CN101683658B - 冷轧带钢双向纠偏控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冷轧带钢双向纠偏控制系统，由带钢跑偏量检测装置、应纠偏角度计算器A、反向器、正向反向选择器、油缸位置检测装置、实际纠偏角度计算器B、比例积分调节器、伺服阀及油缸形成连续闭环系统。该系统实现了带钢在两个方向均有纠偏的控制功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷轧带钢纠偏控制系统，尤其是一种具有双向纠偏功能的冷轧带钢纠偏控制系统。
背景技术
在冷轧带钢生产中，由于热轧原料镰刀弯缺陷以及带钢通过辊磨损等原因，带钢容易出现跑偏现象，所以在冷轧带钢处理线中，一般均设有纠偏控制系统来对带钢进行纠正，使其在机组中心线上。
目前相关纠偏控制系统的研究集中在带钢正向运行的纠偏分析，并提出纠偏方法，而对带钢反向运行的纠偏并没有涉及。而在实际生产过程中，由于设备故障停机或调整工艺需要，有时带钢需要反向运行，重新进行一次工艺过程，使其表面达到相应的标准。例如酸洗工艺段，起车倒料30米，消除酸洗停车斑。但是由于倒料过程中没有纠偏控制，极易造成附近机械设备损坏及带钢边部破损。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题，提供一种具有双向纠偏功能的冷轧带钢双向纠偏控制系统。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种冷轧带钢双向纠偏控制系统，由带钢跑偏量检测装置、应纠偏角度计算器A、反向器、正向反向选择器、油缸位置检测装置、实际纠偏角度计算器B、比例积分调节器、伺服阀及油缸形成连续闭环系统；通过带钢跑偏量检测装置测得带钢的跑偏量，并将该数值变为电信号输入应纠偏角度计算器A中，算出应纠偏的角度；同时通过油缸位置检测装置测得油缸的位置，通过实际纠偏角度计算器计算出实际纠偏的角度，应纠偏的角度与实际纠偏的角度的差值通过比例积分调节器和伺服系统中的伺服阀根据信号大小来驱动油缸，使传动装置做相应的移动，从而带钢可准确的行进在预先调整好的位置上，即生产线的中心位置。
当带钢正向运行时，正向反向选择器选择为正向，应纠偏的角度直接输入到正向反向选择器中。当带钢反向运行时，正向反向选择器选择为反向，应纠偏的角度经过反向器输入到正向反向选择器中。
所述带钢跑偏量检测装置为电感式检测装置或光电式检测装置。
所述油缸位置检测装置为线性编码器检测装置。
计算公式如下：
应纠偏角度：sin∝1＝W1/L1；
实际纠偏角度：tan∝2＝P/L2；
选定旋角∝3：当带钢运行方向是正向时，∝3＝∝1；当带钢运行方向是反向时，∝3＝-∝1；
偏差R：R＝∝3-∝2；
控制器输出Y：Yn＝Yn-1+Kp{(1+Ta/Tn)*Rn-Rn-1}；
其中，W1为带钢偏移量、L1为带钢悬空长度、L2为纠偏棍长度、Kp为比例积分调节器比例系数、P为油缸位置、Tn为比例积分调节器积分时间、Ta为系统扫描周期。
参数设置：
W1、L1、L2参数可根据具体现场布置量取，其它参数取值范围如下：
Kp：20-100；
Tn：2-5s
Ta：20-100ms
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1所示为本发明冷轧带钢纠偏控制系统框图。
图2所示为本发明冷轧带钢纠偏控制系统实际应用图。
具体实施方式
请参见图1所示，本发明揭示了一种冷轧带钢双向纠偏控制系统。所述冷轧带钢纠偏控制系统由带钢跑偏量检测装置、应纠偏角度计算器A、反向器、正向反向选择器、油缸位置检测装置、实际纠偏角度计算器B、比例积分调节器、伺服阀及油缸形成连续闭环系统。通过带钢跑偏量检测装置测得带钢的跑偏量，并将该数值变为电信号输入应纠偏角度计算器A中，算出应纠偏的角度。当带钢正向运行时，正向反向选择器选择为正向，应纠偏的角度直接输入到正向反向选择器中。当带钢反向运行时，正向反向选择器选择为反向，应纠偏的角度经过反向器输入到正向反向选择器中。同时通过油缸位置检测装置测得油缸的位置，通过实际纠偏角度计算器计算出实际纠偏的角度，应纠偏的角度与实际纠偏的角度的差值通过比例积分调节器和伺服系统中的伺服阀根据信号大小来驱动油缸，使传动装置做相应的移动，从而带钢可准确的行进在预先调整好的位置上，即生产线的中心位置。
所述带钢跑偏量检测装置为电感式检测装置或光电式检测装置。
所述油缸位置检测装置为线性编码器检测装置。
计算公式如下：
应纠偏角度：sin∝1＝W1/L1；
实际纠偏角度：tan∝2＝P/L2；
选定旋角∝3：当带钢运行方向是正向时，∝3＝∝1；当带钢运行方向是反向时，∝3＝-∝1
偏差R：R＝∝3-∝2；
控制器输出Y：Yn＝Yn-1+Kp{(1+Ta/Tn)*Rn-Rn-1}；
其中，W1为带钢偏移量、L1为带钢悬空长度、L2为纠偏棍长度、Kp为比例积分调节器比例系数、P为油缸位置、Tn为比例积分调节器积分时间、Ta为系统扫描周期。
参数设置：
W1、L1、L2参数可根据具体现场布置量取，其它参数取值范围如下：
Kp：20-100；
Tn：2-5s
Ta：20-100ms
请参见图2所示，本发明冷轧带钢纠偏控制系统实际应用于酸洗工艺段中的情形。酸洗工艺段由酸洗槽和冲洗槽组成，通过4对挤酸辊和6对挤水辊形成相应的酸液梯度和冲洗水电导率梯度，以达到热轧带钢酸洗冲洗的效果。在酸洗工艺段的中后部位设置本发明纠偏控制系统，形成4#、5#双辊纠偏装置，双向纠正工艺段带钢跑偏。
当带钢出现偏差时，纠偏辊会摆到一个角度，使进带平面与纠偏辊的辊轴形成一定夹角，带钢与辊的接触面以螺旋线轨迹运行，最终使带钢回到中心线上。
首先将带钢跑偏量检测装置测得带钢的跑偏量变为电信号，并输入纠偏辊旋角与带钢跑偏量计算器中，算出纠偏辊应旋转的角度。当带钢正向运行时，此角度直接输入到正向反向选择器中，当带钢反向运行时，此角度经过反向器输入到正向反向选择器中。同时通过线性编码器得知油缸的位置，通过纠偏辊实际旋转角度与油缸位置计算公式算出纠偏辊实际旋转的角度，正向反向选择器的输出与纠偏辊实际旋转的角度的差值通过伺服系统中的伺服阀根据信号大小来驱动油缸，使传动装置做相应的移动，从而带钢可准确的行进在预先调整好的位置上，即生产线的中心位置。
Claims (2)
1.一种冷轧带钢双向纠偏控制系统，其特征在于，该控制系统由带钢跑偏量检测装置、应纠偏角度计算器A、反向器、正向反向选择器、油缸位置检测装置、实际纠偏角度计算器B、比例积分调节器、伺服阀及油缸形成连续闭环系统；通过带钢跑偏量检测装置测得带钢的跑偏量，并将该数值变为电信号输入应纠偏角度计算器A中，算出应纠偏的角度；当带钢正向运行时，正向反向选择器选择为正向，应纠偏的角度直接输入到正向反向选择器中；当带钢反向运行时，正向反向选择器选择为反向，应纠偏的角度经过反向器输入到正向反向选择器中；同时通过油缸位置检测装置测得油缸的位置，通过实际纠偏角度计算器计算出实际纠偏的角度，应纠偏的角度与实际纠偏的角度的差值通过比例积分调节器和伺服系统中的伺服阀根据信号大小来驱动油缸，使传动装置做相应的移动，从而带钢可准确的行进在预先调整好的位置上，即生产线的中心位置。
2.根据权利要求1所述的冷轧带钢双向纠偏控制系统，其特征在于：所述油缸位置检测装置为线性编码器检测装置。
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