｎｔｓｏｆｄｉｆｋｒｅｍｓｅｎｒｏｖａｌｖｅｓｗｈｉｃｈａ陀ｍａｄｅｆ而ｍｄｉｆＥｂｒｅｎｔｆ如ｔｏｒｙａｒｅ蚰ａ－
ｌｙｚｅｄ．Ｉｔ眦ｄｅｔｌＩｅ叩ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ蚰ｄｓｅｌｅｃｔｉ叩ｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎ协ｉｎｔ’ｌｅｈｙｄｒａＩＩｌｉｃｓｙｓｔｅｍ，锄ｄｄｅｓｉ印ｅｄｔｌｌｅｃｏ曲埘ｓｙ８ｔｅｍ．１１ｌｅｍｓｕｌｔｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｈａｄｂｅｅｎａｐｐｌｉｅｄｔｈｅｉｎ龇ｆｉｅｌｄ．ｈｃ衄ｃｏｒｌｆ汹ｔｈｅｒｅｌｉ出ｌｉｔｙｏｆｔｌｌｅ叩ｔｉｍｉｚａｌｉｏｎｏｆｔｈｅ
ｓｅｒｖｏ
ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍ∞ｃｏｒｃｌｉｎｇｔ０ｔｌｌｅｏｐｅｒａｔｉ∞ａｌ
ｓｔａｔｕｓ．
ＫＥＹＷＯＲＤＳ
Ｍ０ｕｌｄＳｅｒｖｏｖａｌｖｅ
Ｃｏｎ自同ｓｙｓｔｅｍ０ｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
目前，冶金行业连铸机结晶器主要采用电液伺服振动装置，可以方便地实现非正弦波形等多种振动规律、自动化程度高，是连铸生产中提高板坯表面和内在质量关键。某钢厂宽板坯结晶器采用电液伺服控制非正弦振动，引进意大利技术。结晶器液压振动系统的电控部分安装在电控室，工作环境较好，故障率低，但其核心控制元件一电液伺服阀，在系统设计时，采用了美国Ｍ００Ｇ公司的非标件，该阀采用内置放大器，安装在结晶器下部振动液压缸附近，现场恶劣的工作环境导致该伺服系统故障频繁，性能不稳定，备件紧张，影响了非正弦振动控制方式的实施，对板坯质量的提升起到很大的制约作用。
１
形、频率和振幅，只要改变曲线生成器输入信号波形、频率和振幅可在线任意设定，设定好的振动曲线信号输入给伺服阀，伺服阀即可控制振动液压缸按设定的曲线振动。
结晶器振动液压系统原理分析
结晶器非正弦振动方式在液压控制系统中主要依靠
图ｌ液压振动结构示意图
在实际的液压系统中，板坯连铸结晶器振动由两个液压缸（元件１）同时驱动，同步精度要求较高，每个液压缸由两台内置放大器的三级电反馈伺服阀（元件７）并联控制，一台在线，一台备用。伺服阀的Ｐ、Ａ、Ｂ口由液压锁进行控制其油路的通断，实现两伺服阀工况切换，伺服阀的
伺服阀驱动带位移传感器的振动液压缸来实现。液压振动结构示意图如图ｌ所示。伺服阀的控制信号来自于曲线生成器，主控室内的计算机通过ＰＬｃ控制曲线生成器设定振动曲线［振幅和频率）。曲线生成器通过液压缸反馈的压力和位置信号来修正振幅和频率。经过修正的振动曲线信号转换成电信号来控制伺服阀。如果改变振动波
①朱学彪，男，１９７８年出生，武汉科技大学在职博士研究生，讲师，发表论文１５篇，主要研究方向：计算机测控技术及电液伺服系统
一３０—
朱学彪等：板坯连铸机结晶器液压系统优化
控制信号由元件４给出，经过元件５和元件６控制电液伺服阀。结晶器振动液压系统控制部分如图２所示。
２０１１年特刊（１）
Ｄ７９１—４００７已经停产，由Ｉｙ７９１—４０３３替代，根据实验台检测结果比较，Ｍ００ＧＩｙ７９１—４０３３流量特性曲线线性度较差，在零位附近工作时性能不如原阀（Ｄ７９１—４００７）。伺服阀正常工作周期非常短，部分新阀只能工作１０天左右，订货与维修周期长，一般４—６个月，在线４台，备件近２０台，耗费大量资金，由于寿命短、供货维修周期长等原因，导致备件数量巨大且经常出现正常备件衔接不上，生产难以保障。
基于上述问题，原液压伺服系统有必要进行局部改造和优化。
图２液压系统原理图
ｌ一振动液压缸；２一位移传感器；３一信号转换器；４一主控计算机；５一ＰＬｃ控制单元；６一阀放大器；７一伺服阀２原系统存在的问题及优化设计原则
１）选型问题
三级电液伺服阀Ｄ７９１—４００７放大板为内置式，即伺服放大器安装于阀体端部的护壳里，与机械部分处于同一环境。水和蒸汽从放大器盖板和插头处浸入，放大器电子元件和插接件工作在潮湿的环境中，电子元件和线路容易相互影响、窜入干扰信号、导致干扰严重、甚至元器件腐蚀及元件短路烧损。这些都会导致系统振动，在零位时阀口出现零漂，振动液压缸上下漂移，定位精度和同步精度变差，甚至使放大板元件烧毁和报废。
２）备件问题
结晶器振动液压系统所使用的三级电反馈伺服阀
表ｌ
３）优化设计原则
优化改造基本思路是在不改变目前阀块、管路、线缆、ＰＬＣ程序的基础上进行，所有改造设备单独成一个控制回路。原因是作为在线设备的改造，如果新设备使用效果不好，在调整时间较长可能会影响生产的情况下，可以在３０分钟内恢复原系统，等待下一次停机机会再调试；如果在拉钢过程中新安装的Ａ阀组工作出现异常，则可直接按原系统控制模式切换到Ｂ阀组，不会导致连铸机产生故障，而影响浇铸，安全可靠。同时，选择性能指标能满足设备要求，用标准成熟、防水效果好的伺服阀代替目前产品。３伺服阀及控制系统优化
目前生产高品质电反馈三级伺服阀的主流厂家有
胍Ⅻｏｍ和ＭＯＯＧ公司，其中ＲＥ）（ＲＯＴＨ三级电反馈伺服
阀型号为４ｗｓＥ３ＥＥ，ＭＯＯＧ三级电反馈伺服阀有两个系列，型号为Ｄ７９１和Ｄ７９一１００。三者的性能对比如表ｌ所示。
ＲＥＸＲＯＴＨ公司的４ＷＳＥ３ＥＥ、Ｍ００Ｇ公司的ｃｙ７９１和Ｄ７９—１００性能参数比较
从表１可以看出Ｍ００Ｇ公司的Ｄ７９一１００静、动态性能比目前现场所使用的Ｄ７９１要差，其伺服放大器是外置式，可安装在控制室内，环境好，但其控制信号和阀芯位移反馈信号是电压信号，从控制室到现场距离太远会有信号
的衰减，且容易引入干扰，如采用该阀，虽能解决防水问题，可能引出控制系统稳定性差的问题，所以不予采用。
ＲＥｘＲＯＴＨ公司的４ＷＳＥ３ＥＥＮＳｌ６型三级电反馈伺服阀静态性能较好，动态性能稍差，虽然伺服放大器为内置
一３１—
缸侧左崮
总第１８８期冶金设备
装置。
２０１１年特刊（１）
式，但结构上有防水保障。该阀在防水结构上与Ｍ００ＧＤ７９１的区别在于：ＭＯＯＧＤ７９１放大板仓室盖采用橡胶垫密封，难以压紧，水、蒸汽可浸入，损害电子电路。而
ＲＥｘＲＯＴＨ
综合考虑各种因素，选择ＲＥｘＲＯＴＨ的４ｗＳＥ３ＥＥ型三级电反馈伺服阀替代目前工作的Ｉｙ７９１型阀。
在尽量少改变原控制系统和不改变ＰＬＣ控制程序基础上进行改造。具体措施如下：
（１）增加Ｄｃ±１５Ｖ供电
原系统上所使用的为Ｄ７９１内置放大器三级电反馈伺系统优化后控制系统结构图如图４所示。
４ｗｓＥ３ＥＥ放大板仓室采用整体结构，其与阀体
的连接是采用０形圈密封，水、蒸汽无法浸入，电子电路工作可靠。经过现场调研其防水性能好，使用寿命长，工作稳定，满足现场要求。从安装尺寸上看，ＲＥｘＲＯＴＨ阀比ｕ００Ｇ阀略小，可以不必改变原来的液压阀块部分，须增ＩⅡ一个过渡阀板，还有足够的空间安装一体化的防护
图３控制系统框图
增加部分内容
控制里
原ＰＬｃ部分
Ｉ隔离器ＩＩｏ骘蒙”ｌ
Ｌ＿Ｊ控制指令信号Ａ阀控制信号
电源
ＡＣ２２０Ｖ
＜
掣粤
Ｉ计算机台缸反馈信号
Ａ阀主阀芯
反馈信号
稠匝囱严率严甲严匝圃
结晶器现场
崮
右侧础
图４系统优化改造后的控制结构图
服阀供电电源为Ｄｃ２４Ｖ，ＲＥｘＲＯＴＨ的三级电反馈伺服阀供电电源为ＤＣ±１５Ｖ，拟增设±１５Ｖ直流电源。
（２）增加直流信号隔离器以实现信号转换与隔离
统中增设一个直流继电器，将原控制系统输出的使能控制信号引到增设的继电器上，通过继电器来控制
ＲＥｘＲ０７Ⅱ１４ｗｓＥ３ＥＥＮｓｌ６阀的Ｄｃ±１５Ｖ电源，达到对替
原Ｍ００Ｇ所９ｌ输入信号为±ｌＯｒＩｌＡ，主阀芯位移传感
器输出信号为４—２０ｍＡ，而ＲＥｘＲＯＴＨ４ｗｓＥ３ＥＥＮｓｌ６输入信号为±１０ｍＡ，主阀芯位移传感器输出信号为±１０Ｖ。为了不改变原控制系统，输入控制信号不变，采用直流信号隔离器将阀芯位移反馈信号±１０Ｖ转换为４—２０ｎＬＡ，再返回到系统；
（３）安全信号设置
原Ｍ００ＧＤ７９１阀放大器上有一个使能信号，可在系
换阀是否正常工作进行控制，相当于原ＭＯＯＧＩｙ７９１阀的使能选择功能。
系统优化后的控制框图如图４所示。将现场参数按框图可进行系统性能分析计算，以便指导各可调节参数的设置，实现系统性能优化。４结论
从电液伺服控制系统误差角度分析：由伺服阀的零
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总第培８期冶金设备
号、压差信号。
２０１１年特刊（１）
状态，确立不同的工作制度，由系统自动控制，取代了人工操作。
９）准确检测润滑点的供油状态，检测结果及时反馈。１０）在微机上直接显示各故障点的具体位置。
１１）准确判断每个润滑点、润滑元件故障，系统自带故障类型数据库。
１２）远程监控，人性操作。系统真实反映每个润滑点的供油状态，现场情况一目了然，直接显示润滑点的位置，便于维护，远程设定调整润滑点供油参数，在微机上实现手／自动切换，可手动单点给油与检测，可与系统设备连锁。
５）润滑系统具有声光报警功能，可以显示故障点；具
有自动朴脂、超高压控制和堵塞指示功能。
６）润滑系统只要在工作。每个润滑点稚能获得预定的
给脂量，给脂量不会因过多而浪费。
７）现场可根据需要自由选择供油秩序，每点供油量根
据实际需要设定。
８）检测润滑脂在管道内的位移信号，区别于压力信
Ｅ控系统
临拧系统
圈ｌ
４结束语
ＺＤＲＨ一２０００智能集中润滑系统布局固
统负压值，有效提高了烧结矿产量；备件消耗量有所下降；油脂消耗量也明显降低；系统始终处于自动运行状态，避免了因人为因素而造成的故障。
智骺式集中润滑系统在烧结设备上运行后，取得了良好的链暴。系统漏风量大大降低。特别是滑道之问的漏风量耱传统润滑降低５０％。滑道的寿命提高５倍，提高了系（接３２页）飘、死区、滞环、液压缸与振动台摩擦力等所引起的位置误差在５％以内；由位移传摩器所｝｜起的位置误差在∞％以内；由输入误差所引起的位置误差在２０％以
内；由负载所引起的位置误差在１５％以内；优化改造后具有下列功能：
１）满足结晶器原来的振动幅值和频率；
２）原系统使用Ｄ７９ｌ阀上的电磁换向阀（相当液压使能）取消，但可保持伺服阀在不通电时主阀芯偏到一侧，即Ｐ一）Ａ，Ｂ一＞Ｔ，使结晶器退回到安全位置；
３）原系统使用Ｄ７９１阀放大板上电气使能信号考虑保留，用该信号控制新增直流继电器对替代阀的电源进行通断，保证改造后Ａ阀组和Ｂ阀组能够按照原控制方式进行自由切换选择；
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４）宽板坯结晶器振动液压系统自２０１０年优化后投人正式运行，系统原有性能得以保证，板坯质量得以提升，运行效果良好，减少了液压结晶器振动台的设备故障和维修成本。
参考文献
［１］李宪奎，张德明．连铸结晶器振动技术［Ｍ］．冶金工业
出版社，２０∞
［２］朱学彪，陈奎生．对于三级电液伺服阀的新型仿真与
研究．机床与液压［Ｊ］，２００５（２）
［３］陈新元等．结晶器液压伺服振动系统状态监测与故障
诊断．液压与气动［Ｊ］，２∞６（５）
［４】朱学彪等．虚拟仪器技术在结晶器液压设备监测系统
中的应用．机床与液压［Ｊ］。２００９（１）
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板坯连铸机结晶器液压系统优化
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
朱学彪， 陈奎生， Zhu Xuebiao， Chen Kuisheng武汉科技大学机械自动化学院 湖北武汉430081冶金设备
Metallurgical Equipment2011(z1)
1. 朱学彪 虚拟仪器技术在结晶器液压设备监测系统中的应用 2009(01)
2. 陈新元 结晶器液压伺服振动系统状态监测与故障诊断[期刊论文]-液压与气动 2006(05)3. 朱学彪;陈奎生 对于三级电液伺服阀的新型仿真与研究[期刊论文]-机床与液压 2005(02)4. 李宪奎;张德明 连铸结晶器振动技术 2000
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_yjsb2011z1011.aspx