專(zhuān)利名稱(chēng)：冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼機(jī)械電氣控制領(lǐng)域，尤其涉及一種通過(guò)冷軋張力輥速度檢 測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其打滑現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)控制的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著市場(chǎng)需求的不斷增長(zhǎng)，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量繁榮要求亦越來(lái)越高，高品質(zhì)尤其 是表面質(zhì)量?jī)?yōu)異的冷軋鋼板才具有更大的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，提高冷軋板材的 表面質(zhì)量，減少甚至消除擦、劃傷一直是提高冷軋板產(chǎn)品質(zhì)量和成材率的關(guān)鍵， 也是一個(gè)迄今為止始終難以解決的問(wèn)題。特別是隨著軋制技術(shù)的發(fā)展，冷軋軋 機(jī)的生產(chǎn)速度也在逐步提高，國(guó)內(nèi)很多冷軋板生產(chǎn)廠家的鋼板出口速度均已達(dá)
到20m/s，張力輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到1300rpm。由于冷軋板運(yùn)行速度較快，加之張 力輥電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，生產(chǎn)過(guò)程中一旦張力輥表面粗糙程度偏小，就會(huì)使帶鋼 表面線(xiàn)速度與張力輥表面線(xiàn)速度不同步，帶鋼與張力輥之間產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，從 而造成鋼板表面劃傷，嚴(yán)重影響了鋼板的表面質(zhì)量，由于表面質(zhì)量不合格而導(dǎo) 致廢品的數(shù)量高達(dá)40t/月，同時(shí)由于打滑造成故障停機(jī)4h/月以上。而造成這一 問(wèn)題的主要原因是，由于原設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮冷軋機(jī)高速運(yùn)行時(shí)張力輥表面粗糙度 對(duì)于帶鋼表面線(xiàn)速度與張力輥表面線(xiàn)速度同步程度的影響，即缺少針對(duì)帶鋼擦 劃傷的判斷調(diào)整，不能對(duì)鋼板高速運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的擦劃傷進(jìn)行提前預(yù)警和控 制，從而降低了冷軋板的表面質(zhì)量和產(chǎn)品的成材率，增加了軋機(jī)生產(chǎn)人員檢查 鋼板表面的次數(shù)及工作負(fù)荷，增大了軋機(jī)的事故停機(jī)時(shí)間，嚴(yán)重影響軋制生產(chǎn) 的順利進(jìn)行。
經(jīng)對(duì)已有技術(shù)的檢索査找，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明技術(shù)相同或相近似的文獻(xiàn)記 載和資料報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種通過(guò)對(duì)冷軋張力輥速度檢測(cè)對(duì)比，從而準(zhǔn)確判 斷張力輥表面狀態(tài)和影響因素，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分級(jí)預(yù)警和控制，減少帶鋼表面擦劃 傷的裝置及方法。
本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案為
一種冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)，是由同步齒輪、小齒輪、傳動(dòng)軸、編碼器、 TDC處理器及計(jì)算機(jī)組成；安設(shè)在張力輥一端的同步齒輪與小齒輪嚙合，傳動(dòng) 軸一端固裝在小齒輪上，另一端連接增量轉(zhuǎn)速編碼器，增量轉(zhuǎn)速編碼器通過(guò)TDC 處理器與計(jì)算機(jī)連接，計(jì)算機(jī)控制機(jī)組及張力輥速度。
所述的張力輥上的同步齒輪與小齒輪的齒數(shù)比為4: 1。
一種使用上述冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法，其控制過(guò)程及方式為
與安設(shè)在張力輥一端的同步齒輪嚙合的小齒輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸做4倍于張力輥 轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；
設(shè)于傳動(dòng)軸一端的增量轉(zhuǎn)速編碼器將光柵衍射采集的轉(zhuǎn)速光譜轉(zhuǎn)換成脈沖 信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)送入TDC處理器；
TDC處理器控制系統(tǒng)將接收的增量轉(zhuǎn)速編碼器的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成線(xiàn)速度
值；
計(jì)算機(jī)將TDC處理器測(cè)得的線(xiàn)速度值與鋼板激光測(cè)速儀所測(cè)帶鋼表面速度 值進(jìn)行比較，把速度偏差值對(duì)應(yīng)特定顏色在WINCC操作畫(huà)面上予以顯現(xiàn)，并按 預(yù)設(shè)等級(jí)進(jìn)行報(bào)警；
同時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)速度偏差值等級(jí)對(duì)應(yīng)控制和降低機(jī)組及張力輥轉(zhuǎn)速， 或者自動(dòng)停機(jī)更換張力輥。實(shí)施本發(fā)明，具有以下積極效果
由于本發(fā)明張力輥上的同步齒輪與小齒輪直接嚙合，減少了測(cè)量誤差。采 用T&R增量轉(zhuǎn)速編碼器及SIMATIC TDC高頻處理器控制系統(tǒng)，擁有比PLC系 統(tǒng)更快的信號(hào)處理速度，可以準(zhǔn)確完成信號(hào)采集和處理，最大限度減少光譜轉(zhuǎn) 換及脈沖信號(hào)的損失，精確檢測(cè)出張力輥實(shí)際轉(zhuǎn)速。采取計(jì)算機(jī)WINCC操作畫(huà) 面分級(jí)顯示和報(bào)警，控制機(jī)組張力輥轉(zhuǎn)速，極大減少了帶鋼表面的擦劃傷缺陷， 提高了產(chǎn)品的合格率和成材率；實(shí)現(xiàn)了故障自動(dòng)停機(jī)，使故障得以及時(shí)排除或 換輥，降低了事故停機(jī)時(shí)間，提高了軋機(jī)作業(yè)率，年節(jié)約價(jià)值達(dá)150萬(wàn)元以上。


圖1為冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。 圖2為冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)控制程序圖。
圖中1、張力輥，2、同步齒輪，3、小齒輪，4、傳動(dòng)軸，5、軸承座，6、 聯(lián)軸器，7、增量轉(zhuǎn)速編碼器，8、支架。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
由圖1可見(jiàn)，冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)是由張力輥同步齒輪2、小齒輪3、 傳動(dòng)軸4、軸承座5、聯(lián)軸器6、增量轉(zhuǎn)速編碼器7和支架8所構(gòu)成。張力輥l 的左端安設(shè)有一個(gè)同步齒輪2，機(jī)組運(yùn)行時(shí)張力輥1帶動(dòng)同步齒輪2轉(zhuǎn)動(dòng)。同步 齒輪2與小齒輪3嚙合，且兩者齒輪齒數(shù)比為4: 1。傳動(dòng)軸4左端固裝在同步 齒輪2上，右端通過(guò)聯(lián)軸器6連接一T&R增量轉(zhuǎn)速編碼器7。為減少振動(dòng)，使 傳動(dòng)軸4轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，在傳動(dòng)軸4的軸身兩端部安有軸承座5。 T&R增量轉(zhuǎn)速編 碼器7連接在外部SIMATIC TDC處理器上，TDC處理器則與HMI計(jì)算機(jī)連接，HMI計(jì)算機(jī)連接并控制機(jī)組速度。
圖2給出了冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)控制程序圖，其控制過(guò)程及方式為-
張力輥1在帶鋼的拖動(dòng)下，張力輥1上的同步齒輪2帶動(dòng)與其嚙合的小齒 輪3轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪3則帶動(dòng)傳動(dòng)軸4做4倍于張力輥1轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)動(dòng)。
設(shè)于傳動(dòng)軸4右端的T&R增量轉(zhuǎn)速編碼器7將光柵衍射采集的轉(zhuǎn)速光譜轉(zhuǎn) 換成脈沖信號(hào)，并將轉(zhuǎn)化后的脈沖信號(hào)送入SIMATIC TDC處理器。
TDC處理器的控制系統(tǒng)將接收到的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成線(xiàn)速度值，在信號(hào)損失 極小的情況下，該線(xiàn)速度值就是張力輥的輥面線(xiàn)速度值的4倍。
HMI計(jì)算機(jī)將TDC處理器測(cè)得的線(xiàn)速度值與鋼板激光測(cè)速儀同時(shí)所測(cè)得的 帶鋼表面速度值進(jìn)行比較，把速度偏差值按預(yù)先設(shè)定的顏色顯現(xiàn)在WINCC操作 畫(huà)面上，每種顏色對(duì)應(yīng)一個(gè)偏差值等級(jí)，按預(yù)設(shè)等級(jí)進(jìn)行報(bào)警。即當(dāng)速度偏差 值小于0.97時(shí)，WINCC操作畫(huà)面顯示黃色預(yù)警；當(dāng)速度偏差值小于0.95時(shí)， WINCC操作畫(huà)面則顯示紅色報(bào)警信號(hào)。
同時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)速度偏差值等級(jí)即黃、紅色警示信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)控制， 按等級(jí)降低張力輥轉(zhuǎn)速，若等級(jí)最高時(shí)計(jì)算機(jī)將指令機(jī)組自動(dòng)停機(jī)，操作人員 迅即進(jìn)行檢修或者直接更換張力輥，以避免出現(xiàn)事故和帶鋼表面劃傷。
權(quán)利要求
1、一種冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，由同步齒輪、小齒輪、傳動(dòng)軸、編碼器、TDC處理器及計(jì)算機(jī)組成；在張力輥一端安設(shè)的同步齒輪與小齒輪嚙合，傳動(dòng)軸一端固裝在小齒輪上，另一端連接增量轉(zhuǎn)速編碼器，增量轉(zhuǎn)速編碼器通過(guò)TDC處理器與計(jì)算機(jī)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述的同步齒輪與小齒輪齒數(shù)比為4: 1。
3、 一種按照權(quán)利要求1所述冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，其控制過(guò)程及方式為與安設(shè)在張力輥上的同步齒輪嚙合的小齒輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸做4倍于張力輥轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)動(dòng)；設(shè)于傳動(dòng)軸一端的增量轉(zhuǎn)速編碼器將光柵衍射采集的轉(zhuǎn)速光譜轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)，并將該脈沖信號(hào)送入TDC處理器；TDC處理器控制系統(tǒng)將接收的增量轉(zhuǎn)速編碼器的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成線(xiàn)速度值；計(jì)算機(jī)將TDC處理器測(cè)得的線(xiàn)速度值與鋼板激光測(cè)速儀所測(cè)帶鋼表面速度值進(jìn)行比較，把速度偏差值對(duì)應(yīng)特定顏色在WINCC操作畫(huà)面上予以顯現(xiàn)，并按預(yù)設(shè)等級(jí)進(jìn)行報(bào)警；同時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)速度偏差值等級(jí)對(duì)應(yīng)控制和降低機(jī)組速度，或者自動(dòng)停機(jī)更換張力輥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷軋張力輥速度檢測(cè)系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)由張力輥同步齒輪、小齒輪、傳動(dòng)軸、編碼器、TDC處理器和計(jì)算機(jī)構(gòu)成。與張力輥齒輪嚙合的小齒輪驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸；軸端編碼器將轉(zhuǎn)換的脈沖信號(hào)送入TDC處理器轉(zhuǎn)化成線(xiàn)速度值；計(jì)算機(jī)根據(jù)速度差按預(yù)定顏色和等級(jí)顯現(xiàn)在操作畫(huà)面上，并相應(yīng)降低張力輥轉(zhuǎn)速。本發(fā)明傳動(dòng)軸齒輪與張力輥同步齒輪直接嚙合，減少了測(cè)量誤差；編碼器及TDC處理器可最大限度減少信號(hào)損失，精確檢測(cè)張力輥轉(zhuǎn)速；采取計(jì)算機(jī)畫(huà)面分級(jí)顯示和報(bào)警，控制張力輥轉(zhuǎn)速，減少帶鋼表面的擦劃傷，提高產(chǎn)品的合格率和成材率，降低事故停機(jī)時(shí)間，年節(jié)約價(jià)值150萬(wàn)元以上。
文檔編號(hào)B21B38/00GK101648219SQ200810012779
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者鎮(zhèn) 姜, 張瑞龍, 濤 徐, 景玉全, 剛 李, 王今朝, 王天國(guó), 勇 趙, 克 韓, 健 高 申請(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司