專利名稱：中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼領(lǐng)域，涉及中厚鋼板軋制生產(chǎn)線相關(guān)設(shè)備的調(diào)整 方法，具體的說是中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
在中厚鋼板軋制生產(chǎn)線中，矯直機是其中的重要設(shè)備之一，對于
采用電動壓下的大型矯直機，通常壓下系統(tǒng)采用2臺壓下電機分別對 前端左、右兩側(cè)的壓下螺桿和后端左、右兩側(cè)的壓下螺桿同時進行上 升或下降的驅(qū)動；前、后兩端的壓下螺桿在機械上沒有聯(lián)系(即無機 械同步)；雖然2臺壓下電機調(diào)速系統(tǒng)所接受的轉(zhuǎn)速給定信號是一樣 的，但由于在運行過程中壓下螺桿所產(chǎn)生的摩擦阻力存在一定差異， 在壓下操作的過程中，特別是在壓下電機啟動時，經(jīng)常使矯直機上輥 向前或向后傾斜，嚴重時矯直機的前端輥縫和后端輥縫之間相差5 6mra之多，需反復手動操作才能消除前、后端輥縫的偏差，將矯直機 上輥調(diào)整成水平狀態(tài)，最終達到目標輥縫值。這樣，不但嚴重影響生 產(chǎn)節(jié)奏，而且大幅增加了工人的勞動強度。通常在現(xiàn)有矯直機前、后 端電動壓下系統(tǒng)設(shè)計中，采用變頻器的轉(zhuǎn)速主/從功能，即壓下電機 轉(zhuǎn)速給定信號先由控制器發(fā)送給主側(cè)變頻器(如前端壓下變頻器)， 主側(cè)變頻器在接受該壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號的同時，將該壓下電機轉(zhuǎn) 速給定信號發(fā)送給從側(cè)變頻器(如后端壓下變頻器)；從表面上看起 來，好象保證了這兩臺變頻器同時接受了相同的壓下電機轉(zhuǎn)速給定信 號，其分別控制的壓下電機應該以相同轉(zhuǎn)速運行，但從實際使用效果來看，由于在運行過程中矯直機前、后端壓下螺桿所產(chǎn)生的摩擦阻力 存在一定差異，往往在前、后端壓下電機啟動時，就已經(jīng)使前、后端 輥縫形成一定偏差，經(jīng)常使矯直機上輥向前或向后傾斜，待前、后端 壓下電機轉(zhuǎn)速相同時，該前、后端輥縫偏差己經(jīng)形成，且不能自動消 除，只有反復手動操作前端或后端壓下電機才能消除前、后端輥縫的 偏差，將矯直機上輥調(diào)整成水平狀態(tài)，最終達到目標輥縫值；因此， 矯直機壓下操作工效極低，不但嚴重影響生產(chǎn)節(jié)奏，而且大幅增加了 工人的勞動強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點， 提出一種能夠使矯直機前、后端自動進行水平調(diào)整的中厚鋼板軋制生 產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)整方法。
本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是
中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)整方法，按以下步 驟進行
(1) 通過矯直機后端左、右兩側(cè)位移傳感器測得的輥縫值取平均值 得到的后端輥縫均值，與通過矯直機前端左、右兩側(cè)位移傳感器測得 的輥縫值取平均值得到的前端輥縫均值進行減法運算，形成矯直機后 端輥縫與前端輥縫之間的偏差；
(2) 將步驟(1)所得的偏差經(jīng)過"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)；
(3) 將經(jīng)過"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)的矯直機后端輥縫與前端輥縫之間
的偏差作為比例調(diào)節(jié)器的給定值，經(jīng)比例調(diào)節(jié)器放大；
(4) 將步驟(3)中經(jīng)比例調(diào)節(jié)器或乘法運算環(huán)節(jié)放大后的矯直機后
端輥縫與前端輥縫之間的偏差，作為補償量，與后端壓下電機轉(zhuǎn)速給 定信號疊加，生成補償后的后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號。通過對后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號的準確補償，使得矯直機后端 輥縫在壓下操作的過程中，始終跟隨矯直機前端輥縫的變化，達到使 矯直機前、后端自動進行水平調(diào)整的目的。
為防止過補償，在補償前使用了限幅器，所述經(jīng)比例調(diào)節(jié)器放大 后的矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差，先經(jīng)過限幅器后，再作 為補償量，與后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號疊加。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明的中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自 動水平調(diào)整方法，能很好地做到以一端輥縫為基準，對另一端輥縫進 行自動調(diào)節(jié)、控制，使其在操作過程中始終跟隨基準端輥縫的變化， 可靠達到使矯直機前、后端自動進行水平調(diào)整的目的，使用效果極佳。 使用本發(fā)明的調(diào)整方法后，加快了生產(chǎn)節(jié)奏，而且大幅降低了工人的 勞動強度。本發(fā)明通過解除前、后端變頻器之間的轉(zhuǎn)速主/從功能， 并在控制器中采用矯直機前后端自動水平調(diào)整方法后，矯直機壓下操 作一步到位，在矯直機壓下操作過程中自動消除了前、后端輥縫的偏 差，大大提高了矯直機壓下操作的工效。


圖l是實施例一的控制框圖。
圖2是實施例二的控制框圖。
具體實施例方式
實施例一
本實施例是一種中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào) 整方法，本實施例使用比例調(diào)節(jié)器對矯直機前、后端自動進行水平調(diào) 整，本實施例的控制框圖如圖l所示，為方便說明，圖中各環(huán)節(jié)的輸 入、輸出端均用字母進行標示。本實施例使用了減法運算環(huán)節(jié)1、"死 區(qū)"非線性環(huán)節(jié)2、比例調(diào)節(jié)器3、限幅器4和加法運算環(huán)節(jié)5。減法運算環(huán)節(jié)1中的輸入端XI、 X2和輸出端Y分別表示被減數(shù)、減數(shù) 和差；"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)2的表達式為①當-B<X<B時，Y二0， ②當X《-B或X》B時，Y=X;其中，X為輸入端，Y為輸出端，"死區(qū)" 寬度為2B (B》0);比例調(diào)節(jié)器3的表達式為Y二K (W-X)，其中，W 為給定值，X為反饋值，W-X為比例調(diào)節(jié)器的輸入偏差，K為比例放 大倍數(shù)(通常K〉0)， Y為輸出端；限幅器4的表達式為①當X》 LU時，Y二LU，②當LL〈X〈LU時，Y二X，③當X《LL時，Y二LL，其中， X為輸入端，Y為輸出端，LU為上限幅值，LL為下限幅值；加法運算 環(huán)節(jié)中5的輸入端XI、 X2和輸出端Y分別表示被加數(shù)、加數(shù)與和。 通過矯直機后端左、右兩側(cè)位移傳感器測得的輥縫值所取平均值，與 通過矯直機前端左、右兩側(cè)位移傳感器測得的輥縫值所取平均值進行 減法運算后，形成矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差，經(jīng)過"死 區(qū)"非線性環(huán)節(jié)2后，作為比例調(diào)節(jié)器3的給定值，由于已將后端與 前端輥縫之間的偏差作為了比例調(diào)節(jié)器3的給定，因此，圖l中比例 調(diào)節(jié)器3的反饋值X置為0，該偏差經(jīng)比例調(diào)節(jié)器3放大后，作為補 償量，與后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號疊加，生成補償后的后端壓下電 機轉(zhuǎn)速給定信號，通過對后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號的準確補償，使 得矯直機后端輥縫在壓下操作的過程中，始終跟隨矯直機前端輥縫的 變化，達到使矯直機前、后端自動進行水平調(diào)整的目的。由于壓下操 作較為短暫，為了快速性，以及一旦偏差消除，立即拆除補償?shù)囊蟆?本實用新型使用的調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器，增加"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)的 目的是，將偏差控制在矯直工藝的允許范圍內(nèi)。
控制過程，通常情況下，使矯直機上輥下降的前、后端壓下電機 的轉(zhuǎn)速給定信號均為正，當矯直機后端輥縫均值〉前端輥縫均值時， 表示后端壓下電機轉(zhuǎn)速較慢，此時的后端輥縫與前端輥縫的偏差經(jīng)比例調(diào)節(jié)器放大后，疊加到后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號上，對后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號進行提升補償，使得壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號增大，這樣就減小了后端輥縫與前端輥縫的偏差，直至消除該偏差為止；當對矯直機上輥進行抬升操作時，前、后端壓下電機的轉(zhuǎn)速給定信號均為負，此時，如矯直機后端輥縫均值〉前端輥縫均值，則表示后端壓下電機轉(zhuǎn)速較快，后端輥縫與前端輥縫的偏差經(jīng)比例調(diào)節(jié)器放大后，疊加到后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號上，對后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號進行減小的補償，使得壓下電機轉(zhuǎn)速減小，使后端輥縫與前端輥縫的偏差減小，直至消除偏差為止。方案一以前端輥縫為基準，后端輥縫在操作過程中始終跟隨前端輥縫的變化，達到使矯直機前、后端自動進行水平調(diào)整的目的。
前端輥縫與后端輥縫之間的偏差通常在2 3mm，最大在5 6mm，以ABB變頻器和額定轉(zhuǎn)速為630轉(zhuǎn)/分的壓下電機為例，壓下電機的額定轉(zhuǎn)速為630轉(zhuǎn)/分，對應100%額定轉(zhuǎn)速給定，為精確控制，ABB變頻器將其量化為20000單位，則1轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速對應20000 +630=31. 75單位，對應31. 75 + 630=5. 04%額定轉(zhuǎn)速給定；在調(diào)試過程中，對于一般情況(輥縫差在lmm以內(nèi))，對被補償端壓下電機的轉(zhuǎn)速給定的補償量一般對應10轉(zhuǎn)/分左右為宜，即進行微調(diào)即可，將圖l中的B置為O.Ol， K置為300，就能很好地達到使矯直機前、后端自動進行水平調(diào)整的效果；為防止過補償，在補償前使用了限幅器，通常補償量不超過10%額定轉(zhuǎn)速給定，如使用ABB變頻器時，限幅器的上、下限幅，LU設(shè)為2000， LL設(shè)為-2000即可；如前端輥縫與后端輥縫之間的偏差為3mm (輥縫差較大的情況)，此時的補償量為3X300二900單位，補償量對應28. 35轉(zhuǎn)/分，隨著控制過程的進行，前端輥縫與后端輥縫之間的偏差減小，對被補償端壓下電機的轉(zhuǎn)速給定的補償量也在減小，直至消除偏差，使矯直機前、后端呈現(xiàn)水平狀
態(tài)，自動拆除補償為止。
實施例二
本實施例是一種中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)
整方法，本實施例的控制框圖如圖2所示，本實施例與實施例一的區(qū)別在于利用乘法運算環(huán)節(jié)6替代了實施例一中的比例調(diào)節(jié)器3。本實施例的乘法運算環(huán)節(jié)6的輸入端XI、 X2和輸出端Y分別表示被乘數(shù)、乘數(shù)和積，在乘法運算環(huán)節(jié)6的XI端輸入的是矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差，在乘法運算環(huán)節(jié)6的X2端輸入的是放大倍數(shù)K，矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差經(jīng)放大倍數(shù)K放大后形成補償量，由乘法運算環(huán)節(jié)6的Y端輸出，與后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號疊加，生成補償后的后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號。本實施例的控制過程和控制效果與實施例一相同。
在實施例一和實施例二的實施過程中，如在矯直機壓下開始操作的起始位置處的前、后端輥縫偏差較大，為更快速地消除前、后端輥縫偏差，可臨時封鎖一端壓下電機轉(zhuǎn)速給定，只讓另一端壓下電機工作，待前、后端輥縫偏差較小時，解除封鎖，兩端壓下電機同時工作，利用前、后端自動水平調(diào)整的控制功能進行精確調(diào)整。具體做法是①當(后端輥縫均值-前端輥縫均值)〉某一正數(shù)時，在進行壓下操作時，封鎖前端壓下電機轉(zhuǎn)速給定；在進行上抬操作時，封鎖補償后的后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定；②當(后端輥縫均值-前端輥縫均值)<某一負數(shù)時，在進行壓下操作時，封鎖補償后的后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定；在進行上抬操作時，封鎖前端壓下電機轉(zhuǎn)速給定。比如(后端輥縫均值-前端輥縫均值)〉3mm，或者(后端輥縫均值-前端輥縫均值)<-3mm時，封鎖一端壓下電機轉(zhuǎn)速給定，讓另一端壓下電機工作，待-3mm《(端輥縫均值-前端輥縫均值)《3mm時，解除封鎖，兩端壓下電機同時工作，用前、后端自動水平調(diào)整的控制功能進行精確調(diào)整。
在生產(chǎn)某些品種的鋼板時，有時在工藝上有需要后端輥縫比前端輥縫大lmm的要求，即要求前、后端保持一定的輥縫差，也即要求每一次操作前、后端壓下螺桿的行程或位移保持一致；在這種情況下，只要將圖1或圖2中的減法環(huán)節(jié)的被減數(shù)改為實時檢測到的后端輥縫均值減去此次操作的后端輥縫均值初始值，圖1或圖2中的減法環(huán)節(jié)的減數(shù)改為實時檢測到的前端輥縫均值減去此次操作的前端輥縫均值初始值，即可滿足該要求。
除了上述實施例以前端輥縫為基準，后端輥縫在操作過程中始終跟隨前端輥縫的變化，使矯直機具備前、后端自動進行水平調(diào)整的功能以外；也可做成以后端輥縫為基準，前端輥縫跟隨后端輥縫變化的矯直機前、后端自動進行調(diào)整的功能，其控制效果是一樣的?？傊?，凡采用同等替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)整方法，其特征在于按以下步驟進行(1)通過矯直機后端左、右兩側(cè)位移傳感器測得的輥縫值取平均值得到的后端輥縫均值，與通過矯直機前端左、右兩側(cè)位移傳感器測得的輥縫值取平均值得到的前端輥縫均值進行減法運算，形成矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差；(2)將步驟(1)所得的偏差經(jīng)過“死區(qū)”非線性環(huán)節(jié)；(3)將經(jīng)過“死區(qū)”非線性環(huán)節(jié)的矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差作為比例調(diào)節(jié)器的給定值，經(jīng)比例調(diào)節(jié)器放大；(4)將步驟(3)中經(jīng)比例調(diào)節(jié)器或乘法運算環(huán)節(jié)放大后的矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差，作為補償量，與后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號疊加，生成補償后的后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動 水平調(diào)整方法，其特征在于所述經(jīng)比例調(diào)節(jié)器放大后的矯直機后端 輥縫與前端輥縫之間的偏差，先經(jīng)過限幅器后，再作為補償量，與后 端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號疊加。
3. 如權(quán)利要求1所述的中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動 水平調(diào)整方法，其特征在于當后端輥縫均值減前端輥縫均值〉3mm 或<-3mra時，在進行步驟(2)之前，封鎖一端壓下電機轉(zhuǎn)速給定，讓 另一端壓下電機工作，待-3mm《(后端輥縫均值-前端輥縫均值)《 3mm時，解除封鎖，兩端壓下電機同時工作，返回步驟(l)。
4. 如權(quán)利要求1所述的中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動 水平調(diào)整方法，其特征在于當所述"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)的輸入大于-B小于B時，"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)的輸出為0;當"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)的輸入小于等于-B或大于等于B時，"死區(qū)"非線性環(huán)節(jié)的輸出等 于輸入；所述B為"死區(qū)"寬度的二分之一。
5. 如權(quán)利要求1所述的中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動 水平調(diào)整方法，其特征在于所述比例調(diào)節(jié)器的表達式為Y二K(W-X)， 其中，W為給定值，X為反饋值，W-X為比例調(diào)節(jié)器的輸入偏差，K 為比例放大倍數(shù)，Y為輸出。
6. 如權(quán)利要求2所述的中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)整方法，其特征在于限幅器的表達式為當X^LU時，Y=LU;當LL〈X〈LU時，Y=X;當X《LL時，Y二LL;其中，X為輸入，Y為輸 出，LU為限幅器上限幅值，LL為限幅器下限幅值。
全文摘要
本發(fā)明涉及中厚鋼板軋制生產(chǎn)線相關(guān)設(shè)備的調(diào)整方法，是中厚鋼板軋制生產(chǎn)線矯直機前后端自動水平調(diào)整方法，按以下步驟進行(1)后端輥縫均值前端輥縫均值進行減法運算，形成矯直機后端輥縫與前端輥縫之間的偏差；(2)將偏差經(jīng)過“死區(qū)”非線性環(huán)節(jié)；(3)將偏差作為比例調(diào)節(jié)器的給定值，經(jīng)比例調(diào)節(jié)器放大；(4)將偏差作為補償量，與后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號疊加，生成補償后的后端壓下電機轉(zhuǎn)速給定信號。本發(fā)明能很好地做到以一端輥縫為基準，對另一端輥縫進行自動調(diào)節(jié)、控制，使其在操作過程中始終跟隨基準端輥縫的變化，可靠達到使矯直機前、后端自動進行水平調(diào)整的目的。
文檔編號B21D1/00GK101602080SQ200910033048
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者侯中華, 華軍強, 張春陽, 朱金寶, 軍 王, 蔣國永, 趙桂琴, 楊 鐘, 陳冬文 申請人:南京鋼鐵股份有限公司