專利名稱：連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種有活套的連軋機組系統(tǒng)及其控制方法，尤其涉及一 種連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術：
冷軋2030 C102機組為連軋系統(tǒng)，入口段為雙開巻系統(tǒng)，經過公共段到 達焊機，焊接完成后，通過活套暫時存儲帶鋼，為軋機供料。在開巻機區(qū)域， 主要生產汽車板材、冰箱板材等家電用鋼板，對帶鋼的質量要求比較高。但 歷年來，帶鋼入口段擦劃傷占生產總帶鋼的百分比為1.2%左右，分為帶頭 和帶尾擦劃傷兩部分，對質量和成材率影響較大。通過檢查入口段帶尾在1 #張緊輥組前的帶鋼表面質量和1#張緊輥組后的帶鋼表面質量，從中發(fā)現(xiàn) 帶尾擦劃傷產生的區(qū)域主要是在1#張緊輥組，在鋼巻上表現(xiàn)為帶尾和張緊 輥組的壓輥壓靠和打開的過程中。通過采集張緊輥組的速度數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，利用PDA進行分析后，發(fā)現(xiàn) 在入口段甩尾過程中，張緊輥表面的帶鋼有輕微滑動現(xiàn)象。當焊接完成后， 起動時張緊輥抱閘打開時，由于活套張力的作用，張緊輥表面的帶鋼滑動比 較明顯。檢查張緊輥表面發(fā)現(xiàn)輥面也有不同程度的劃痕，同時發(fā)現(xiàn)帶鋼表面 也有擦劃傷。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是設置一種張緊輥組系統(tǒng)及其新型控制方法，能夠減少鋼 巻帶尾擦劃傷，提高產品質量和成材率。本發(fā)明實現(xiàn)上述目的的技術方案是 一種連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)， 所述張緊輥組包括張緊輥及其壓輥，以及一個用于控制所述軋機入口段張緊 輥組系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)，所述壓輥連接一動力設備。本發(fā)明是將張緊輥的壓輥改為帶傳動控制，并且通過新型控制方式控制壓輥，根據(jù)速度、活套張力、以及連軋機入口段設備工作的狀態(tài)，調整壓輥 的速度和轉矩，避免帶鋼在張緊輥組上的滑動現(xiàn)象，保護帶鋼表面質量和張 緊輥表面，從而減少帶尾擦劃傷。本發(fā)明通過采用動力設備為壓輥提供轉矩，并且通過PROFIBUS DP網絡將動力設備連到控制系統(tǒng)，用來控制壓輥動力設 備的力矩和速度等。所述動力設備為一電動馬達。用電動馬達為壓輥提供轉矩。所述電動馬達連接一編碼器。用編碼器進行測速。本發(fā)明還提供該張緊輥組系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟a) 壓輥處于打開狀態(tài)，當入口段線速度小于壓輥馬達額定允許速度時壓輥傳動釋放，采用軟特性控制；b) 加速至張緊輥組的速度后壓靠壓輥，并采用張緊輥組的速度斜坡；C)壓輥壓靠結束后，壓輥的傳動由軟特性控制切換到轉矩控制；d) 入口段甩尾完成，壓輥傳動釋放關閉，轉矩控制結束；e) 入口段開始沖套，壓輥傳動釋放打開，壓輥的傳動采取轉矩控制；f) 壓輥傳動釋放打開一段時間后，釋放張緊輥組及其它傳動；g) 將壓輥的傳動由轉矩控制切換到軟特性控制，切換的條件為保證打 開壓輥時壓輥馬達的轉速小于其額定允許轉速；h) 打開壓輥；i) 壓輥完全打開，壓輥傳動釋放關閉，軟特性控制結束。 以上控制方法大致可分為4個部分1)壓輥壓靠時的傳動控制；2)壓輥壓靠后的傳動控制；3)入口段起動時壓輥傳動控制；4)壓輥打開時的傳動 控制。本發(fā)明的張緊輥組的具體控制方法如下1)壓輥壓靠時的傳動控制根據(jù)工藝情況，張緊輥組的速度斜坡均用 服G1。由于壓輥輥徑較小，在速度過大時投入會使壓輥過速而引起故障，根 據(jù)壓輥傳動銘牌標志的額定轉速，通過齒輪比與張緊輥輥徑的關系，根據(jù)馬 達允許的最大速度作為壓輥投入工作的條件。因此，當入口段線速度小于壓 輥馬達允許的速度時，將壓輥投入到MRG1，根據(jù)自動控制裝置的返回信號釋 放傳動中的整流器或逆變器裝置的便能信號INV—EN，此處自動控制裝置采 用可編程序控制器TDC。此時，壓輥的傳動采取DR00P控制，也就是軟特性控制，是為了保證壓輥在壓靠到張緊輥上的帶鋼時，不會產生較大的轉矩沖擊而引起擦劃傷。2) 壓輥壓靠后的傳動控制由于連軋機的入口活套張力較大，壓輥壓靠后必須 要防止帶鋼與張緊輥之間的打滑現(xiàn)象，根據(jù)機械方提供的壓輥與電動馬達間 連桿承受能力的數(shù)據(jù)，來決定壓輥電動馬達的力矩限幅。在壓輥壓靠結束后，壓輥的控制方式由DROOP控制轉換為轉矩控制。3)入口段起動時壓輥傳動的控制首先將壓輥的傳動釋放并采取轉矩控制， 一定時間后再釋放張緊輥組 及其他傳動，這樣做的目的是避免張緊輥抱閘打開時帶鋼在張緊輥組表面的 滑動現(xiàn)象。4)壓輥打開時的傳動控制入口段起動后，壓輥傳動由轉矩控制切換到DR00P控制，保證了低速時帶鋼與張緊輥之間的同步，而且避免壓輥 打開時壓輥與帶鋼之間的不同步現(xiàn)象。由轉矩控制切換到DR00P控制時，馬 達的工作狀態(tài)需要經過一段時間才能穩(wěn)定在DR00P控制方式下，因此，當入口段張緊輥的速度大于穿帶速度的一個范圍時，可以將傳動由轉矩控制切換 到DR00P控制。作為本發(fā)明的優(yōu)選值，步驟c)所述切換時間為壓輥壓靠指令執(zhí)行后 1. 5-3秒；步驟f)所述的張緊輥組及其它傳動的釋放時間為壓輥傳動釋放后 l-2秒；步驟g)中切換時入口段速度大于穿帶速度的150%，可以保證在壓輥 打開時，馬達工作在DR00P方式下并且不超過其額定轉速。本發(fā)明由于采用了以上技術方案，使之與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu) 點和積極效果避免了帶鋼在張緊輥組上的滑動現(xiàn)象，保護帶鋼表面質量和張緊輥表面， 從而減少帶尾擦劃傷，提高了成材率。


圖1為本發(fā)明連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)工藝圖。圖2為本發(fā)明連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)壓輥連接動力設備的示意圖。圖3為本發(fā)明壓輥傳動控制時序圖。
具體實施方式
由圖1和圖2可知，本發(fā)明張緊輥組系統(tǒng)包括焊機l， 1#壓輥2， 1弁張緊輥3，、 2弁張緊輥4， 2#壓輥5， 3#張緊輥6，、 4#張緊輥7， 1#控制 輥8，以及電動馬達IO，連桿9，編碼器ll。電動馬達10通過連桿9連接到壓輥2和壓輥5，為壓輥2及壓輥5提供 轉矩，電動馬達10還連接一個編碼器11。本發(fā)明釆用電動馬達為動力設備， 當然也可以采用其他的動力設備，并且通過PROFIBUS DP網絡將動力設備連 到控制系統(tǒng)，用來控制壓輥動力設備的力矩和速度等。根據(jù)速度、活套張力、 以及連軋機入口段設備工作的狀態(tài)，調整壓輥的速度和轉矩，避免帶鋼在張 緊輥組上的滑動現(xiàn)象，保護帶鋼表面質量和張緊輥表面，從而減少帶尾擦劃 傷。圖3為本發(fā)明壓輥傳動控制時序圖，圖中縱向標示包括張緊輥組MRG1 速度曲線l，壓輥馬達額定允許速度值2，壓輥速度加速至與MRG1速度相同 時的速度值3， MRG1速度為0基準線4，壓輥傳動釋放指令5，軟特性控制6， 轉矩控制7，壓輥壓靠指令8，壓輥打開指令9;橫向標示包括壓輥馬達加速至額定允許速度點10，壓輥加速至與MRG1 速度相同點11，壓靠結束后由軟特性控制切換到轉矩控制的切換時間點12， 入口段甩尾完成點13，入口段開始沖套點14，張緊輥組及其它傳動釋放時間 15， 150%穿帶速度點16，壓輥打開速度點17，壓輥傳感器接受到完全打開 信號點18， 150%穿帶速度值19，壓輥軟控制方式穩(wěn)定后的速度值20;由圖3可知，本發(fā)明張緊輥組系統(tǒng)的控制方法包括a) 首先壓輥處于打開狀態(tài)，當入口段線速度小于壓輥馬達額定允許速度 值2時壓輥傳動釋放指令5打開，同時軟特性控制6打開，此時壓輥馬達速 度未達到額定允許速度點10。由于壓輥輥徑較小，在速度過大時投入會使壓 輥過速而引起故障。根據(jù)壓輥傳動的標定值，通過齒輪比與張緊輥輥徑的關 系，根據(jù)馬達允許的最大速度作為壓輥投入工作的條件。因此，當入口段線 速度小于壓輥馬達額定允許速度值2時，將壓輥投入到MRG1，根據(jù)TDC返回 的信號釋放傳動INV_EN。此時，壓輥的傳動采取DROOP (軟特性)控制6， 是為了保證壓輥在壓靠到張緊輥上的帶鋼時，不會產生較大的轉矩沖擊而引 起擦劃傷。b) 壓輥加速至與張緊輥組的速度相同的起始點11后啟動壓靠壓輥指令 8，并采用張緊輥組的速度斜坡l。c) 壓輥壓靠結束后，壓輥的傳動由軟特性控制6切換到轉矩控制7。所 述切換時間點12為壓輥壓靠指令執(zhí)行后1. 5-3秒，本實施例采用2. 5秒。由 于連軋機的入口活套張力較大，壓輥壓靠后必須要防止帶鋼與張緊輥之間的 打滑現(xiàn)象，根據(jù)機械方提供的壓輥與電動馬達間連桿承受能力的數(shù)據(jù)，來決 定壓輥電動馬達的力矩限幅。在壓輥壓靠結束后，壓輥的控制方式由DROOP 控制6轉換為轉矩控制7，為了使速度環(huán)維持在飽合狀態(tài)而增加的一個速度 附加量deltaj作用， 一般為MRG1輸出值的-10% 。d) 在入口段甩尾完成點13，壓輥傳動釋放指令5關閉，轉矩控制7結束。 以上為壓輥壓靠時及壓靠后的傳動控制，以下為入口段起動時壓輥傳動控制及壓輥打開時的傳動控制e) 在入口段開始沖套點14，壓輥傳動釋放指令5打開，壓輥的傳動采取 轉矩控制7。f) 壓輥傳動釋放指令5打開一段時間后，釋放張緊輥組及其它傳動。一 定時間后釋放張緊輥組及其他傳動，這樣做的目的是避免張緊輥抱閘打開時 帶鋼在張緊輥組表面的滑動現(xiàn)象。所述的張緊輥組及其它傳動的釋放時間15 為壓輥傳動釋放指令5打開后1-2秒，本發(fā)明采用1. 5秒。g) 將壓輥的傳動由轉矩控制7切換到軟特性控制6,切換的條件為保證 打開壓輥時壓輥馬達的轉速小于其額定允許轉速值2。入口段起動后，壓輥 傳動由轉矩控制7切換到DR00P控制6，保證了低速時帶鋼與張緊輥之間的 同步，而且避免壓輥打開時壓輥與帶鋼之間的不同步現(xiàn)象。由轉矩控制7切 換到DR00P控制6時，馬達的工作狀態(tài)需要經過一段時間才能穩(wěn)定在DROOP 控制方式6下，因此，在本發(fā)明的一個實施例中，當入口段張緊輥組的速度 達到150。X穿帶速度點16時，即速度值達到150%穿帶速度值19時，將傳動 由轉矩控制7切換到DR00P控制6。切換的條件可以調整，此數(shù)值可以為入 口段張緊輥組的速度達到大于穿帶速度的一個范圍，以壓輥打開時，馬達工 作在DR00P方式下并且穩(wěn)定為依據(jù)。h) 在速度點17起動壓輥打開指令9，此時壓輥速度達到壓輥軟控制方式 穩(wěn)定后的速度值20，壓輥壓靠指令8關閉，壓輥打開。i) 壓輥在傳感器接受完全打開信號點18后完全打開，壓輥傳動釋放指令 5關閉，軟特性控制6結束。目前，本發(fā)明有效降低了開巻機區(qū)域的帶尾擦劃傷，擦劃傷率由原來的 0. 6%降低到0. 3%，提高了產品的質量和成材率。其他類似機組和新建機組可以考慮按照上述方案進行設計。
權利要求
1. 一種連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)，包括張緊輥及其壓輥，以及一個用于控制所述軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)，其特征是所述壓輥連接一動力設備。
2. 如權利要求1所述的連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)，其特征是所述動力設 備為一電動馬達。
3. 如權利要求2所述的連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)，其特征是所述電動馬 達連接一編碼器。
4. 一種連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)控制方法，其特征是包括a) 壓輥處于打開狀態(tài)，當入口段線速度小于壓輥馬達額定允許速度時 壓輥傳動釋放，采用軟特性控制；b) 加速至張緊輥組的速度后壓靠壓輥，并采用張緊輥組的速度斜坡； C)壓輥壓靠結束后，壓輥的傳動由軟特性控制切換到轉矩控制；d) 入口段甩尾完成，壓輥傳動釋放關閉，轉矩控制結束；e) 入口段開始沖套，壓輥傳動釋放打開，壓輥的傳動采取轉矩控制；f) 壓輥傳動釋放打開一段時間后，釋放張緊輥組及其它傳動；g) 將壓輥的傳動由轉矩控制切換到軟特性控制，切換的條件為保證打 開壓輥時壓輥馬達的轉速小于其額定允許轉速；h) 打開壓輥；i) 壓輥完全打開，壓輥傳動釋放關閉，軟特性控制結束。
5. 如權利要求4所述的連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)控制方法，其特征是步 驟(C)所述切換時間為壓輥壓靠指令執(zhí)行后1.5-3秒。
6. 如權利要求4所述的連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)控制方法，其特征是步驟(f)所述的張緊輥組及其它傳動的釋放時間為壓輥傳動釋放后1-2秒。
7. 如權利要求4所述的連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)控制方法，其特征是步驟(g)中切換時入口段速度大于穿帶速度的150%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種連軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)及其控制方法，該張緊輥組系統(tǒng)包括張緊輥及其壓輥，以及一個用于控制所述軋機入口段張緊輥組系統(tǒng)的自動控制系統(tǒng)，所述壓輥連接一動力設備。本發(fā)明將張緊輥的壓輥改為帶傳動控制，并且通過一種控制方法控制該張緊輥系統(tǒng)，即根據(jù)速度、活套張力、以及連軋機入口段設備工作的狀態(tài)，調整壓輥的速度和轉矩，避免帶鋼在張緊輥組上的滑動現(xiàn)象，保護帶鋼表面質量和張緊輥表面，從而減少帶尾擦劃傷。
文檔編號B21B37/72GK101229566SQ20071003669
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權日2007年1月22日
發(fā)明者施漢杰, 王瑞庭, 虎 陳, 黃佩杰, 黃春華 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司