CN101602080A

CN101602080A - 中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法

Info

Publication number: CN101602080A
Application number: CNA2009100330481A
Authority: CN
Inventors: 王军; 朱金宝; 蒋国永; 侯中华; 赵桂琴; 张春阳; 钟杨; 华军强; 陈冬文
Original assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Nanjing Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2009-06-11
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2029-06-11
Also published as: CN101602080B

Abstract

本发明涉及中厚钢板轧制生产线相关设备的调整方法，是中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，按以下步骤进行：(1)后端辊缝均值前端辊缝均值进行减法运算，形成矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差；(2)将偏差经过“死区”非线性环节；(3)将偏差作为比例调节器的给定值，经比例调节器放大；(4)将偏差作为补偿量，与后端压下电机转速给定信号叠加，生成补偿后的后端压下电机转速给定信号。本发明能很好地做到以一端辊缝为基准，对另一端辊缝进行自动调节、控制，使其在操作过程中始终跟随基准端辊缝的变化，可靠达到使矫直机前、后端自动进行水平调整的目的。

Description

中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法

技术领域

本发明属于轧钢领域，涉及中厚钢板轧制生产线相关设备的调整方法，具体的说是中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法。

背景技术

在中厚钢板轧制生产线中，矫直机是其中的重要设备之一，对于采用电动压下的大型矫直机，通常压下系统采用2台压下电机分别对前端左、右两侧的压下螺杆和后端左、右两侧的压下螺杆同时进行上升或下降的驱动；前、后两端的压下螺杆在机械上没有联系(即无机械同步)；虽然2台压下电机调速系统所接受的转速给定信号是一样的，但由于在运行过程中压下螺杆所产生的摩擦阻力存在一定差异，在压下操作的过程中，特别是在压下电机启动时，经常使矫直机上辊向前或向后倾斜，严重时矫直机的前端辊缝和后端辊缝之间相差5～6mm之多，需反复手动操作才能消除前、后端辊缝的偏差，将矫直机上辊调整成水平状态，最终达到目标辊缝值。这样，不但严重影响生产节奏，而且大幅增加了工人的劳动强度。通常在现有矫直机前、后端电动压下系统设计中，采用变频器的转速主/从功能，即压下电机转速给定信号先由控制器发送给主侧变频器(如前端压下变频器)，主侧变频器在接受该压下电机转速给定信号的同时，将该压下电机转速给定信号发送给从侧变频器(如后端压下变频器)；从表面上看起来，好象保证了这两台变频器同时接受了相同的压下电机转速给定信号，其分别控制的压下电机应该以相同转速运行，但从实际使用效果来看，由于在运行过程中矫直机前、后端压下螺杆所产生的摩擦阻力存在一定差异，往往在前、后端压下电机启动时，就已经使前、后端辊缝形成一定偏差，经常使矫直机上辊向前或向后倾斜，待前、后端压下电机转速相同时，该前、后端辊缝偏差已经形成，且不能自动消除，只有反复手动操作前端或后端压下电机才能消除前、后端辊缝的偏差，将矫直机上辊调整成水平状态，最终达到目标辊缝值；因此，矫直机压下操作工效极低，不但严重影响生产节奏，而且大幅增加了工人的劳动强度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在的缺点，提出一种能够使矫直机前、后端自动进行水平调整的中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，按以下步骤进行：

(1)通过矫直机后端左、右两侧位移传感器测得的辊缝值取平均值得到的后端辊缝均值，与通过矫直机前端左、右两侧位移传感器测得的辊缝值取平均值得到的前端辊缝均值进行减法运算，形成矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差；

(2)将步骤(1)所得的偏差经过“死区”非线性环节；

(3)将经过“死区”非线性环节的矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差作为比例调节器的给定值，经比例调节器放大；

(4)将步骤(3)中经比例调节器或乘法运算环节放大后的矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差，作为补偿量，与后端压下电机转速给定信号叠加，生成补偿后的后端压下电机转速给定信号。

通过对后端压下电机转速给定信号的准确补偿，使得矫直机后端辊缝在压下操作的过程中，始终跟随矫直机前端辊缝的变化，达到使矫直机前、后端自动进行水平调整的目的。

为防止过补偿，在补偿前使用了限幅器，所述经比例调节器放大后的矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差，先经过限幅器后，再作为补偿量，与后端压下电机转速给定信号叠加。

本发明的优点是：本发明的中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，能很好地做到以一端辊缝为基准，对另一端辊缝进行自动调节、控制，使其在操作过程中始终跟随基准端辊缝的变化，可靠达到使矫直机前、后端自动进行水平调整的目的，使用效果极佳。使用本发明的调整方法后，加快了生产节奏，而且大幅降低了工人的劳动强度。本发明通过解除前、后端变频器之间的转速主/从功能，并在控制器中采用矫直机前后端自动水平调整方法后，矫直机压下操作一步到位，在矫直机压下操作过程中自动消除了前、后端辊缝的偏差，大大提高了矫直机压下操作的工效。

附图说明

图1是实施例一的控制框图。

图2是实施例二的控制框图。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，本实施例使用比例调节器对矫直机前、后端自动进行水平调整，本实施例的控制框图如图1所示，为方便说明，图中各环节的输入、输出端均用字母进行标示。本实施例使用了减法运算环节1、“死区”非线性环节2、比例调节器3、限幅器4和加法运算环节5。减法运算环节1中的输入端X1、X2和输出端Y分别表示被减数、减数和差；“死区”非线性环节2的表达式为：①当-B＜X＜B时，Y＝0，②当X≤-B或X≥B时，Y＝X；其中，X为输入端，Y为输出端，“死区”宽度为2B(B≥0)；比例调节器3的表达式为：Y＝K(W-X)，其中，W为给定值，X为反馈值，W-X为比例调节器的输入偏差，K为比例放大倍数(通常K＞0)，Y为输出端；限幅器4的表达式为：①当X≥LU时，Y＝LU，②当LL＜X＜LU时，Y＝X，③当X≤LL时，Y＝LL，其中，X为输入端，Y为输出端，LU为上限幅值，LL为下限幅值；加法运算环节中5的输入端X1、X2和输出端Y分别表示被加数、加数与和。通过矫直机后端左、右两侧位移传感器测得的辊缝值所取平均值，与通过矫直机前端左、右两侧位移传感器测得的辊缝值所取平均值进行减法运算后，形成矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差，经过“死区”非线性环节2后，作为比例调节器3的给定值，由于已将后端与前端辊缝之间的偏差作为了比例调节器3的给定，因此，图1中比例调节器3的反馈值X置为0，该偏差经比例调节器3放大后，作为补偿量，与后端压下电机转速给定信号叠加，生成补偿后的后端压下电机转速给定信号，通过对后端压下电机转速给定信号的准确补偿，使得矫直机后端辊缝在压下操作的过程中，始终跟随矫直机前端辊缝的变化，达到使矫直机前、后端自动进行水平调整的目的。由于压下操作较为短暂，为了快速性，以及一旦偏差消除，立即拆除补偿的要求。本实用新型使用的调节器为比例调节器，增加“死区”非线性环节的目的是，将偏差控制在矫直工艺的允许范围内。

控制过程，通常情况下，使矫直机上辊下降的前、后端压下电机的转速给定信号均为正，当矫直机后端辊缝均值＞前端辊缝均值时，表示后端压下电机转速较慢，此时的后端辊缝与前端辊缝的偏差经比例调节器放大后，叠加到后端压下电机转速给定信号上，对后端压下电机转速给定信号进行提升补偿，使得压下电机转速给定信号增大，这样就减小了后端辊缝与前端辊缝的偏差，直至消除该偏差为止；当对矫直机上辊进行抬升操作时，前、后端压下电机的转速给定信号均为负，此时，如矫直机后端辊缝均值＞前端辊缝均值，则表示后端压下电机转速较快，后端辊缝与前端辊缝的偏差经比例调节器放大后，叠加到后端压下电机转速给定信号上，对后端压下电机转速给定信号进行减小的补偿，使得压下电机转速减小，使后端辊缝与前端辊缝的偏差减小，直至消除偏差为止。方案一以前端辊缝为基准，后端辊缝在操作过程中始终跟随前端辊缝的变化，达到使矫直机前、后端自动进行水平调整的目的。

前端辊缝与后端辊缝之间的偏差通常在2～3mm，最大在5～6mm，以ABB变频器和额定转速为630转/分的压下电机为例，压下电机的额定转速为630转/分，对应100％额定转速给定，为精确控制，ABB变频器将其量化为20000单位，则1转/分的转速对应20000÷630＝31.75单位，对应31.75÷630＝5.04％额定转速给定；在调试过程中，对于一般情况(辊缝差在1mm以内)，对被补偿端压下电机的转速给定的补偿量一般对应10转/分左右为宜，即进行微调即可，将图1中的B置为0.01，K置为300，就能很好地达到使矫直机前、后端自动进行水平调整的效果；为防止过补偿，在补偿前使用了限幅器，通常补偿量不超过10％额定转速给定，如使用ABB变频器时，限幅器的上、下限幅，LU设为2000，LL设为-2000即可；如前端辊缝与后端辊缝之间的偏差为3mm(辊缝差较大的情况)，此时的补偿量为3×300＝900单位，补偿量对应28.35转/分，随着控制过程的进行，前端辊缝与后端辊缝之间的偏差减小，对被补偿端压下电机的转速给定的补偿量也在减小，直至消除偏差，使矫直机前、后端呈现水平状态，自动拆除补偿为止。

实施例二

本实施例是一种中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，本实施例的控制框图如图2所示，本实施例与实施例一的区别在于：利用乘法运算环节6替代了实施例一中的比例调节器3。本实施例的乘法运算环节6的输入端X1、X2和输出端Y分别表示被乘数、乘数和积，在乘法运算环节6的X1端输入的是矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差，在乘法运算环节6的X2端输入的是放大倍数K，矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差经放大倍数K放大后形成补偿量，由乘法运算环节6的Y端输出，与后端压下电机转速给定信号叠加，生成补偿后的后端压下电机转速给定信号。本实施例的控制过程和控制效果与实施例一相同。

在实施例一和实施例二的实施过程中，如在矫直机压下开始操作的起始位置处的前、后端辊缝偏差较大，为更快速地消除前、后端辊缝偏差，可临时封锁一端压下电机转速给定，只让另一端压下电机工作，待前、后端辊缝偏差较小时，解除封锁，两端压下电机同时工作，利用前、后端自动水平调整的控制功能进行精确调整。具体做法是：①当(后端辊缝均值-前端辊缝均值)＞某一正数时，在进行压下操作时，封锁前端压下电机转速给定；在进行上抬操作时，封锁补偿后的后端压下电机转速给定；②当(后端辊缝均值-前端辊缝均值)＜某一负数时，在进行压下操作时，封锁补偿后的后端压下电机转速给定；在进行上抬操作时，封锁前端压下电机转速给定。比如(后端辊缝均值-前端辊缝均值)＞3mm，或者(后端辊缝均值-前端辊缝均值)＜-3mm时，封锁一端压下电机转速给定，让另一端压下电机工作，待-3mm≤(端辊缝均值-前端辊缝均值)≤3mm时，解除封锁，两端压下电机同时工作，用前、后端自动水平调整的控制功能进行精确调整。

在生产某些品种的钢板时，有时在工艺上有需要后端辊缝比前端辊缝大1mm的要求，即要求前、后端保持一定的辊缝差，也即要求每一次操作前、后端压下螺杆的行程或位移保持一致；在这种情况下，只要将图1或图2中的减法环节的被减数改为实时检测到的后端辊缝均值减去此次操作的后端辊缝均值初始值，图1或图2中的减法环节的减数改为实时检测到的前端辊缝均值减去此次操作的前端辊缝均值初始值，即可满足该要求。

除了上述实施例以前端辊缝为基准，后端辊缝在操作过程中始终跟随前端辊缝的变化，使矫直机具备前、后端自动进行水平调整的功能以外；也可做成以后端辊缝为基准，前端辊缝跟随后端辊缝变化的矫直机前、后端自动进行调整的功能，其控制效果是一样的。总之，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

Claims

1.中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，其特征在于：按以下步骤进行：

(2)将步骤(1)所得的偏差经过“死区”非线性环节；

2.如权利要求1所述的中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，其特征在于：所述经比例调节器放大后的矫直机后端辊缝与前端辊缝之间的偏差，先经过限幅器后，再作为补偿量，与后端压下电机转速给定信号叠加。

3.如权利要求1所述的中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，其特征在于：当后端辊缝均值减前端辊缝均值＞3mm或＜-3mm时，在进行步骤(2)之前，封锁一端压下电机转速给定，让另一端压下电机工作，待-3mm≤(后端辊缝均值-前端辊缝均值)≤3mm时，解除封锁，两端压下电机同时工作，返回步骤(1)。

4.如权利要求1所述的中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，其特征在于：当所述“死区”非线性环节的输入大于-B小于B时，“死区”非线性环节的输出为0；当“死区”非线性环节的输入小于等于-B或大于等于B时，“死区”非线性环节的输出等于输入；所述B为“死区”宽度的二分之一。

5.如权利要求1所述的中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，其特征在于：所述比例调节器的表达式为：Y＝K(W-X)，其中，W为给定值，X为反馈值，W-X为比例调节器的输入偏差，K为比例放大倍数，Y为输出。

6.如权利要求2所述的中厚钢板轧制生产线矫直机前后端自动水平调整方法，其特征在于：限幅器的表达式为：当X≥LU时，Y＝LU；当LL＜X＜LU时，Y＝X；当X≤LL时，Y＝LL；其中，X为输入，Y为输出，LU为限幅器上限幅值，LL为限幅器下限幅值。