熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法
【專(zhuān)利摘要】熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法，屬于冶金軋鋼領(lǐng)域，控制器判斷帶鋼給定力矩大于帶鋼實(shí)際力矩時(shí)，表明本塊帶鋼的活套虛套；控制器通過(guò)轉(zhuǎn)換通道點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制伺服閥，轉(zhuǎn)換通道把控制器計(jì)算出的附加給定值與伺服閥給定值對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成電流值，通過(guò)電纜施加到伺服閥動(dòng)作。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了精軋活套自動(dòng)控制，消除了帶鋼活套虛套引起帶鋼跑偏、疊軋等對(duì)設(shè)備損壞的重大隱患，減少了異常停機(jī)時(shí)間。
【專(zhuān)利說(shuō)明】熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于冶金軋鋼領(lǐng)域，熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]熱連軋精軋機(jī)組共有0#~5#五個(gè)液壓活套，隨著硅鋼品種的開(kāi)發(fā)，在軋制不同高牌號(hào)、低牌號(hào)硅鋼時(shí)由于帶鋼溫度低甚至發(fā)生相變等因素，導(dǎo)致精軋機(jī)架間硅鋼塑性差、板形變化大；再加上液壓活套伺服閥為比例伺服閥，響應(yīng)速度稍差，表現(xiàn)出活套虛套(活套出現(xiàn)不匹配，即帶鋼活套控制給定力矩大于帶鋼實(shí)際力矩)時(shí)活套調(diào)節(jié)慢，致使帶鋼容易跑偏軋爛，造成帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量差，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致機(jī)架間直接廢鋼，影響軋線(xiàn)生產(chǎn)的正常進(jìn)行，給我廠帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，必須解決活套虛套時(shí)調(diào)節(jié)慢的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了確保活套虛套時(shí)活套的快速調(diào)節(jié)，解決硅鋼軋制時(shí)精軋組活套的穩(wěn)定控制。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:
1、計(jì)算精軋機(jī)組活套控制給定力矩；
(I)帶鋼給定力矩Mkef的公式如下: mref=mw+mb+mt+md
式中，Mw為活套輥?zhàn)灾亓?Mb為帶鋼重力力矩；MT為帶鋼張力力矩;Md為帶鋼撓曲力矩。
[0005]帶鋼實(shí)際力矩Mf是通過(guò)在液壓缸兩側(cè)油路上安裝的壓力傳感器來(lái)檢測(cè)無(wú)桿腔和有桿腔的油壓；
帶鋼實(shí)際力矩 Mf = F * LH , F=PPIS*APIS - Peod*Aeod ；
式中，Ppis為液壓缸無(wú)桿腔壓力傳感器測(cè)量值;APIS為液壓缸無(wú)桿腔面積；ΡΚ(Ι)為液壓缸有桿腔壓力傳感器測(cè)量值;Akqd為有桿腔面積；LH為液壓缸實(shí)際壓力F的力臂。
[0006]2、當(dāng)帶鋼給定力矩大于帶鋼實(shí)際力矩(即帶鋼力矩偏差大于零)時(shí)，表明本塊帶鋼的活套虛套；
3)活套系統(tǒng)控制裝置
精軋機(jī)組活套系統(tǒng)控制裝置包括伺服閥、液壓缸、控制器、轉(zhuǎn)換通道、活套角度絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器。
[0007]控制器通過(guò)轉(zhuǎn)換通道點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制液壓活套伺服閥，轉(zhuǎn)換通道把控制器計(jì)算出的(Tl之間的值，對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成電流值4ma?20ma (ma為毫安)，通過(guò)電纜施加到活套伺服閥。
[0008]轉(zhuǎn)換通道采用W i e I a n d公司的A K T 5 7.8 O 6.2153.0。液壓活套伺服閥采用Rexroth，型號(hào)為:4WRGE10V1_100L?；钐捉撬俣葋?lái)源于活套角度絕對(duì)型旋轉(zhuǎn)編碼器，其采用德國(guó)帝爾(TR)電子公司的CE65M。控制器掃描時(shí)間每次為10ms。
[0009]4、計(jì)算附加給定值； 針對(duì)硅鋼活套控制由控制器實(shí)現(xiàn)了帶鋼活套虛套自動(dòng)控制程序。在正常軋制過(guò)程中，控制器程序判斷帶鋼活套給定力矩大于帶鋼實(shí)際力矩也就是帶鋼活套虛套后通過(guò)下面控制算法計(jì)算得到帶鋼活套附加給定值，并通過(guò)轉(zhuǎn)換通道施加到液壓活套伺服閥，實(shí)現(xiàn)活套調(diào)節(jié)器快速調(diào)節(jié)即快速起套，滿(mǎn)足了帶鋼控制工藝要求。
[0010]在正?；钐卓刂浦?，只有帶鋼張力給定力矩是基于不同帶鋼而不同，為此，帶鋼活套虛套后活套附加給定就根據(jù)帶鋼力矩偏差值進(jìn)行控制，其控制算法如下:
Yn =Yn-1 +Kp * Λ YEn ；
其中:Υη:為采樣時(shí)刻η的活套附加給定值((Tl)；
Yn-1:為采樣時(shí)刻n-Ι的活套附加給定值((Tl)；
Kp:比例系數(shù) 8*I(T5?20*I(T5 ;
Δ YEn:為采樣時(shí)刻η的帶鋼力矩偏差Nm ；
伺服閥動(dòng)作給定值Srefn= Ssvn + Yn ；
Yn:附加給定值((Tl)；
Ssvn:原始伺服閥給定值((Tl)；
Srefn:伺服閥動(dòng)作給定值((Tl)。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
(I)實(shí)現(xiàn)了精軋活套自動(dòng)控制，消除了帶鋼活套虛套引起帶鋼跑偏、疊軋等對(duì)設(shè)備損壞的重大隱患，減少了異常停機(jī)時(shí)間。
[0012](2)確保了活套的動(dòng)作正常，解決了在軋制硅鋼時(shí)熱連軋精軋機(jī)架間的帶鋼活套虛套調(diào)節(jié)慢等問(wèn)題，大大降低了活套造成的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，并避免了對(duì)正常控制的影響。
[0013](3)節(jié)約了故障時(shí)間，提高了產(chǎn)品合格率，取得的直接經(jīng)濟(jì)效益每年258萬(wàn)元左右(山西太鋼不銹鋼股份有限公司)。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1:
當(dāng)帶鋼給定力矩大于帶鋼實(shí)際力矩(即帶鋼力矩偏差大于零)時(shí)，表明該帶鋼活套虛套，兩者偏差越大，表明虛套越嚴(yán)重。熱連軋精軋機(jī)組共有0#~5#五個(gè)活套，以硅鋼60規(guī)格
2.6mm*1250mm 5# 活套為例:
當(dāng)活套輥?zhàn)灾亓豈w是4500 ;帶鋼重力力矩Mb是1100 ;帶鋼張力力矩Mt是7300 ;帶鋼撓曲力矩Md是200 ；
帶鋼給定力矩 Mkef=Mw+Mb+Mt+Md= 13100。
[0015]若活套出現(xiàn)虛套，此時(shí)液壓缸無(wú)桿腔壓力傳感器測(cè)量值Ppis為5.4*106，液壓缸無(wú)桿腔面積Apis為0.0165 ;液壓缸有桿腔壓力傳感器測(cè)量值Pm為5.1*106 ;有桿腔面積Am為0.011 ;液壓缸實(shí)際壓力F的力臂LH為321mm，則液壓缸實(shí)際壓力F=33000，得到帶鋼實(shí)際力矩Mf =10600。
[0016]帶鋼力矩偏差Λ YE =帶鋼給定力矩Mkef -帶鋼實(shí)際力矩Mf=13100-10600=2500 ;根據(jù)鋼種查表獲得比例系數(shù)Kp為8*10_5 ；
虛套后活套伺服附加給定值Yn=Kp* Δ YEn=8*10_5*2500=0.2 ；
為了不影響正常活套控制，虛套后活套伺服采樣時(shí)刻η附加給定值Yn=Ylri+Kp* Δ YEn=0.2+8*10_5*2500=0.4 ；
根據(jù)上述力矩偏差值Λ YEnS 2500時(shí)，虛套后第一次掃描計(jì)算得到附加給定值為0.2，第二次掃描時(shí)帶鋼力矩偏差值Λ YEn為5000，因而計(jì)算得到附加給定值，為0.4，同理第三次掃描計(jì)算得到附加給定值約為0.6。控制器掃描時(shí)間每次為10ms。伺服閥動(dòng)作給定值Srefn= Ssvn + Yn=原始伺服閥給定值+0.6 ；
經(jīng)轉(zhuǎn)換通道將(原始伺服閥給定值+0.6)轉(zhuǎn)換成伺服閥電流16ma通過(guò)電纜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)施加到伺服閥上，由伺服閥控制液壓活套伺服缸動(dòng)作，在3(Γ40毫秒內(nèi)完成動(dòng)作，使活套頂住帶鋼，從而滿(mǎn)足帶鋼調(diào)節(jié)要求。
[0017]實(shí)施例2:
熱連軋精軋機(jī)組共有0#?5#五個(gè)液壓活套，以硅鋼80規(guī)格2.6mm*1250mm 4#活套為例:
當(dāng)活套輥當(dāng)活套輥?zhàn)灾亓豈w是4500 ;帶鋼重力力矩Mb是1700 ;帶鋼張力力矩Mt是8800 ;帶鋼撓曲力矩Md是300 ;；
帶鋼給定力矩 Mkef=Mw+Mb+Mt+Md= 15300。
[0018]若活套出現(xiàn)虛套，此時(shí)液壓缸無(wú)桿腔壓力傳感器測(cè)量值Ppis為5.4*106，液壓缸無(wú)桿腔面積Apis為0.0165 ;液壓缸有桿腔壓力傳感器測(cè)量值Pm為3.9*106 ;有桿腔面積Am為0.011 ;液壓缸實(shí)際壓力F的力臂LH為321mm，則液壓缸實(shí)際壓力F=46106，得到帶鋼實(shí)際力矩Mf =14800 ；
帶鋼力矩偏差Λ YE =帶鋼給定力矩Mkef -帶鋼實(shí)際力矩Mf=15300-14800=500 ;根據(jù)鋼種查表獲得比例系數(shù)Kp為10*10_5 ；
虛套后活套伺服附加給定值Yn=Kp* Λ YEn= 10*10_5 *500=0.05 ;為了不影響正?；钐卓刂?，虛套后活套伺服附加給定采用了根據(jù)帶鋼張力力矩給定值和帶鋼力矩偏差進(jìn)行控制，其控制算法如下:
虛套后活套伺服采樣時(shí)刻η附加給定值Yn=Ylri +Kp* Δ YEn=0.05+Κρ* Δ YEn=0.05+0.05=0.1 ；
虛套后帶鋼力矩偏差Λ YE =500，第一次掃描計(jì)算得到附加給定值為0.05，第二次掃描時(shí)帶鋼力矩偏差值Λ YEn為1000，，計(jì)算得到附加給定值約為0.1，同理第三次掃描計(jì)算得到附加給定值為0.15 ;伺服閥動(dòng)作給定值Srefn= Ssvn + Yn=原始伺服閥給定值+0.15 ；經(jīng)轉(zhuǎn)換通道將(原始伺服閥給定值+0.15)轉(zhuǎn)換成伺服閥電流6ma通過(guò)電纜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)施加到伺服閥上，由伺服閥控制液壓活套伺服缸動(dòng)作，在3(Γ40毫秒內(nèi)完成動(dòng)作，使活套頂住帶鋼，從而滿(mǎn)足帶鋼調(diào)節(jié)要求。滿(mǎn)足帶鋼對(duì)液壓活套調(diào)節(jié)要求?？刂破鲯呙钑r(shí)間每次為10ms。
[0019]本發(fā)明實(shí)施過(guò)程是:在正常液壓活套控制的情況下，控制器根據(jù)軋制鋼種規(guī)格(由二級(jí)計(jì)算機(jī)下送)和帶鋼活套虛套，通過(guò)計(jì)算得到液壓活套附加給定值，在保證帶鋼正常穿帶和活套起套的前提下實(shí)現(xiàn)硅鋼液壓活套附加給定值自動(dòng)控制程序。
【權(quán)利要求】
1.熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法，其特征是:控制器判斷帶鋼給定力矩大于帶鋼實(shí)際力矩時(shí)，表明本塊帶鋼的活套虛套；控制器通過(guò)轉(zhuǎn)換通道點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制伺服閥，轉(zhuǎn)換通道把控制器計(jì)算出的附加給定值與伺服閥給定值對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成電流值，通過(guò)電纜施加到伺服閥動(dòng)作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法，其特征是所述附加給定值為(TI。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法，其特征是所述帶鋼給定力矩 mref=mw+mb+mt+md ； 式中，Mw為活套輥?zhàn)灾亓?Mb為帶鋼重力力矩；MT為帶鋼張力力矩;Md為帶鋼撓曲力矩；
帶鋼實(shí)際力矩 Mf = F * LH , F=PPIS*APIS - Peod*Aeod ； 式中，Ppis為液壓缸無(wú)桿腔壓力傳感器測(cè)量值;APIS為液壓缸無(wú)桿腔面積；ΡΚ(Ι)為液壓缸有桿腔壓力傳感器測(cè)量值;Akqd為有桿腔面積；LH為液壓缸實(shí)際壓力F的力臂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法，其特征是所述伺服閥動(dòng)作給定值Srefn= Ssvn + Yn ;其中Yn為附加給定值；Ssvn為原始活套伺服閥給定值；附加給定值 Yn= Kp * Λ Yen。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱連軋硅鋼活套附加給定控制方法，其特征是連續(xù)采樣附加給定值Yn =Yn-1 +Kp * Λ YEn;式中Yn:為采樣時(shí)刻η的活套附加給定值；Yn-1:為采樣時(shí)刻η-1的活套附加給定值； Kp:比例系數(shù)8*10_5?20*10_5 ； Δ YEn:為采樣時(shí)刻η的帶鋼力矩偏差Nm。
【文檔編號(hào)】B21B37/50GK104209341SQ201410442865
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】張世厚, 康煒, 姚紅霞 申請(qǐng)人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司