CN102485364A - 平整机张力稳定控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了平整机张力稳定控制方法，包括：检测平整机的入口当前张力；检测平整机的出口当前张力；张力控制器根据入口张力和出口张力变化，输出入口调整张力和出口调整张力；检测并跟踪焊缝位置；当焊缝位置进入平整机入口时，将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值；当焊缝位置出了平整机出口后，将平整机的入口张力调整为张力控制器产生的入口调整张力，将平整机的出口张力调整为张力控制器产生的出口调整张力。本发明还揭示了平整机张力稳定控制装置。本发明利用入口和出口张力的平均值作为张力切换的过渡值，还考虑了带钢的延伸率，使得张力控制更加准确和平稳。
Description
技术领域
本发明涉及冶金自动化技术领域，尤其涉及一种平整机张力稳定控制方法及装置。
背景技术
平整机是带钢加工过程中的重要加工设备，平整机加工带钢的质量高低与平整机入口和出口的张力控制密切相关。在本领域中，已经提出了一些控制平整机入口和出口张力的技术。
中国专利申请CN200610117437.9提出了一种行星齿轮结构张紧辊式平整机的张力控制系统及方法。该方案揭示了一种行星齿轮结构张紧辊式平整机的张力控制系统，包括入口张力计和入口张力反馈装置，还包括出口张力计，放置于平整机的出口处，测量出口处带钢的张力；出口张力反馈装置，反馈出口张力计测量的出口处带钢的张力；张力控制装置，接收出口张力反馈装置，反馈的出口处带钢的张力，结合入口处带钢的张力确定所述平整机的轧制力、延伸率、以及平整机速度。采用本发明的技术方案，通过增加出口张力计测量出口处的张力，使得行星齿轮结构张紧辊式平整机的三个主要参数延伸率、轧制力和张力之间能建立协调配合控制，实现了稳定的延伸率、轧制力和张力控制，达到了产品带钢性能和板形稳定的目的。
中国专利申请CN200510029203.4揭示了一种平整机延伸率轧制力张力弯辊力综合优化控制方法。该方案揭示了一种平整机延伸率轧制力张力弯辊力综合优化控制方法，它是在延伸率控制系统中，延伸率控制闭环的内环是轧制压力闭环和张力闭环，根据张力、轧制压力调节顺序的不同，可以形成先调节张力后调节轧制力控制延伸率方法或先调节轧制压力后调节张力控制延伸率方法，对延伸率和板形进行控制。所述先调节张力后调节轧制力的方法，是优先通过调节张力控制延伸率，当实际张力超出限定范围时，保持张力恒定，再通过调节轧制力控制延伸率；所述先调节轧制压力后调节张力的方法，是优先通过调节轧制力控制延伸率，当实际轧制力超出限定范围时，保持轧制力恒定，再通过调节张力控制延伸率。本发明可同时保证平整机延伸率精度和板形质量。
上述的两种方案中，虽然涉及了对于平整机入口和出口的张力控制，但是在实际的应用中，还存在如下几个方面的不足：
1）入口张力的调整值（设定值）和实际值之间的差距过大，使得张力控制器需进行大范围的调节，并且调节前后的张力值落差太大。由此造成的结果是：一方面张力控制器的调节能力有限，不能完全满足上述的调节要求。另一方面调节前后过大的张力值落差也影响了平整机工作的稳定性。
2）在平整机在轧制过程，带钢是会产生延伸的，由于延伸率的存在，会使带钢变长，而带钢变长会造成张力损失。上述的方案中均没有考虑到由于延伸率而造成的张力变化，使得实际张力控制不够准确，也影响到平整机工作的稳定性。
发明内容
本发明旨在提出一种能够平稳调节平整机张力，并且考虑延伸率因素的平整机张力控制技术。
根据本发明，提出一种平整机张力稳定控制方法，包括：
检测平整机的入口当前张力；
检测平整机的出口当前张力；
张力控制器根据所检测的入口张力和出口张力变化，输出入口调整张力和出口调整张力；
检测并跟踪焊缝位置；
当焊缝位置进入平整机入口时，将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值；
当焊缝位置出了平整机出口后，将平整机的入口张力调整为张力控制器产生的入口调整张力，将平整机的出口张力调整为张力控制器产生的出口调整张力。
在一个实施例中，该方法还包括：
检测平整机中的带钢的延伸率ε；
张力控制器使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿。
其中，对入口张力的调整包括调整平整机底辊和平整机入口张力辊的速度；对出口张力的调整包括调整平整机底辊和平整机出口张力辊的速度。
使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿包括：调整平整机底辊的速度时乘以系数(1-ε/2)；调整平整机入口张力辊的速度时乘以系数(1-ε)。
根据本发明，还提出一种平整机张力稳定控制装置，包括：
张力检测器，设置在平整机的入口与出口，检测平整机的入口当前张力和出口当前张力；
张力控制器，连接到所述张力检测器，根据张力检测器检测的入口张力和出口张力变化，输出入口调整张力和出口调整张力；
焊缝探测器，连接到张力控制器，检测并跟踪焊缝位置；
其中，焊缝探测器探测到焊缝位置进入平整机入口时，张力控制器将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值；焊缝探测器探测到焊缝位置出了平整机出口后，张力控制器将平整机的入口张力调整为入口调整张力，将平整机的出口张力调整为出口调整张力。
在一个实施例中，该平整机张力稳定控制装置还包括延伸率探测器，连接到张力控制器，探测平整机中的带钢的延伸率ε；其中张力控制器使用延伸率探测器探测的延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿。
张力控制器包括速度调节器，通过调整平整机底辊和平整机入口张力辊的速度实现对入口张力的调整，通过调整平整机底辊和平整机出口张力辊的速度实现对出口张力的调整。
速度调节器使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿，包括：调整平整机底辊的速度时乘以系数(1-ε/2)；调整平整机入口张力辊的速度时乘以系数(1-ε)。
采用本发明的技术方案，采用入口和出口张力平均值进行张力调整的过渡，根据焊缝跟踪的信息在焊缝进入平整机入口时先将张力切换到入口和出口张力的平均值，等焊缝出了平整机出口后，在将张力切换到张力控制器设定的调整值。由此可以有效的减少由于张力波动的幅度。此外，本发明还考虑了带钢的延伸率，使用延伸率对张力控制进行了补偿，使得张力控制更加准确。
附图说明
图1揭示了根据本发明的平整机张力稳定控制方法的流程图。
图2揭示了根据本发明的平整机张力稳定控制装置的结构图。
具体实施方式
参考图1所示，本发明提出一种平整机张力稳定控制方法，包括如下的步骤：
10．检测平整机的入口当前张力。
11．检测平整机的出口当前张力。
12．张力控制器根据所检测的入口张力和出口张力变化，输出入口调整张力和出口调整张力。
13．检测并跟踪焊缝位置。
14．根据焊缝位置调整入口张力和出口张力。当焊缝位置进入平整机入口时，将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值。当焊缝位置出了平整机出口后，将平整机的入口张力调整为张力控制器产生的入口调整张力，将平整机的出口张力调整为张力控制器产生的出口调整张力。
15．检测平整机中的带钢的延伸率ε。
16．张力控制器使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿。
在平整机对带钢进行辊压作业时，在平整机机组升降速时，平整机区域的张力波动会非常大。根据传统的经验分析，在平整机机组升速过程中，由于机组速度变快，造成平整机入、出口实际张力有所下降，张力检测器检测到张力下降，反馈给张力控制器，张力控制器会输出一个与机组运行速度相反的速度，叠加到平整机的主传动辊上，使其速度比线运行速度略慢，从而使平整机出口张力上升，平整机入口的张力辊也是进行同样的调整，使平整机入口的张力上升到设定值。同样道理，在降速过程中，平整机的入、出口实际张力会变大，张力控制器通过调节入口张力辊和平整机底辊的速度，使得张力下降到设定值。但是，在实际运行中发现，当进行线加速或者线减速，平整机出口进行张力调节时，会影响到入口张力的稳定，举线加速为例，在线加速过程中，平整机为了调节出口张力，会反方向出力，从而造成了入口带钢变松，即平整机入口除了调节由于加速过程中产生的张力波动，还要对平整机出口带来的张力影响进行调节，这样导致的结果就是，入口张力的设定值和实际值的差距变大，引起张力控制器需要调节的范围变大，同时也可认为，只要平整机出口进行张力调节，平整机入口由于受其影响也跟着进行张力调节。从而影响了张力的稳定。
对于上述的情况，本发明采用如下的方案进行补偿：将平整机出口张力的调整叠加到平整机入口张力的调整上，如下面所要描述的，出口张力和入口张力的调整是通过对辊的速度调节实现的，因此将平整机出口张力的调整叠加到平整机入口张力的调整上就是将出口处辊的调节速度加入到对于入口处辊的调节速度上，以抵消掉出口张力调节时对入口张力的影响。进一步的，本发明还对焊缝进行跟踪，根据焊缝的位置使用出口、入口张力的平均值作为张力调节的过渡值，使得张力调节尽可能平稳进行。具体而言，是在焊缝位置进入平整机入口时，将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值。当焊缝位置出了平整机出口后，将平整机的入口张力调整为张力控制器产生的入口调整张力，将平整机的出口张力调整为张力控制器产生的出口调整张力。
在本发明的实施例中，对入口张力的调整包括调整平整机底辊和平整机入口张力辊的速度，类似的，对出口张力的调整包括调整平整机底辊和平整机出口张力辊的速度。
继续参考图1所示的方法，本发明还包括对带钢的延伸率ε进行补偿的步骤15和16。 平整机在对带钢的轧制过程中会产生延伸率的，由于延伸率的存在，会使带钢变长，而带钢变长所造成的张力损失需要进行补偿，以提高张力控制的准确性和平整机工作的稳定性。
在一个实施例中，本发明使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿包括：调整平整机底辊的速度时乘以系数(1-ε/2)；调整平整机入口张力辊的速度时乘以系数(1-ε)。
参考图2所示，本发明还揭示了一种平整机张力稳定控制装置，包括张力检测器20、张力控制器21、焊缝探测器22、延伸率探测器23。
张力检测器20设置在平整机的入口与出口，检测平整机的入口当前张力和出口当前张力。
张力控制器21连接到张力检测器20，张力控制器21根据张力检测器20检测的入口张力和出口张力变化，输出入口调整张力和出口调整张力。
焊缝探测器22连接到张力控制器20，检测并跟踪焊缝位置。
上述三个部件张力检测器20、张力控制器21、焊缝探测器22的工作过程如下：焊缝探测器22探测到焊缝位置进入平整机入口时，张力控制器21将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值。焊缝探测器22探测到焊缝位置出了平整机出口后，张力控制器21将平整机的入口张力调整为入口调整张力，将平整机的出口张力调整为出口调整张力。在一个实施例中，张力控制器21包括速度调节器24，速度调节器24通过调整平整机底辊和平整机入口张力辊的速度实现对入口张力的调整，通过调整平整机底辊和平整机出口张力辊的速度实现对出口张力的调整。
延伸率探测器23连接到张力控制器21，延伸率探测器23探测平整机中的带钢的延伸率ε。张力控制器21使用延伸率探测器探测的延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿。在一个实施例中，张力控制器21中的速度调节器24使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿，包括：调整平整机底辊的速度时乘以系数(1-ε/2)；调整平整机入口张力辊的速度时乘以系数(1-ε)。
图2所示的平整机张力稳定控制装置中的张力检测器20、张力控制器21、焊缝探测器22、延伸率探测器23的细节特征与前面所述的平整机张力稳定控制方法中的细节特征对应，此处不再重复描述。
采用本发明的技术方案，采用入口和出口张力平均值进行张力调整的过渡，根据焊缝跟踪的信息在焊缝进入平整机入口时先将张力切换到入口和出口张力的平均值，等焊缝出了平整机出口后，在将张力切换到张力控制器设定的调整值。由此可以有效的减少由于张力波动的幅度。此外，本发明还考虑了带钢的延伸率，使用延伸率对张力控制进行了补偿，使得张力控制更加准确。
Claims (8)
1.一种平整机张力稳定控制方法，其特征在于，包括：
检测平整机的入口当前张力；
检测平整机的出口当前张力；
张力控制器根据所检测的入口张力和出口张力变化，输出入口调整张力和出口调整张力；
检测并跟踪焊缝位置；
当焊缝位置进入平整机入口时，将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值；
当焊缝位置出了平整机出口后，将平整机的入口张力调整为张力控制器产生的入口调整张力，将平整机的出口张力调整为张力控制器产生的出口调整张力。
2.如权利要求1所述的平整机张力稳定控制方法，其特征在于，还包括：
检测平整机中的带钢的延伸率ε；
张力控制器使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿。
3.如权利要求2所述的平整机张力稳定控制方法，其特征在于，
对入口张力的调整包括调整平整机底辊和平整机入口张力辊的速度；
对出口张力的调整包括调整平整机底辊和平整机出口张力辊的速度。
4.如权利要求3所述的平整机张力稳定控制方法，其特征在于，使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿包括：
调整平整机底辊的速度时乘以系数(1-ε/2)；
调整平整机入口张力辊的速度时乘以系数(1-ε)。
5.一种平整机张力稳定控制装置，其特征在于，包括：
张力检测器，设置在平整机的入口与出口，检测平整机的入口当前张力和出口当前张力；
张力控制器，连接到所述张力检测器，根据张力检测器检测的入口张力和出口张力变化，输出入口调整张力和出口调整张力；
焊缝探测器，连接到张力控制器，检测并跟踪焊缝位置；
其中，焊缝探测器探测到焊缝位置进入平整机入口时，张力控制器将平整机的入口张力和出口张力都调整为入口当前张力和出口当前张力的平均值；焊缝探测器探测到焊缝位置出了平整机出口后，张力控制器将平整机的入口张力调整为入口调整张力，将平整机的出口张力调整为出口调整张力。
6.如权利要求5所述的平整机张力稳定控制装置，其特征在于，还包括：
延伸率探测器，连接到张力控制器，探测平整机中的带钢的延伸率ε；
其中张力控制器使用延伸率探测器探测的延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿。
7.如权利要求6所述的平整机张力稳定控制装置，其特征在于，
张力控制器包括速度调节器，通过调整平整机底辊和平整机入口张力辊的速度实现对入口张力的调整，通过调整平整机底辊和平整机出口张力辊的速度实现对出口张力的调整。
8.如权利要求7所述的平整机张力稳定控制装置，其特征在于，速度调节器使用延伸率ε对所产生的入口调整张力和出口调整张力进行补偿，包括：
调整平整机底辊的速度时乘以系数(1-ε/2)；
调整平整机入口张力辊的速度时乘以系数(1-ε)。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |