專利名稱：多塔式立式活套的位置平衡控制方法及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種多塔式立式活套的位置平衡控制方法及控制裝置。
背景技術(shù)：
活套是大型連續(xù)帶鋼處理生產(chǎn)線的重要組成部分，為了保證這些生產(chǎn)線工藝段連續(xù)高速的生產(chǎn)，有時要求活套的帶鋼儲備容量特別大。在一定的生產(chǎn)工藝條件下，采用單臺活套小車，機(jī)械設(shè)備會做得十分大，整個小車的慣性很大，在活套高速充、放套時，活套內(nèi)帶鋼張力波動較大。對于立式活套小車還會產(chǎn)生動態(tài)傾斜現(xiàn)象，因此實(shí)際上就有了多小車(2 臺以上活套小車)的結(jié)構(gòu)。為了充分利用活套的容量，小車之間必須進(jìn)行位置平衡控制。目前有些電氣商通過調(diào)節(jié)卷揚(yáng)的速度來調(diào)節(jié)活套之間的位置偏差，導(dǎo)致活套的位置控制和張力控制形成不可調(diào)和的矛盾，大大影響了活套的控制精度。因此就需要一種多塔式立式活套位置的平衡控制技術(shù)來克服先有技術(shù)的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將位置偏差控制器的輸出作用在活套底輥上，最終通過張力控制器調(diào)節(jié)卷揚(yáng)速度來控制活套之間的偏差，這樣就在保證活套張力穩(wěn)定的前提下滿足了活套位置偏差控制的需求。根據(jù)本發(fā)明，提出一種多塔式立式活套的位置平衡控制方法，包括 檢測第一活套的實(shí)際位置；
檢測第二活套的實(shí)際位置；
其中第一活套和第二活套互為主從關(guān)系，每一個活套既可以是主活套也可以是從活
套；
將主活套的實(shí)際位置減去第從活套的實(shí)際位置，得到的結(jié)果輸入位置平衡控制器，位置平衡控制器輸出位置平衡參數(shù)OUTp1 ；
檢測第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)，根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)以及第一第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)Pintek ；
根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTpi和中間位置系數(shù)Pintek計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs ；
基于主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs，根據(jù)第一活套和第二活套的主從屬性，第一活套的底輥主令速度V1+Κ。α—Ν和活套底輥位置號Pm—Ν，第二活套的底輥主令速度V2 eoll n和活套底輥位置號P2nN，分別計算第一活套和第二活套底輥的最終速度Vm—/
禾口乂2_ROLL—N ；
根據(jù)第一活套和第二活套的底輥的速度設(shè)定Vi mu/和V2 mu/對第一活套和第二活套之間的位置偏差進(jìn)行糾正。根據(jù)本發(fā)明，還提出一種多塔式立式活套的位置平衡控制裝置，包括 第一位置傳感器，檢測第一活套的實(shí)際位置；
第二位置傳感器，檢測第二活套的實(shí)際位置；
平衡控制器，連接到所述第一位置傳感器和第二位置傳感器，接收第一活套和第二活套的實(shí)際位置，將第一活套的實(shí)際位置減去第二活套的實(shí)際位置，輸出位置平衡參數(shù) OUTp1 ；
第一配置傳感器，檢測第一活套的單股長度和股數(shù)； 第二配置傳感器，檢測第二活套的單股長度和股數(shù)；
中間位置控制器，連接到所述第一配置傳感器和第二配置傳感器，接收第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)，根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度、股數(shù)以及第一活套和第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)Pintek ；
速度補(bǔ)償控制器，連接到所述平衡控制器和中間位置控制器，根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTpi 和中間位置系數(shù)Pintek計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs ；
底輥速度控制器，連接到所述速度補(bǔ)償控制器，底輥速度控制器基于主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs，根據(jù)活套底輥主令速度Vm—n，Vy n設(shè)定和活套底輥的位置號P1+n，P2_R0LL_n分別計算第一活套和第二活套的底輥的速度Vfj/和Vy；
速度補(bǔ)償操作機(jī)構(gòu)，連接到所述底輥速度控制器，還連接到第一活套和第二活套的底輥，根據(jù)第一活套和第二活套的底輥的速度VmN’和V2 mu/對第一活套和第二活套的底輥的速度進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明通過活套位置的偏差來調(diào)節(jié)活套底輥的速度，最終通過活套張力控制器調(diào)節(jié)卷揚(yáng)的速度來控制活套之間的位置偏差，避免了直接調(diào)節(jié)卷揚(yáng)的速度造成的張力波動， 同時滿足了活套張力控制和位置平衡控制的需求。


圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的多塔式立式活套的位置平衡控制方法的流程圖； 圖2揭示了根據(jù)本發(fā)明的多塔式立式活套的位置平衡控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式參考圖1所示，本發(fā)明揭示了一種多塔式立式活套的位置平衡控制方法，包括如下的步驟
10.檢測第一活套的實(shí)際位置。在本發(fā)明的多塔式立式活套的位置平衡控制方法中， 需要設(shè)定一個活套為主活套，另一個活套為從活套。在一個實(shí)施例中，入口段活套的第一活套為從活套，第二活套為主活套，出口段活套的第一活套為主活套，第二活套為從活套。
11.檢測第二活套的實(shí)際位置。第一活套和第二活套互為主從關(guān)系，每一個活套既可以是主活套也可以是從活套。12.將主活套的實(shí)際位置減去從活套的實(shí)際位置，得到的結(jié)果輸入位置平衡控制器，位置平衡控制器輸出位置平衡參數(shù)ουτΡΙ。13.檢測第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)，根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度、股數(shù)以及第一活套和第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)PINTEK。在一個實(shí)施例中，該步驟具體的計算方式如下
計算中間位置系數(shù)Pintek為 PINTER ~ Lx / ( !^+L2 )； Ll =Si_ioo 氺 N1
τ =S 氺 N
^2 °2_100 iN2
其中，
S1J00為第一活套單股長度，單位為米； N1為第一活套股數(shù)； S2J00為第二活套單股長度，單位為米； N2為第二活套股數(shù)；
Lx為主活套滿套容量，單位為米，當(dāng)?shù)谝换钐诪橹骰钐讜rLx =L1,當(dāng)?shù)诙钐诪橹骰钐兹?、J. Lj^ _L/2 °14.根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTpi和中間位置系數(shù)Pintek計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs。在一個實(shí)施例中，該步驟中計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs的具體方式如下
計算主活套的速度補(bǔ)償Vm為
V= — OUT 氺 ρ . vM VJUlpi ^r INTER ，
計算從活套的速度補(bǔ)償Vs為 Vs = OUTPI * (1 — PINTEE)。15.基于主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs，根據(jù)活套底輥主令速度義 E0LL_n' V2 rollji設(shè)定和活套底輥的位置號Pm—n，P2_E0LL_n,分別計算第一活套和第二活套的底輥的速度V1-N’和Vy—N’。在一個實(shí)施例中，第一活套和第二活套的底輥的速度Vf— /和V2ji^/計算如下
計算第一活套第η根底輥的速度Vi mu/為
V，二 M—V 氺P/N-
v 1_R0LL_Nv 1_R0LL_N vX 個rl_R0LL_n 丨，
計算第二活套第η根底輥的速度V2 mu/為
V，= V— V，氺 P/N+V，-
v 2_R0LL_Nv 2_R0LL_NvX 個 r 2_R0LL_n 丨 iN2 vX ，
其中，
Vleollj'為第一活套第η根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ； Vleollj為第一活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/S ； Pleollj為第一活套第η根底輥的位置號； N1為第一活套股數(shù)；
V2_E0LL_N'為第二活套第η根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ；V2 E0LL_N為第二活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/s ； P2_ROLL_n為第二活套第η根底輥的位置號； N2為第二活套股數(shù)；
Vx和V/ 第一活套為主活套時Vx=VM V/ =Vs，第二活套為主活套時Vx=Vs V/ =VM。16.根據(jù)第一活套和第二活套的底輥的速度Vm/和V2 ffi^ N’對第一活套和第二活套的底輥的速度進(jìn)行補(bǔ)償。參考圖2所示，本發(fā)明還揭示了一種多塔式立式活套的位置平衡控制裝置，包括第一位置傳感器21、第二位置傳感器22、平衡控制器23、第一配置傳感器對、第二配置傳感器25、中間位置控制器沈、速度補(bǔ)償控制器27、底輥速度控制器觀和速度補(bǔ)償操作機(jī)構(gòu) 29。第一位置傳感器21檢測第一活套的實(shí)際位置。第二位置傳感器22檢測第二活套的實(shí)際位置。平衡控制器23連接到第一位置傳感器21和第二位置傳感器22，從第一位置傳感器21接收第一活套的實(shí)際位置，從第二位置傳感器22接收第二活套的實(shí)際位置。平衡控制器23將主活套的實(shí)際位置減去從活套的實(shí)際位置，輸出位置平衡參數(shù)0UTPI。第一配置傳感器M檢測第一活套的單股長度和股數(shù)。第二配置傳感器25檢測第二活套的單股長度和股數(shù)。中間位置控制器沈連接到第一配置傳感器M和第二配置傳感器25，從第一配置傳感器M接收第一活套的單股長度和股數(shù)，從第二配置傳感器25接收第二活套的單股長度和股數(shù)。中間位置控制器26根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度、股數(shù)以及第一活套和第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)PINTEK。在一個實(shí)施例中，中間位置控制器沈以入下的方式根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)計算中間位置系數(shù)Pintek
Pinter ~ Lx / ( !^+L2 )； T =S >!< N .
j^l °1_100 個，
T =S >!< N .
°2_100丄、2，
其中，
S1J00為第一活套單股長度，單位為米； N1為第一活套股數(shù)； S2J00為第二活套單股長度，單位為米； N2為第二活套股數(shù)；
Lx為主活套滿套容量，單位為米，當(dāng)?shù)谝换钐诪橹骰钐讜rLx =L1,當(dāng)?shù)诙钐诪橹骰钐兹?、J. Lj^ _L/2 °速度補(bǔ)償控制器27連接到平衡控制器23和中間位置控制器沈，根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTpi和中間位置系數(shù)Pintek計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs。在一個實(shí)施例中，速度補(bǔ)償控制器27以如下的方式根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTpi和中間位置系數(shù)Pintek 計算主活套的速度補(bǔ)償\和從活套的速度補(bǔ)償Vs。計算主活套的速度補(bǔ)償Vm為
V = — OUT 水 ρ
vMWU Ipi ^Γ INTER ο計算從活套的速度補(bǔ)償Vs為Vs = OUTpi * (I-Pintee)。底輥速度控制器觀連接到速度補(bǔ)償控制器27，底輥速度控制器觀基于主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs，根據(jù)活套底輥主令速度Vl ffi^ n, V2_E0LL n設(shè)定和活套底輥的位置號P1+Py—η，分別計算第一活套和第二活套的底輥的速度V1+Ν’和V2^
/。在一個實(shí)施例中，底輥速度控制器觀以如下的方式計算第一活套第η根底輥的速度V1 ，
ROLL—N :
V ，二 M—V 氺P/N
v 1_R0LL_Nv 1_R0LL_N v X ^r l_R0LL_n 丨
其中，
Vleollj'為第一活套第η根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ； Vleollj為第一活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/S ； Pleollj為第一活套第η根底輥的位置號； N1為第一活套股數(shù)。底輥速度控制器觀以如下的方式計算第二活套第η根底輥的速度Vy N’ = V2 —V，氺 P/ N +V，·
ROLL—NvX 個 r 2_E0LL_n ！ 1N2 vX ，
其中，
V2_E0LL_N'為第二活套第Π根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ； V2 eollj為第二活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/s ； P2_E0LL_n為第二活套第η根底輥的位置號； N2為第二活套股數(shù)；
Vx和V/ 第一活套為主活套時Vx=Vm V/ =Vs，第二活套為主活套時Vx=Vs V/ =VM。速度補(bǔ)償操作機(jī)構(gòu)四連接到底輥速度控制器觀，還連接到第一活套和第二活套的底輥，根據(jù)第一活套和第二活套的底輥的速度Vi mu/和v2n—N’對第一活套和第二活套的底輥的速度進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明通過活套位置的偏差來調(diào)節(jié)活套底輥的速度，最終通過活套張力控制器調(diào)節(jié)卷揚(yáng)的速度來控制活套之間的位置偏差，避免了直接調(diào)節(jié)卷揚(yáng)的速度造成的張力波動， 同時滿足了活套張力控制和位置平衡控制的需求。
權(quán)利要求
1.一種多塔式立式活套的位置平衡控制方法，其特征在于，包括 檢測第一活套的實(shí)際位置；檢測第二活套的實(shí)際位置；其中第一活套和第二活套互為主從關(guān)系，每一個活套既可以是主活套也可以是從活套；將主活套的實(shí)際位置減去從活套的實(shí)際位置，得到的結(jié)果輸入位置平衡控制器，位置平衡控制器輸出位置平衡參數(shù)OUTp1 ；檢測第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)，根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)以及第一第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)Pintek ；根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTpi和中間位置系數(shù)Pintek計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs ；基于主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs，根據(jù)第一活套和第二活套的主從屬性，第一活套的底輥主令速度V1 ^n和活套底輥位置號Pm N，第二活套的底輥主令速度 V2 eoll n和活套底輥位置號P2nN，分別計算第一活套和第二活套底輥的最終速度Vm—/禾口乂2_ROLL—N ；根據(jù)第一活套和第二活套的底輥的速度設(shè)定Vi mu/和V2 mu/對第一活套和第二活套之間的位置偏差進(jìn)行糾正。
2.如權(quán)利要求1所述的多塔式立式活套的位置平衡控制方法，其特征在于，根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)以及第一活套和第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)Phtek包括計算中間位置系數(shù)Pintek為 PINTER ~ Lx / ( !^+L2 )； T =S >!< N .j^l °1_100 個，T =S >!< N .°2_100丄、2，其中，S1J00為第一活套單股長度，單位為米； N1為第一活套股數(shù)； S2J00為第二活套單股長度，單位為米； N2為第二活套股數(shù)；Lx為主活套滿套容量，單位為米，其中當(dāng)?shù)谝换钐诪橹骰钐讜rLx =L1,當(dāng)?shù)诙钐诪橹骰钐讜rLx =L2。
3.如權(quán)利要求2所述的多塔式立式活套的位置平衡控制方法，其特征在于，根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTp1和中間位置系數(shù)Pintek計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs包括計算主活套的速度補(bǔ)償Vm為V = — OUT 氺 ρ . vMVJUlpi ^r INTER ，計算從活套的速度補(bǔ)償Vs為 Vs = OUTPI * (1 — PINTEE)。
4.如權(quán)利要求3所述的多塔式立式活套的位置平衡控制方法，其特征在于計算第一活套第η根底輥的速度V1V，二 M— V 氺Pv 1_R0LL_Nv 1_R0LL_N v X ^r l_R0LL_n計算第二活套第η根底輥的速度τ.R0LL_NN1;2_R0LL_N為為V，= Vv2 ROLL Nv2 ROLL NV/ * P2ROLLn / N2 +V/其中，Vi ρπτ T 1R0LL_N’為第一活套第η根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ； 為第一活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/s ； 為第一活套第η根底輥的位置號；V1 P1N1為第一活套股數(shù)；v2_R0LL_NV2_E0LL_N'為第二活套第η根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ； 為第二活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/s ； P2_E0LL_n為第二活套第Π根底輥的位置號； N2為第二活套股數(shù)；V5^nV/ 第一活套為主活套時Vx=Vm V/ =Vs，第二活套為主活套時Vx=VsV =v c
5.一種多塔式立式活套的位置平衡控制裝置，其特征在于，包括 第一位置傳感器，檢測第一活套的實(shí)際位置；第二位置傳感器，檢測第二活套的實(shí)際位置；平衡控制器，連接到所述第一位置傳感器和第二位置傳感器，接收第一活套和第二活套的實(shí)際位置，將第一活套的實(shí)際位置減去第二活套的實(shí)際位置，輸出位置平衡參數(shù) OUTp1 ；第一配置傳感器，檢測第一活套的單股長度和股數(shù)； 第二配置傳感器，檢測第二活套的單股長度和股數(shù)；中間位置控制器，連接到所述第一配置傳感器和第二配置傳感器，接收第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)，根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度、股數(shù)以及第一活套和第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)Pintek ；速度補(bǔ)償控制器，連接到所述平衡控制器和中間位置控制器，根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTPI 和中間位置系數(shù)Pintek計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs ；底輥速度控制器，連接到所述速度補(bǔ)償控制器，底輥速度控制器基于主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs，根據(jù)活套底輥主令速度Vm—n，Vy n設(shè)定和活套底輥的位置號P1+n，P2_R0LL_n分別計算第一活套和第二活套的底輥的速度Vfj/和Vy；速度補(bǔ)償操作機(jī)構(gòu)，連接到所述底輥速度控制器，還連接到第一活套和第二活套的底輥，根據(jù)第一活套和第二活套的底輥的速度VmN’和V2 mu/對第一活套和第二活套的底輥的速度進(jìn)行補(bǔ)償。
6.如權(quán)利要求1所述的多塔式立式活套的位置平衡控制裝置，其特征在于，中間位置控制器根據(jù)第一活套和第二活套的單股長度和股數(shù)以及第一活套和第二活套的主從關(guān)系計算中間位置系數(shù)Pintek包括計算中間位置系數(shù)Pintek為 PINTER ~ Lx / ( !^+L2 )；Li =S1J00 水 N1 ； τ =S >!< N .°2_100丄、2，其中，S1J00為第一活套單股長度，單位為米； N1為第一活套股數(shù)； S2J00為第二活套單股長度，單位為米； N2為第二活套股數(shù)；Lx為主活套滿套容量，單位為米，其中當(dāng)?shù)谝换钐诪橹骰钐讜rLx =L1,當(dāng)?shù)诙钐诪橹骰钐讜rLx =L2。
7.如權(quán)利要求6所述的多塔式立式活套的位置平衡控制裝置，其特征在于，速度補(bǔ)償控制器根據(jù)位置平衡參數(shù)OUTp1和中間位置系數(shù)PINTHi計算主活套的速度補(bǔ)償Vm和從活套的速度補(bǔ)償Vs包括計算主活套的速度補(bǔ)償Vm為V= — OUT 氺 ρ . vM VJUlpi ^r INTER ，計算從活套的速度補(bǔ)償Vs為 Vs = OUTpi * (1 — Pintee)。
8.如權(quán)利要求7所述的多塔式立式活套的位置平衡控制裝置，其特征在于，底輥速度控制器計算第一活套的底輥的速度Vm1/包括計算第一活套第η根底輥的速度Vi mu/為V，二 M—V 氺P/N-v 1_R0LL_Nv 1_R0LL_N vX 個rl_R0LL_n 丨，其中，Vleollj'為第一活套第η根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ； Vleollj為第一活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/S ； Pleollj為第一活套第η根底輥的位置號； N1為第一活套股數(shù)；底輥速度控制器計算第二活套的底輥的速度V2 mu/包括 計算第二活套第η根底輥的速度V2 mu/為V，= V— V，氺 P/N+V，-v 2_R0LL_Nv 2_R0LL_NvX 個 r 2_R0LL_n 丨 iN2 vX ，其中，V2_E0LL_N'為第二活套第η根底輥的最終速度設(shè)定，單位為m/s ； V2 eollj為第二活套第η根底輥的主令速度設(shè)定，單位為m/s ； P2_E0LL_n為第二活套第η根底輥的位置號； N2為第二活套股數(shù)；Vx和V/ 第一活套為主活套時Vx=Vm V/ =Vs，第二活套為主活套時Vx=Vs V/ =VM。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種多塔式立式活套的位置平衡控制方法，包括檢測主活套的實(shí)際位置；將主活套的實(shí)際位置減去從活套的實(shí)際位置，經(jīng)過平衡控制器后得到位置平衡參數(shù)；根據(jù)兩個活套的主從關(guān)系以及活套的單股長度和股數(shù)計算中間位置系數(shù)；根據(jù)位置平衡參數(shù)和中間位置系數(shù)計算主活套的速度補(bǔ)償和從活套的速度補(bǔ)償；基于第一活套的主從屬性、股數(shù)、速度補(bǔ)償、活套底輥主令速度和活套底輥位置號計算第一活套每個底輥的最終設(shè)定速度；基于第二活套的主從屬性、股數(shù)、速度補(bǔ)償、活套底輥主令速度和活套底輥位置號計算第二活套每個底輥?zhàn)罱K設(shè)定速度；本發(fā)明還解釋了一種多塔式立式活套的位置平衡控制裝置。
文檔編號B21B37/00GK102485363SQ20101056842
公開日2012年6月6日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者厲筱玲, 張亞林, 徐文超, 施漢杰, 王超, 陳杰, 陶樹貴, 黃才銓 申請人:上海寶信軟件股份有限公司, 寶山鋼鐵股份有限公司