CN103357667B - 辊道与轧机之间的速度自适应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辊道与轧机之间的速度自适应控制方法。热轧、冷轧、高线等冶金生产自动化控制中，机前辊道、夹送辊、中间辊道都是作为轧机前重要的传输设备，因轧机咬入中间坯时，速度前滑量计算不准确，轧机前辊道辊道与轧机轧机速度力矩不匹配，导致辊道被动过负荷跳车。本发明的方法包括：（1）轧机咬入中间坯前，辊道处于速度环控制方式，速度基准设定＝轧机速度给定×（1＋前滑量补偿）；（2）轧机咬入中间坯后，辊道速度基准由力矩反馈进行调节，速度基准设定＝轧机速度给定×（1＋力矩补偿基准）。本发明的方法用于辊道与轧机之间的速度力矩的匹配。

Description

辊道与轧机之间的速度自适应控制方法

技术领域：

本发明涉及一种大、小传动设备之间速度力矩的匹配方法，具体涉及一种辊道与轧机之间的速度自适应控制方法。

背景技术：

热轧、冷轧、高线等冶金生产自动化控制中，机前辊道、夹送辊、中间辊道都是作为轧机前重要的传输设备，因轧机咬入中间坯时，速度前滑量计算不准确，轧机前辊道与轧机速度力矩不匹配，导致辊道被动过负荷跳车。

目前，对于机前小传动设备的速度控制，通常采用“机前小传动设备速度给定＝大传动（轧机）速度给定×（1＋前滑量补偿）”的控制方式。在此控制方式下，一旦前滑量补偿计算不准确（实际应用中，对于轧机咬入前滑量补偿很难计算准确），将造成大传动与小传动之间速度控制不匹配，速度不匹配造成辊道输出力矩超限，从而辊道被动过载跳闸。

申请号：03118377.8“可实现铣刨机排料速度自适应控制的方法及装置”，提出了一种可实现铣刨机排料速度自适应控制的方法，其特征在于它是在铣刨机机架上设置可探测铣刨刀头周围的堆料高度之物料高度控制器，通过该控制器所检测到的信号传递给控制机构，由控制机构给控制排料和送料机构动作的控制阀发出信号，以控制两机构的运转速度。

申请号：200510060753.2电动代步车转弯速度自适应控制装置，提出了一种电动代步车转弯速度自适应控制装置，控制装置包括微处理器、转弯角度传感器、速度传感器、调速器，转弯角度传感器、速度传感器安装在代步车的机体上，转弯角度传感器、速度传感器的输出连接微处理器，微处理器的输出端连接调速器，微处理器包括信号采集模块，用于采集转弯角度传感器的信号；转弯判断模块，用于将所采集的转弯信号与基准转弯信号值比较，如果大于基准转弯信号值，判定代步车进入转弯状态；速度采集模块，用于代步车进入转弯状态后，采集当前的速度传感器的信号为转弯前速度；速度调整模块，用于在转弯前速度大于安全速度限值时，向调速器发出调整到安全速度值的信号。

申请号：200810023981.6沥青混凝土搅拌设备冷给料速度自适应控制系统，提出了一种沥青混凝土搅拌设备冷给料速度自适应控制系统。该沥青混凝土搅拌设备冷给料速度自适应控制系统包括有安装在搅拌设备料仓处用来获得料位高度信号的料位器，料位器的信号输出部分与一个变送器的信号输入端连接，变送器的信号输出端将料位高度信号送至一个工业控制计算机，工业控制计算机将控制指令信号送至一个变频器的模拟电流频率指令输入端，变频器连接在冷给料电机的转速控制电路中。

申请号：201010586551.2单稳态永磁机构单线圈合分闸速度自适应控制方法，提出了一种单稳态永磁机构单线圈合分闸速度自适应控制方法，电源转换模块将输入的交流或直流，转化为直流12V，提供系统电源，电容器充放电管理模块根据处理器的指令，对励磁电容电压进行控制，永磁驱动电路模块根据处理器的分合闸指令，驱动线圈执行相应的动作，开关状态监测模块判断开关的状态和位置，提供动作反馈及报警，温度监测模块检测当前的环境温度，为处理器提供决策依据，通信接口模块用于接收外部指令或发送本体数据，AVR单片机模块根据外部指令或当前故障状态，综合各种判据，给出正确的动作指令。

以上四项申请提出的速度自适应控制方法都不能有效解决辊道被动过载跳闸方法的相关专利。但对于这类跳闸，有两种解决方法：一是在设计时就提高机前辊道传动设备能力；二是当中间坯进入轧机后，切机前辊道传动设备使能，使机前辊道等设备呈自由辊运行方式。以上两种控制方法都可以避免机前传动设备被动过载跳闸，但采用的一种方案必将加大设备上的投资，同时在机前辊道设备运行时，能耗大、功率因素低；采用第二种控制方法时一旦机械传动不灵活时，高温运行的中间坯必将将热量传导至机前传动设备轴承等固定部位，并与传输辊之间产生摩擦，在损坏机械设备的同时造成中间坯有划伤，影响最终产品质量。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种辊道与轧机之间的速度自适应控制方法，通过对传动设备进行力矩采样，对采样力矩进行比例积分运算，从而给辊道一个适当的速度补偿值。这个补偿值加上轧机速度基准作为辊道的速度给定，最终实现辊道的速度自适应。有效地解决辊道被动过负荷跳闸给设备及产品质量带来的缺陷问题。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

辊道与轧机之间的速度自适应控制方法，该方法包括：

（1）轧机咬入中间坯前，辊道处于速度环控制方式，速度基准设定＝轧机速度给定×（1＋前滑量补偿）；

（2）轧机咬入中间坯后，辊道速度基准由力矩反馈进行调节，速度基准设定＝轧机速度给定×（1＋力矩补偿基准）；

所述的辊道与轧机之间的速度自适应控制方法，步骤（2）中所述的力矩补偿基准＝（采样力矩－正反向力矩限幅控制）×调节方向选择×比例积分修正参数PI。

有益效果：

1、本发明通过在冶金制造行业，热轧、冷轧、高线等产线轧机前辊道、夹送辊、输出辊道等小传动设备在大传动设备之间运行时，通过力矩采样对速度基准进行补偿的方法进行速度基准控制，有效避免此类小传动设备的被动过负荷，提高小传动设备运行寿命。

具体体现在：

1.速度模式下带力矩检测补偿，可以完全避免辊道与轧机运行时，速度不匹配而被动受力过载。具体来说，当辊道运行速度高于轧机时，辊道处于电动运行状态，输出力矩方向为正，辊道将在电动运行状态下过载，容易烧损传动控制装置及传动电机；当辊道运行速度低于轧机时，辊道将处于制动运行状态。目前大多数厂家的机前辊道、夹送辊及传输辊道，为了节约投资，都是采用二极管作为整流功率元器件的传动装置，此类传动装置不具备再生制动功能。此类辊道装置在制动状态下运行，会产生较高的直流电压，严重的会损坏整流功率元器件，给生产带来重大损失。

2.速度补偿修正值通过PI调节器输出，利用PI调节器记忆功能，可以使调节性能变得平缓且稳定，避免了调节量过大给设备带来的冲击。

3.对于调节量及调节时间，可以通过调整PI调节器的比例积分参数进行修正，以达到用户所期待的目标值。

机前辊道设备的速度自适应控制方案应用后，可以完全克服由于被动过载损伤传动电机及传动控制装置的情况，可以降低机前辊道设备的运行成本。

本发明可以降低设备投资，提高设备利用效率；与机前辊道设备呈自由状态相比，可以提高机械传动设备的运行周期，降低生产产品滑伤等质量缺陷。

附图说明：

图1为本发明的控制方案逻辑图。

具体实施方式：

下面结合具体的实施例来对本发明做进一步说明：

实施例1：

轧机咬入中间坯前，辊道处于速度环控制方式，速度基准设定＝轧机速度给定×（1＋前滑量补偿）；

轧机咬入中间坯后，辊道速度基准由力矩反馈进行调节。速度基准设定＝轧机（大传动）速度给定×（1＋力矩补偿基准）；

当中间坯离开辊道后，辊道的速度基准＝轧机（大传动）速度给定×（1＋力矩补偿基准），

辊道力矩补偿基准＝（采样力矩－正反向力矩限幅控制）×调节方向选择×PI（比例积分修正参数）；

由于PI调节器具备输入为“0”，输出保持不变的性能，可以满足机前小传动设备输出力矩控制在合理范围内，可以保证机前小传动设备的稳定运行，利用PI调节器输出记忆功能，可以保证相邻批次的中间坯通过时，机前小传动设备的运行速度基准调节范围不大。

如图1所示当传动力矩反馈小于-X％（－20％）时，选择1修正值起作用，选择模块输出为a值（10％，此设定值可以根据现场实际情况调整），经过PI调节器输出一个正的速度修正量（修正量值由PI调节器高限（速度最大给定值的20％）限制），经过网络送入传动辅助给定，从而调节使传动速度增大，传动力矩上升，当力矩上升超过Y％（50％）时，选择2修正值起作用，选择模块输出为-a值，经过PI调节器输出一个辅负的速度修正量（修正量值由PI调节器高限（速度最大给定值的-20％）限制），经过网络送入传动辅助给定，从而调节使传动速度减小，传动力矩下降，这样就实现了小传动的力矩反馈值控制在-20％～50％之间，速度控制在速度设定值的80％～120％之间，从而实现了避免小传动因过载导致的跳闸故障。

Claims (2)

1.一种辊道与轧机之间的速度自适应控制方法，该方法包括：

（1）轧机咬入中间坯前，辊道处于速度环控制方式，速度基准设定＝轧机速度给定×（1＋前滑量补偿）；

其特征是：

（2）轧机咬入中间坯后，辊道速度基准由力矩反馈进行调节，速度基准设定＝轧机速度给定×（1＋力矩补偿基准）。

2.根据权利要求1所述的辊道与轧机之间的速度自适应控制方法，其特征是：步骤（2）中所述的力矩补偿基准＝（采样力矩－正反向力矩限幅控制）×调节方向选择×比例积分修正参数PI。