一種粗軋機張力調(diào)節(jié)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軋鋼自動控制領(lǐng)域，具體涉及一種粗軋機張力調(diào)節(jié)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在帶鋼生產(chǎn)中，張力是最活躍、最關(guān)鍵、最具決定性的因素，張力的恒定與否將對 軋件和軋制變形區(qū)的參數(shù)產(chǎn)生直接影響，乳制線上能否高水平的完成帶鋼的軋制過程，生 產(chǎn)出高質(zhì)量的帶鋼，在很大程度上取決于對張力的控制，張力控制是熱軋帶鋼中的核心問 題之一，是帶鋼熱連軋控制系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，是保證生產(chǎn)出高精度的帶鋼產(chǎn)品的根本。
[0003] 眾所周知，保證連軋過程正常進行的條件是各機架在單位時間內(nèi)的"秒流量"相 等，若"秒流量"不等，便會引起機架間的軋件有張力作用或失張，從而導(dǎo)致產(chǎn)生拉鋼或堆 鋼。從理想的穩(wěn)定軋制來說，應(yīng)使各機架的"秒流量"完全相等，以實現(xiàn)無張力軋制，但由于 實際生產(chǎn)過程中，其它因素如壓下量、乳制壓力、乳制力矩、乳制速度和前滑等的影響，做到 無張力軋制幾乎是不可能的。
[0004] 張力的控制方法有活套控制和無活套控制，在粗軋區(qū)采用無活套控制，在精軋區(qū) 通常采用活套控制。本發(fā)明的方法在粗軋區(qū)進行，粗軋機由入口輥道、入口機架輥、立輥、水 平輥、出口機架輥、出口輥道等設(shè)備組成，如圖1所示，1為支承輥，2為水平輥，3為立輥，4 為帶鋼。粗軋立輥和水平輥電機的慣性系數(shù)相差六倍以上，即立輥的慣性系數(shù)遠比水平輥 小，所以張力影響極小，不用考慮。水平輥由轉(zhuǎn)速恒定的同步機驅(qū)動，所以要控制張力就是 調(diào)整立輥的速度。
[0005] 在正常生產(chǎn)過程中，入口輥道、入口機架輥、立輥、水平輥、出口機架輥、出口輥道 是聯(lián)動的，他們之間必須保持合適的速度差才能確保帶鋼正常軋制。水平輥的基準設(shè)定速 度由軋制規(guī)程表提供，這些基準設(shè)定速度主要包括：咬鋼速度、乳制速度、拋鋼速度，還有爬 行速度。水平輥的基準設(shè)定速度經(jīng)過爬坡斜坡發(fā)生器形成水平輥主斜坡速度。在水平輥主 傳動的速度設(shè)定中，還要考慮到翹扣頭補償和咬鋼沖擊補償。
[0006] 由于軋制過程中要保證板坯軋制前后的秒流量相等，計算立輥的速度時要考慮水 平輥的前后滑系數(shù)，計算輥道的速度時要同時考慮水平輥和立輥的前后滑系數(shù)。計算立輥 的速度時，首先根據(jù)水平輥的系數(shù)計算出軋機的入口速度，然后除以立輥的前滑系數(shù)，即可 計算出立輥的主速度。
[0007] 立輥和水平輥之間的速度匹配有無張力方式和帶張力方式，無張力時，立輥和水 平輥之間經(jīng)常會發(fā)生拱鋼或立輥的過載；帶張力時，如張力不合適，會造成水平輥過載?，F(xiàn) 有的帶張力軋制主要依靠上位機根據(jù)計劃預(yù)估立輥與水平輥速度，之后以固定值下發(fā)給基 礎(chǔ)自動化，在軋制過程中立輥速度按照設(shè)定值保持不變。但由于上位機并不能完全掌握此 時實際軋制的各項指標，此時實際的張力與理論計算的張力之間可能差距非常大，由于立 輥速度固定，張力無法根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)，就會造成實際軋制效果達不到設(shè)定所預(yù)期的效 果，甚至導(dǎo)致水平輥過載等情況。
[0008] 因此，發(fā)明一種粗軋機張力調(diào)節(jié)控制方法，使軋制過程中能夠根據(jù)實際情況自動 調(diào)節(jié)機架的張力是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種粗軋機張力調(diào)節(jié)控制方法，通過實時采集機架水平輥與 立輥的軋制負荷及速度，測算出機架內(nèi)板坯的實際張力，利用改變立輥的軋制速度的方式， 來調(diào)節(jié)并控制機架內(nèi)張力，用以解決現(xiàn)有的軋制方式中，張力無法根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)以及 立輥的過載問題。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是：一種粗軋機張力調(diào)節(jié)控制方法，所述的粗軋機 包括入口輥道、入口機架輥、立輥、水平輥、出口機架輥和出口輥道，立輥設(shè)置在水平輥的入 口前，該方法采用的張力調(diào)節(jié)裝置包括速度傳感器、壓力傳感器、負荷傳感器及主控CPU和 上位機，通信連接，所述的速度傳感器、上位機均與主控CPU的信號輸入端連接，所述的壓 力傳感器和負荷傳感器均與立輥傳功控制器的信號輸入端連接，所述的立輥傳動控制器與 所述的主控CPU通信連接，該方法包括如下步驟：
[0011] (1)速度傳感器采集立輥當前的實際運轉(zhuǎn)速度，作為立輥速度調(diào)節(jié)的依據(jù)；壓力傳 感器采集當前立輥的軋制力數(shù)據(jù)；負荷傳感器采集當前立輥電機的實際電流大小，換算成 當前立輥的輸出力矩；
[0012] (2)上位機設(shè)定此次軋制中機架所需要達到的張力，該設(shè)定張力作為張力控制的 基準值，由主控CPU接收；
[0013] (3)立輥受載后，主控CPU從負荷傳感器及壓力傳感器采集未建立張力時的立輥 輸出力矩和軋制力數(shù)據(jù)；
[0014] (4)水平輥受載并延時預(yù)定時間后，主控CPU從負荷傳感器及壓力傳感器實時采 集軋制時的立輥輸出力矩和軋制力數(shù)據(jù)，分析得到機架當前的實際張力；
[0015] (5)主控CPU將所述的實際張力與接收的上位機設(shè)定張力進行比較，根據(jù)張力的 偏差值得到立輥速度修正值，通過調(diào)節(jié)立輥速度來調(diào)節(jié)機架張力；
[0016] (6)判斷立輥是否拋鋼，如果拋鋼，則張力調(diào)節(jié)結(jié)束，如果未拋鋼，則繼續(xù)對機架張 力進行調(diào)節(jié)。
[0017] 進一步地，所述的步驟（4)中，機架當前的實際張力為：
【主權(quán)項】
1. 一種粗社機張力調(diào)節(jié)控制方法，所述的粗社機包括入口親道、入口機架親、立親、水 平親、出口機架親和出口親道，立親設(shè)置在水平親的入口前，其特征在于：該方法采用的張 力調(diào)節(jié)裝置包括速度傳感器、壓力傳感器、負荷傳感器及主控CPU和上位機，通信連接，所 述的速度傳感器、上位機均與主控CPU的信號輸入端連接，所述的壓力傳感器和負荷傳感 器均與立親傳功控制器的信號輸入端連接，所述的立親傳動控制器與所述的主控CPU通信 連接，該方法包括如下步驟： (1) 速度傳感器采集立親當前的實際運轉(zhuǎn)速度，作為立親速度調(diào)節(jié)的依據(jù)；壓力傳感器 采集當前立親的社制力數(shù)據(jù)；負荷傳感器采集當前立親電機的實際電流大小，并換算成當 前立親的輸出力矩； (2) 上位機設(shè)定此次社制中機架所需要達到的張力，該設(shè)定張力作為張力控制的基準 值，由主控CPU接收； (3) 立親受載后，主控CPU從負荷傳感器及壓力傳感器采集未建立張力時的立親輸出 力矩和社制力數(shù)據(jù)； (4) 水平親受載并延時預(yù)定時間后，主控CPU從負荷傳感器及壓力傳感器實時采集社 制時的立親輸出力矩和社制力數(shù)據(jù)，并分析得到機架當前的實際張力； (5) 主控CPU將所述的實際張力與上位機設(shè)定張力進行比較，根據(jù)張力的偏差值得到 立親速度修正值，通過調(diào)節(jié)立親速度來調(diào)節(jié)機架張力； (6) 判斷立親是否拋鋼，如果拋鋼，則張力調(diào)節(jié)結(jié)束；如果未拋鋼，則繼續(xù)對機架張力進 行調(diào)節(jié)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗社機張力調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于所述的步驟（4)中，機 架當前的實際張力為：
其中，T"i為檢測的機架張力； G〇m1為未建立張力時的立親輸出力矩； P〇Ml為未建立張力時的立親社制力； Gmi為社制時的立親輸出力矩； Pm為社制時的立親社制力； Ami為立親與水平親間的橫截面積； Vcm為立親的親徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗社機張力調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于所述的步驟（5)中，立 親的速度修正值為：
其中，VpTC為立親的速度修正值； Tmikep為上位機設(shè)定張力值； TmI為機架的實際張力值；a、目為調(diào)節(jié)增益； S為拉普拉斯算子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粗社機張力調(diào)節(jié)控制方法，其特征在于所述的步驟（5)中，將 得到的立親的速度修正值與立親當前的實際運轉(zhuǎn)速度疊加后，作為立親速度控制的設(shè)定值 發(fā)送給立親傳動控制器，通過立親傳動控制器來調(diào)節(jié)立親速度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種粗軋機張力調(diào)節(jié)控制方法，該方法由上位機設(shè)定軋制中所需要達到的張力，由主控CPU通過實時采集機架水平輥與立輥的軋制負荷及速度，測算出機架內(nèi)板坯的實際張力，主控CPU根據(jù)實際張力和設(shè)定張力的偏差值，得到立輥的速度修正值，根據(jù)該速度修正值，通過改變立輥的軋制速度的方式，來調(diào)節(jié)并控制機架內(nèi)張力?？梢愿鶕?jù)實際測算出的張力，實時的進行調(diào)節(jié)，而不再依靠上位機所估算出來的速度。該方法可以根據(jù)實際測算出的張力，實時的對張力進行調(diào)節(jié)，不再依靠上位機所估算出來的速度來調(diào)節(jié)張力。解決了現(xiàn)有的軋制方式中，張力無法根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)以及立輥的過載問題。
【IPC分類】B21B37-52
【公開號】CN104785542
【申請?zhí)枴緾N201410029837
【發(fā)明人】陳琪, 張仁其
【申請人】寶山鋼鐵股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2014年1月22日