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，1994年9月增建一架2500mm四輥可逆式軋機，其控制系統(tǒng)由**重型機械集團公司設計院設計、調試并投入使用，形成三輥勞特式軋機粗軋、四輥軋機精軋的中板生產線，至2002年底已經(jīng)達到年產量80萬噸的規(guī)模。產品規(guī)格為:5-25×1500-2200×6000-12000mm，*大毛邊板長度23m, 主要品種有:普碳板、船板（A級、B級、A32、A36）、容器板、鍋爐板、低合金結構板、橋梁板（16Mnq、Q345qC、Q235qC）等。為滿足品種開發(fā)和提高產品實物質量的要求，2002年12月又對2500mm四輥可逆式軋機的液壓壓下控制系統(tǒng)（簡稱液壓AGC系統(tǒng)）進行了改造。該控制系統(tǒng)是由東北大學國家重點實驗室進行設計、調試并于當年投入使用。改造后的液壓AGC系統(tǒng)將會進一步的提高鋼板的同板差及異板差，更好地實現(xiàn)鋼板的實物質量的提高。

2 液壓AGC系統(tǒng)構成

該系統(tǒng)由2級計算機控制系統(tǒng)組成，其中1級為軋機HAGC（HYDRALIC AUTOMATIONAL GAUGE CONTROL）基礎自動化系統(tǒng);2級為軋機HAGC過程控制系統(tǒng)。軋機AGC過程控制系統(tǒng)的過程計算機采用美國COMPAQ 服務器系統(tǒng)1臺，鏡像磁盤陣列3＊40GB;過程計算機與基礎自動化級PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)相連，同時連接有2臺終端，分別安裝在軋機和過程機室各1臺，用于過程監(jiān)視和控制。

軋制區(qū)基礎自動化的主要功能為AGC和控制軋制;采用西門子S7-400/FM458 PLC及PROFIBUS-DP遠程I/O ET200系統(tǒng)。計算機控制系統(tǒng)結構框圖如圖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MTS Systems Corporat公司的磁致伸縮數(shù)字式**位移傳感器，具有高精度（分辨率2μm）、耐高溫、防護等級高、非接觸、無磨損、免標定、SSI接口輸出的特點。頂帽傳感器用來測量壓下絲杠的位移，操作側（OS）和傳動側（DS）各一個。傳感器安裝在壓下絲杠的頂端，絲杠中心開孔，可直接測量絲杠的靜態(tài)、動態(tài)位移，為非接觸式測量。

圖1 S7-400/FM458 壓下控制系統(tǒng)框圖

每個液壓缸安裝2個磁致伸縮位移傳感器，采取外置對角安裝，不僅能測量液壓缸的位移，而且能夠測量液壓缸的偏擺，這種外置式安裝方法便于檢查、維護和更換。本系統(tǒng)采用的德國HYDAC油壓傳感器，具有精度高輸出穩(wěn)定的特點。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確會直接影響軋鋼過程中的擺輥縫，導致輥縫異常直接影響中板軋機的生產。

3 問題及排除方法

3.1 輥縫顯示不準

2003年3月25日本廠將操作側液壓缸拉出來更換球面墊，3月26日下午軋機操作工反映輥縫顯示不準，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，有時能立即跳回去，有時會在該位置穩(wěn)定一段時間，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)生在軋機轉動的情況下，也可以發(fā)生在壓下電機運行的時候，這種液壓位置的不穩(wěn)定導致了輥縫的不穩(wěn)定，嚴重影響了正常生產，迫使我們不得不停止液壓壓下系統(tǒng)的使用，只能采取電動軋鋼。通過跟蹤我們得到了傳感器讀數(shù)的趨勢圖，如圖2所示。我們采取了以下幾種方法進行故障排除。

3.2 故障排除

（1） 測量4個液壓缸位移傳感器時鐘信號及數(shù)據(jù)信號，時鐘信號都在直流2.8V左右，交流0.123V左右;數(shù)據(jù)信號都在直流2.8V左右，交流0.245V左右。由此可以判斷PLC時鐘及MTS數(shù)據(jù)位收發(fā)脈沖回路均正常。

（2） 檢查操作側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)趨勢圖

（3） 檢查傳感器的外部電纜，既沒有短路現(xiàn)象對地絕緣也極好。檢查液壓缸接線盒及牌坊頂端子箱內的接線，接線情況較好，并將所有信號線的屏蔽層可靠接地，現(xiàn)象依然。

（4） 將操作側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)隨機跳變。

（5） 將操作側入口與出口位移傳感器接線在接線盒內進行對調，發(fā)現(xiàn)出口MTS仍然出現(xiàn)隨機跳變。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） 將操作側出口位移傳感器與傳動側入口位移傳感器對調，發(fā)現(xiàn)操作側出口MTS仍然出現(xiàn)隨機跳變，入口傳感器正常。傳動側傳感器也正常。說明MTS位移傳感器是好的。

（7） 在PLC柜內將操作側兩位移傳感器所接通道進行對調，發(fā)現(xiàn)出口MTS仍然出現(xiàn)隨機跳變，入口傳感器正常。說明模板通道沒有問題。

（8） 將操作側出口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)操作側出口MTS仍然出現(xiàn)隨機跳變，入口傳感器正常。再次說明該段電纜沒有問題。

（9） 在PLC柜內將操作側與傳動側位移傳感器所接通道進行整體對調，發(fā)現(xiàn)操作側液壓缸出口MTS仍然出現(xiàn)隨機跳變，其他傳感器正常。說明模板沒有問題。

（10） 我們仔細分析了每種測試過程及傳感器的安裝位置，發(fā)現(xiàn)操作側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，操作側出口MTS仍然出現(xiàn)隨機跳變的現(xiàn)象，進一步說明PLC模板沒有問題。

（12） 取出一個新的MTS位移傳感器將其位置固定住，直接接在軋機牌坊頂?shù)亩俗咏泳€箱內，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)應該保持不變，卻隨著軋鋼的過程發(fā)生隨機的跳變。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，非常穩(wěn)定，由此我們得出結論:只有從PLC電氣柜至軋機牌坊頂?shù)亩俗咏泳€箱之間的電纜確實有著不可測量的干擾現(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單獨橋架，電纜全部更換，蓋好橋架蓋子，所有屏蔽層可靠接地，完全杜絕干擾信號。事實證明改進措施完成以后，再也沒有發(fā)生過類似的現(xiàn)象。

5 結束語

作為一個電氣維護人員，我們要不斷的學習新的知識，并將之運用到實際工作中去，勇于探索不斷實踐，才能更好的解決好實際工作中遇到的各種疑難雜癥。。安裝時，硬件要嚴格把關，防止硬件埋下隱患，**禍根。出現(xiàn)故障后應詳細記錄，以便防止虛假信號或現(xiàn)象出現(xiàn)，產生麻痹大意的情緒，對真正的故障排查產生影響，只有這樣我們才能維護好每一個設備。（淺談處理磁致伸縮位移傳感器干擾end)