Desarrollo de Modelos Digitales de Perfiles Eléctricos Interconectados para Molinos de Alambre de Laminado-Dibujo
Autores: Karandaev, Alexandr S.; Gasiyarov, Vadim R.; Radionov, Andrey A.; Loginov, Boris M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Desarrollo de Modelos Digitales de Perfiles Eléctricos Interconectados para Molinos de Alambre de Laminado-Dibujo
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Industria de rodillos
Operaciones tecnológicas
Gemelo digital
Modelado matemático
Líneas integradas
Zonas de deformación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La última tendencia de desarrollo en la industria de la laminación es la combinación de diversas operaciones tecnológicas en líneas de producción continuas. En la producción de productos largos, la combinación de procesos de laminación y trefilado parece prometedora. Un molino de trefilado desarrollado por el equipo de autores de este trabajo pertenece a las líneas integradas conceptualmente nuevas. La creación de nuevos molinos de laminación integrados requiere una fase de investigación, donde se examinan los conceptos relevantes utilizando métodos de modelado matemático. Esto requiere el desarrollo de modelos digitales (Digital Twin) que describan de manera confiable los procesos tecnológicos. Parece eficiente crear un Digital Twin para unidades individuales, con su posterior integración en un modelo digital complejo. Este enfoque se aplicó en el desarrollo de modelos de sistemas eléctricos para la nueva línea. Tales modelos deben tener en cuenta una amplia gama de relaciones físicas de la vida real. Al mismo tiempo, un tren continuo de tres altos con un interstand inactivo es la unidad tecnológica menos estudiada del nuevo molino. La ausencia de un accionamiento eléctrico del stand medio determina las particularidades de los procesos de deformación y las interconexiones de los stands a través del metal procesado. Hasta la fecha, no se ha llevado a cabo un estudio integral de tales objetos. Por lo tanto, la tarea de estudiar esta unidad tecnológica es de interés inmediato. La publicación presentada está dedicada al desarrollo de modelos digitales de zonas de deformación de stands de accionamiento y stands inactivos, así como de su relación a través del metal procesado. La tarea se resuelve utilizando el ejemplo de una línea de producción piloto en funcionamiento que implementa tecnología de laminación con un stand inactivo. Los autores describen los Digital Twins individuales y presentan la estructura del modelo complejo de la unidad estudiada. El propósito más importante del modelo es utilizarlo en el desarrollo de un método de control para los accionamientos eléctricos de los stands para garantizar la estabilidad del proceso de laminación. El método desarrollado debe proporcionar una reducción en el consumo de energía debido al uso de reservas de fuerza de fricción presentes en el stand inactivo. Los autores también fundamentan el principio de control basado en el monitoreo continuo y la alineación de ángulos críticos en las zonas de deformación de los stands de accionamiento. El documento describe una estructura del sistema de control y explica la implementación técnica de este principio. Se presentan los resultados del modelado matemático y oscilogramas de procesos transitorios típicos. Se muestran las ventajas proporcionadas por la implementación del método de control propuesto. El trabajo proporciona una confirmación indirecta de la adecuación del modelo al objeto físico. Se dan recomendaciones sobre el uso del Digital Twin desarrollado en el estudio de procesos de laminación en molinos de chapa y seccionales.
Descripción
La última tendencia de desarrollo en la industria de la laminación es la combinación de diversas operaciones tecnológicas en líneas de producción continuas. En la producción de productos largos, la combinación de procesos de laminación y trefilado parece prometedora. Un molino de trefilado desarrollado por el equipo de autores de este trabajo pertenece a las líneas integradas conceptualmente nuevas. La creación de nuevos molinos de laminación integrados requiere una fase de investigación, donde se examinan los conceptos relevantes utilizando métodos de modelado matemático. Esto requiere el desarrollo de modelos digitales (Digital Twin) que describan de manera confiable los procesos tecnológicos. Parece eficiente crear un Digital Twin para unidades individuales, con su posterior integración en un modelo digital complejo. Este enfoque se aplicó en el desarrollo de modelos de sistemas eléctricos para la nueva línea. Tales modelos deben tener en cuenta una amplia gama de relaciones físicas de la vida real. Al mismo tiempo, un tren continuo de tres altos con un interstand inactivo es la unidad tecnológica menos estudiada del nuevo molino. La ausencia de un accionamiento eléctrico del stand medio determina las particularidades de los procesos de deformación y las interconexiones de los stands a través del metal procesado. Hasta la fecha, no se ha llevado a cabo un estudio integral de tales objetos. Por lo tanto, la tarea de estudiar esta unidad tecnológica es de interés inmediato. La publicación presentada está dedicada al desarrollo de modelos digitales de zonas de deformación de stands de accionamiento y stands inactivos, así como de su relación a través del metal procesado. La tarea se resuelve utilizando el ejemplo de una línea de producción piloto en funcionamiento que implementa tecnología de laminación con un stand inactivo. Los autores describen los Digital Twins individuales y presentan la estructura del modelo complejo de la unidad estudiada. El propósito más importante del modelo es utilizarlo en el desarrollo de un método de control para los accionamientos eléctricos de los stands para garantizar la estabilidad del proceso de laminación. El método desarrollado debe proporcionar una reducción en el consumo de energía debido al uso de reservas de fuerza de fricción presentes en el stand inactivo. Los autores también fundamentan el principio de control basado en el monitoreo continuo y la alineación de ángulos críticos en las zonas de deformación de los stands de accionamiento. El documento describe una estructura del sistema de control y explica la implementación técnica de este principio. Se presentan los resultados del modelado matemático y oscilogramas de procesos transitorios típicos. Se muestran las ventajas proporcionadas por la implementación del método de control propuesto. El trabajo proporciona una confirmación indirecta de la adecuación del modelo al objeto físico. Se dan recomendaciones sobre el uso del Digital Twin desarrollado en el estudio de procesos de laminación en molinos de chapa y seccionales.