CN102641894B - 中厚板立辊轧机立辊控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种中厚板立辊轧机立辊控制方法及装置，在辊缝电动调节过程中，根据立辊的实际位置信息及目标位置信息，确定中厚板立辊轧机的工作状态，依据中厚板立辊轧机立辊的不同工作状态，调节回拉液压缸的平衡力为不同的平衡力设定值，具体的，在进行电动辊缝调节时，使用较小的平衡力设定值；在不进行电动辊缝调节时，使用较大的平衡力设定值，此种采用变平衡力控制方式，既达到了使立辊轴承座与电动辊缝控制系统的丝杠紧密接触的目的，又减轻了电动机负荷，实现了节能降耗，同时也减轻了机械设备的磨损。

Description

中厚板立辊轧机立辊控制方法及装置

技术领域

本申请涉及轧钢控制技术领域，特别是涉及中厚板立辊轧机控制方法及装置。

背景技术

在中厚板轧制过程中为了得到更好的钢板矩形度，提高钢板成材率，通常采用立辊轧边方法，以减小中厚板的头尾变宽量。

参见图1，中厚板立辊轧机的立辊轧边机构一般由电动调节系统和液压调节系统组成，用于调剂两侧立辊之间的辊缝。所述电动调节系统主要包括：电动机(图中未示出)和丝杠100，该丝杠与装设有立辊200的轴承座300相连接，所述电动机带动所述丝杠移动，进而带动所述轴承座移动，最终调节两侧立辊间的辊缝；液压调节系统主要包括设置在机架400上的液压缸500，通过改变该液压缸的液压油路中的液压油的压力，可以对丝杠100的位置进行微调。

在辊缝调节过程中，丝杠100用于调节安装立辊200的轴承座300的位置，进而调节立辊的位置，为了能够精确调节两侧立辊间的距离，即辊缝，需要让轴承座300与所述丝杠100的这两个机械部件紧密接触，这样才能使得通过丝杠100的动作调节的辊缝更精确，为此在中厚板立辊轧机上配置有回拉液压缸600，通过该回拉液压缸即可使立辊的轴承座与电动调节系统的丝杠保持紧密接触，该回拉过程通常称为平衡过程，回拉力称为平衡力；

具体调节过程如下：在减小辊缝的电动压进过程，电动机带动所述丝杠100向前移动，进而推动设置在滑轨上的轴承座300向前移动，从而减小了两个立辊之间的距离，此过程回拉液压缸600的平衡力的方向与所述丝杠的推力方向相反，保证丝杠100与轴承座300紧密接触，而且避免轴承座在滑轨上抖动颠簸；在增大辊缝的电动压出过程，电动机带动所述丝杠100后退，所述回拉液压缸600的平衡力使得轴承座300向后移动，增大两个立辊之间的距离。

目前的中厚板立辊轧机的平衡力控制一般采用恒定平衡力模式，即通过液压系统的减压阀设定一个恒定平衡力，此种控制模式至少存在以下问题：由于此恒定平衡力一般设置较大，在电动辊缝调节时，尤其是减小辊缝的压进过程中电动机需要克服回拉液压缸的平衡力压进立辊，因此电动机需要较大的转矩输出才能压进立辊，致使电动机的能耗较大，而且机械设备的磨损也会加重。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种中厚板立辊轧机控制方法及装置，以实现降低中厚板立辊轧机的能耗，减轻轧机机械设备的磨损，技术方案如下：

本申请提供一种中厚板立辊轧机立辊控制方法，其特征在于，包括：

在辊缝电动调节过程中，比较获得的所述中厚板立辊轧机的立辊的实际位置信息及所述立辊的目标位置信息，确定该中厚板立辊轧机的工作状态；

依据所述中厚板立辊轧机立辊的不同工作状态，调节回拉液压缸的平衡力为不同的平衡力设定值，其中，

当确定出所述中厚板立辊轧机的立辊工作状态为电动压进状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第一平衡力设定值；当确定出所述中厚板立辊轧机的立辊工作状态为电动压出状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第二平衡力设定值；当确定出所述中厚板立辊轧机的立辊工作状态为电动不调节状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第三平衡力平衡力设定值；而且，所述第一平衡力设定值不大于所述第二平衡力设定值，所述第二平衡力设定值小于所述第三平衡力设定值。

优选的，所述第一平衡力设定值小于所述第二平衡力设定值。

优选的，在确定中厚板立辊轧机工作状态之前还包括：获取所述立辊的实际位置信息。

优选的，所述调节回拉液压缸的平衡力具体为：

根据检测得到的所述回拉液压缸内的压力，计算得到该回拉液压缸的实际平衡力；

将所述实际平衡力与平衡力设定值进行比较，得到平衡力差值；

依据所述平衡力差值调节回拉液压缸内的压力，以使平衡力达到所述平衡力设定值。

本申请还提供一种中厚板轧机立辊控制装置，包括：位移传感器、控制器、回拉液压缸压力调节机构，其中：

所述位移传感器，用于测量所述中厚板立辊轧机立辊上立辊的实际位置信息，并提供给所述控制器；

所述控制器，用于利用立辊的目标位置信息及接收到的位移传感器测得的实际位置信息，确定所述中厚板轧机立辊的工作状态，其中：

在确定出所述立辊处于电动压进状态时，输出调节所述回拉液压缸的平衡力为第一平衡力设定值的控制信号；

在确定出所述立辊处于电动压出状态时，输出调节所述回拉液压缸的平衡力为第二平衡力设定值的控制信号；

在确定出所述立辊处于电动不调节状态时，输出调节所述回拉液压缸的平衡力为第三平衡力设定值的控制信号；

所述第一平衡力设定值不小于所述第二平衡力设定值，所述第二平衡力设定值小于所述第三平衡力设定值；

所述回拉液压缸压力调节机构，用于根据接收到的所述控制器输出的所述控制信号，调节回拉液压缸内的压力以达到与所述工作状态相对应的平衡力预设值。

优选的，所述第一平衡力设定值小于所述第二平衡力设定值。

优选的，还包括：压力检测元件，用于检测所述回拉液压缸内的压力信息，并提供给所述控制器。

优选的，所述控制器具体用于：根据接收到的所述回拉液压缸内的压力信息，以及所述平衡力设定值，确定所述回拉液压缸的目标压力值，并控制所述回拉缸压力调节机构调节所述回拉液压缸内的压力达到所述目标压力值。

优选的，所述回拉液压缸压力调节机构包括：比例阀，通过该比例阀调节所述回拉液压缸的油路中液压油的压力，以使所述回拉液压缸内的压力达到所述目标压力值。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述中厚板立辊轧机控制方法及装置根据立辊调节的不同工作阶段将中厚板立辊轧机工作状态划分成几种不同的状态，对于中厚板立辊轧机的不同工作状态，设定不同大小的平衡力，具体的，在进行电动辊缝调节时，使用较小的平衡力设定值；在不进行电动辊缝调节时，使用较大的平衡力设定值，此种采用变平衡力控制方式，既达到了使立辊轴承座与电动辊缝控制系统的丝杠紧密接触的目的，又减轻了电动机负荷，实现了节能降耗，同时也减轻了机械设备的磨损。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为中厚板立辊轧机的结构示意图；

图2为本申请实施例一种中厚板立辊轧机立辊控制方法的流程示意图；

图3为本申请实施例另一种中厚板立辊轧机立辊的控制方法流程示意图；

图4为本申请实施例一种中厚板立辊轧机立辊的控制装置的结构原理示意图；

图5为本申请实施例另一种中厚板立辊轧机立辊的控制装置的结构原理示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

中厚板立辊轧机立辊控制机构一般由电动调节机构和液压调节系统机构组成，通常称为电动调节系统和液压调节系统，用来调节中厚板立辊轧机两侧立辊之间的辊缝宽度。其中，电动调节系统的行程大，在进行较大行程的辊缝调节时，调节速度快，但精度较低，响应速度较慢，而且不能带负荷调节；液压调节系统的特点是：响应速度快、可以带负荷调节，但是，如果行程较大时，调节速度不及电动调节系统。因此，当前的中厚板立辊轧机一般采用电动调节系统和液压调节系统相结合的方式，在生产过程中，辊缝调节过程一般如下：首先，在板坯咬入轧机进行轧制之前，首先通过电动调节系统进辊缝预摆位，使辊缝调节至接近预设值，然后锁定电动调节系统，通过液压调节系统进行精确调整，使辊缝达到所述预设值，此时，辊缝预摆位完成，板坯即可被送入轧机进行轧制。在轧制过程中，由于板坯宽度及硬度的影响，使预先设定的辊缝宽度出现偏差，此时，需要采用液压辊缝控制系统进行在线实时调节，以确保板坯在长度方向上宽度保持为设定值。

本申请实施例提供的中厚板立辊轧机立辊控制方法及装置，是在辊缝的电动调节过程中，根据立辊的不同工作状态，采用不同大小的平衡力，具体的，在进行电动辊缝调节时，使用较小的平衡力设定值；在不进行电动辊缝调节时，使用较大的平衡力设定值，此种采用变平衡力控制方式，既达到了使立辊轴承座与电动辊缝控制系统的丝杠紧密接触的目的，又减轻了电动机负荷，实现了节能降耗，同时也减轻了机械设备的磨损。

请参见图2，示出了一种中厚板立辊轧机立辊控制方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤：

S101，在辊缝电动调节过程中，利用获得的所述中厚板立辊轧机的立辊的实际位置信息，以及所述立辊的目标位置信息，确定该中厚板立辊轧机立辊的工作状态；

具体的，所述目标位置信息，即调节所述立辊时期望达到的位置，所述目标位置根据实际工况预先设定。

根据所述立辊的实际位置信息和目标位置信息，可以判断出中厚板立辊轧机两侧的立辊之间辊缝需要调大、调小还是不变，对应的中厚板立辊轧机内电动调节系统的运动状态分别为电动压出过程、电动压进过程还是电动调节系统不调节。比如，图1所示的左侧的立辊200的实际位置位于目标位置的左侧，则判断出所述电动调节过程为电动压进过程。

S102，依据所述中厚板立辊轧机立辊的不同工作状态，设定调节回拉液压缸的平衡力为不同的平衡力设定值，其中，在电动压状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第一平衡力设定值；在电动压出状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第二平衡力设定值；在电动不调节状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第三平衡力设定值，且所述第一平衡力设定值不大于所述第二平衡力设定值，所述第二平衡力设定值小于所述第三平衡力设定值。

优选的，所述第一平衡力设定值小于第二平衡力设定值；

1)电动压进过程

在减小辊缝的电动压进过程中，所述回拉液压缸的平衡力与电动机的压进作用力的方向相反，电动机需要克服机械摩擦力和回拉液压缸的平衡力才能将立辊压进，因此，在减小辊缝的电动压进过程中采用较小的平衡力设定值，这样，电动机需要输出的转矩较小，能耗较小；

理论上，所述第一平衡力设定值可以为0，但是，由于中厚板立辊轧机的实际工况比较复杂，且所述轴承座设置在滑轨上，由于滑轨轨道自身不平整等原因，极易导致轴承座在滑轨上跳动，导致电动压进过程精确度下降，因此，在中厚板立辊轧机实际运行时，电动压进过程仍需要一数值不为0的平衡力，且该平衡力应根据中厚板立辊轧机的实际工况进行设定，如果该平衡力过小，起不到使丝杠和轴承座紧密接触的作用，如果该平衡力过大，则不能起到降低能耗的作用。

2)电动压出过程

在增大辊缝的电动压出过程中，电动机的作用力带动丝杠100往左退，但是，丝杠100在往左退的过程中不与轴承座300接触，故不能带动，如图1所示，此时，轴承座300是依靠回拉液压缸600的平衡力向左移动的，因此，此过程的平衡力设定值比所述减小辊缝的电动压进过程的平衡力设定值大。

3)电动不调节过程

在电动调节系统不调节的过程中，使用较大的平衡力设定值，减小机械缝隙以及轧钢过程中机械部件产生的形变，以保证立辊的轴承与电动辊节系统中丝杠前端紧密接触。

本实施例提供的中厚板立辊轧机控制方法，根据立辊调节的不同工作阶段将中厚板立辊轧机划分成几种不同的工作状态，对于中厚板立辊轧机的不同工作状态，设定不同的平衡力，具体的，在进行电动辊缝调节时，使用较小的平衡力设定值，此时，电动机需要克服回拉液压缸的平衡力较小，需要较小的转矩输出即可调节辊缝，减轻了电动机的负荷，降低了电动机的能耗；在不进行电动辊缝调节时，使用较大的平衡力设定值，保证立辊轴承座与丝杠前端紧密接触无机械缝隙，进而确保轧钢精度。此种采用变平衡力控制方式，既达到了使立辊轴承座与电动辊缝控制系统的丝杠紧密接触的目的，又减轻了电动机负荷，实现了节能降耗，同时也减轻了机械设备的磨损。

请参见图3，示出了另一种中厚板立辊轧机控制方法的流程示意图，对图1所示的实施例进行了具体化，该方法主要包括：

S201，获取所述立辊的实际位置信息；

具体的，可以利用位移传感器测量得到立辊的实际位置信息。

S202，依据所述立辊的实际位置信息及目标位置信息，判断该中厚板立辊轧机立辊的工作状态；

S203，若确定出所述工作状态为减小辊缝的电动压进过程，采用第一平衡力设定值N1；

S204，若确定出所述工作状态为增加辊缝的电动压出过程，采用第二平衡力设定值N2；

S205，若确定出所述工作状态为电动不调节过程，采用第三平衡力设定值N3；

具体的，所述第一平衡力设定值N1、第二平衡力设定值N2、第三平衡力设定值N3的设定，主要依据中厚板立辊轧机的机械性能确定，例如，根据中厚板立辊轧机的机架、丝杆及液压设备的性能。

比如，在减小辊缝的电动压进过程，第一平衡力设定值设定为N1＝5吨；在增大辊缝的电动压出过程，所述第二平衡力设定值设定为N2＝13吨，当电动调节系统不调节时，第三平衡力设定值设定为N3＝35吨。本领域技术人员公知的是，在钢铁工程领域，习惯使用吨作为力的单位，实际上，所谓5吨是指5吨对应的重力值。

S206，调节所述回拉液压缸内的压力，使所述回拉液压缸的平衡力为对应的上述平衡力设定值，返回S201，进行下一次控制流程。

具体的，该步骤具体可以包括以下子步骤：

a)、获得所述回拉液压缸内的实际平衡力；

具体的，该步骤通过压力检测元件测得回拉液压缸的腔侧压力及有杆侧压力，腔侧及有杆侧的压力差即回拉液压缸的实际平衡力。

b)、计算测得的所述回拉液压缸的压力与所述平衡力设定值间的差值，得到平衡力差值；

c)、依据所述平衡力差值调节回拉液压缸内的压力，以使平衡力达到所述平衡力设定值。

本实施例提供的中厚板立辊轧机立辊控制方法，详细介绍了变平衡力控制方式的具体步骤，在辊缝电动调节过程中，将中厚板立辊轧机立辊的状态划分为三种工作状态，分别是：减小辊缝的电动压进过程、增大辊缝的电动压出过程及电动调节系统不调节过程，此三种工作状态分别采用三种大小不同的平衡力，既达到了使立辊轴承座与电动辊缝控制系统的丝杠紧密接触的目的，又减轻了电动机负荷，实现了节能降耗，同时也减轻了机械设备的磨损。

相应于上述的方法实施例，本申请还提供一种中厚板立辊轧机立辊控制装置。

请参见图4，示出了一种中厚板立辊轧机立辊控制装置的结构示意图，该装置主要包括：位移传感器1、控制器2、回拉液压缸压力调节机构3，其中：

所述位移传感器1用于测量所述中厚板立辊轧机上立辊的实际位置信息，提供给所述控制器2；

具体的，该位移传感器1可以采用磁致伸缩位置传感器，可以测量相对位移也可以测量绝对位置，输出电信号输出至控制器2。

所述控制器2，依据接收到的所述立辊的实际位置信息，以及立辊的目标位置信息，确定中厚板立辊轧机立辊的工作状态，并根据所述工作状态相应的平衡力设定值输出调节所述回拉液压缸内压力的控制信号提供给所述回拉液压缸压力调节机构3；

具体的，该控制器2可以通过PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)实现。

控制器2根据所述立辊的实际位置信息和目标位置信息，判断出所述立辊从实际位置达到所述目标位置，需要减小辊缝、增大辊缝还是保持当前辊缝，若判断出需要减小辊缝，则轧机立辊的工作状态为电动压进状态；若判断出需要增大辊缝，则轧机的工作状态为电动压出辊缝；若判断出保持当前辊缝，则中厚板立辊轧机的工作状态为电动调节系统不调节过程，不同的工作状态采用不同的平衡力设定值。

具体的，若确定出所述工作状态为减小辊缝的电动压进过程，输出调节所述平衡力为第一平衡力设定值N1的控制信号；

若确定出所述工作状态为增加辊缝的电动压出过程，则输出调节所述平衡力为第二平衡力设定值N2的控制信号；

若确定出所述工作状态为电动不调节过程，输出调节所述平衡力为第三平衡力设定值N3的控制信号；

而且，所述第一平衡力设定值N1不大于第二平衡力设定值N2，所述第二平衡力设定值N2小于第三平很里设定值N3。

优选的，所述第一平衡力设定值N1小于所述第二平衡力设定值N2。

所述回拉液压缸压力调节机构3，用于根据接收到的所述控制器2输出的控制信号调节回拉液压缸内压力使其达到与所述工作状态相对应的平衡力设定值。

优选的，请参见图5，示出了另一种中厚板立辊轧机控制装置的结构示意图，在图4所示的中厚板立辊轧机控制装置的基础上，还包括：压力检测元件4，用于测量回拉液压缸内的压力信息。

所述压力检测元件具体可以采用压力传感器实现，用于测量回拉液压缸的腔侧的压力及有杆侧的压力，并提供给所述控制器2。

所述控制器2利用接收到的所述压力检测元件4测量得到的回拉液压缸的腔侧的压力及有杆侧的压力，计算得到回拉液压缸的实际平衡力，进而根据实际平衡力及所述工作状态对应的平衡力设定值之间的差值，确定出回拉液压缸的目标压力值，输出控制信号提供给所述回拉液压缸压力调节机构3。

回拉液压缸压力调节机构3具体可以通过比例阀实现，根据接收到的所述控制信号控制回拉液压缸中液压油的压力，以使所述回拉液压缸内的压力达到所述目标压力值，进而使回拉液压缸的平衡力达到所述平衡力设定值。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种中厚板立辊轧机立辊控制方法，其特征在于，包括： 

在辊缝电动调节过程中，比较获得的所述中厚板立辊轧机的立辊的实际位置信息及所述立辊的目标位置信息，确定该中厚板立辊轧机的工作状态，所述中厚板立辊轧机的工作状态包括电动压进状态、电动压出状态、电动不调节状态； 

依据所述中厚板立辊轧机立辊的不同工作状态，调节回拉液压缸的平衡力为不同的平衡力设定值，其中， 

当确定出所述中厚板立辊轧机的立辊工作状态为电动压进状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第一平衡力设定值；当确定出所述中厚板立辊轧机的立辊工作状态为电动压出状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第二平衡力设定值；当确定出所述中厚板立辊轧机的立辊工作状态为电动不调节状态时，调节所述回拉液压缸的平衡力为第三平衡力设定值；而且，所述第一平衡力设定值不大于所述第二平衡力设定值，所述第二平衡力设定值小于所述第三平衡力设定值。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一平衡力设定值小于所述第二平衡力设定值。 

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定中厚板立辊轧机工作状态之前还包括：获取所述立辊的实际位置信息。 

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调节回拉液压缸的平衡力具体为： 

根据检测得到的所述回拉液压缸内的压力，计算得到该回拉液压缸的实际平衡力； 

将所述实际平衡力与平衡力设定值进行比较，得到平衡力差值； 

依据所述平衡力差值调节回拉液压缸内的压力，以使平衡力达到所述平衡力设定值。 

5.一种中厚板轧机立辊控制装置，其特征在于，包括：位移传感器、控制器、回拉液压缸压力调节机构，其中： 

所述位移传感器，用于测量所述中厚板立辊轧机立辊上立辊的实际位置信息，并提供给所述控制器； 

所述控制器，用于利用立辊的目标位置信息及接收到的位移传感器测得的实际位置信息，确定所述中厚板轧机立辊的工作状态，所述中厚板立辊轧机的工作状态包括电动压进状态、电动压出状态、电动不调节状态，其中： 

在确定出所述立辊处于电动压进状态时，输出调节所述回拉液压缸的平衡力为第一平衡力设定值的控制信号； 

在确定出所述立辊处于电动压出状态时，输出调节所述回拉液压缸的平衡力为第二平衡力设定值的控制信号； 

在确定出所述立辊处于电动不调节状态时，输出调节所述回拉液压缸的平衡力为第三平衡力设定值的控制信号； 

所述第一平衡力设定值不小于所述第二平衡力设定值，所述第二平衡力设定值小于所述第三平衡力设定值； 

所述回拉液压缸压力调节机构，用于根据接收到的所述控制器输出的所述控制信号，调节回拉液压缸内的压力以达到与所述工作状态相对应的平衡力预设值。 

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一平衡力设定值小于所述第二平衡力设定值。 

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：压力检测元件，用于检测所述回拉液压缸内的压力信息，并提供给所述控制器。 

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制器进一步用于：根据接收到的所述回拉液压缸内的压力信息，以及所述平衡力设定值，确定所述回拉液压缸的目标压力值，并控制所述回拉缸压力调节机构调节所述回拉液压缸内的压力达到所述目标压力值。 

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述回拉液压缸压力调节机构包括：比例阀，通过该比例阀调节所述回拉液压缸的油路中液压油的压力，以使所述回拉液压缸内的压力达到所述目标压力值。