CN103949482B - 一种平整机辊平衡控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平整机辊平衡控制方法，通过修改平整工作辊两侧压力给定增益避开液压系统震荡，从而避免了液压系统震荡造成辊缝偏差；同时在辊系平衡控制中增加死区控制功能，减少伺服阀输出的频繁调整达到辊系动态平衡。

Description

一种平整机辊平衡控制方法

技术领域

本发明涉及冶金行业平整机平整模式的辊平衡与同步控制技术，特别涉及一种平整机平衡控制方法。

背景技术

现在使用的平整机自动化程度高，其液压系统采用伺服控制。我们所使用的平整机液压伺服系统由高压液压泵站、两个推上伺服液压缸、两个MOOG伺服阀、位置传感器、压力传感器、蓄能器组、连接管件等组成。

其工作原理是平整机下支撑辊由推上缸推上投入，在辊面接触板卷前，采用恒位置控制，保证上行时两端水平同步。当工作辊与板面接触且轧制力为50t时（由压力传感器检测），平整机推上液压伺服系统由恒位置控制自动转为恒压力控制并进行平整作业。平整机两推上缸分别由两个伺服阀控制升降，由平整机上的压力传感器及磁尺位移传感器反馈实际压力及位置信号，通过PLC控制系统处理后调节两端伺服阀给定值，实现压力、位置闭环控制。

在生产现场，由于液压系统震荡经常造成辊缝偏差过大而跳车或无法调平；或者在平整和重卷模式下，推上伺服阀压力输出震荡，轧制过程中板卷产生中间浪及边浪。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种平整机辊平衡控制方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种平整机辊平衡控制方法，平整机的支撑辊是通过液压伺服系统控制，所述的液压伺服系统包括高压液压泵站、两个推上伺服液压缸、两个伺服阀、位置传感器、压力传感器、蓄能器组、连接管件，所述下支撑辊与液压缸连接，由液压缸带动其传动，在下支撑辊上连接有下工作辊，其方法包括如下步骤：

（1）、通过PLC控制系统控制两个推上伺服液压缸带动下支撑辊向上推动;

(2)、通过压力传感器检测两个推上伺服液压缸的压力，并通过PLC判断两个液压缸的压力是否有偏差，如有偏差，则进行步骤（3），如没有偏差则跳转至步骤（4）；

（3）、通过差异化压力给定增益赋值来微调压力反馈值，使两侧压力输出趋于平衡；

（4）、通过位置传感器检测两个下支撑辊的上行时两端的位置是否同步，如不同步则继续步骤（5），如同步则液压缸继续上行推动下支承辊从而带动下工作辊与上工作辊接触完成调平过程；

（5）、PLC控制系统根据位置传感器判断两端的位置的偏差是否超过给定量的2%，如果超过，通过差异化压力给定增益赋值来微调压力反馈值，从而调节两侧的位置偏差，如不超过则液压缸继续上行推动下支撑辊从而带动下工作辊与上工作辊接触完成调平过程。

作为本发明的一种改进，所述的给定量的距离为液压缸初始位置时下工作辊的上表面与上工作辊的下表面之间的距离。

作为本发明的一种改进，所述的步骤（3）中调节两侧压力的方法为响应慢的一侧压力给定增益不变，响应快的一侧压力给定增益降低 1%～2%。

作为本发明的一种改进，所述的响应快的一侧压力给定增益降低具体为 1.5%。

有益效果：

本发明提供的平整机辊平衡控制方法，能够在平整机调零调平时有效地消减液压系统震荡导致的辊缝偏差，保证两侧的同步响应；同时通过设置死区控制即当两侧偏差不超过给定量的一定比例时，平衡控制功能失效，能够有效地减少伺服阀输出的频繁调整达到辊系动态平衡。

附图说明

图1本发明的平整机的机构示意图；

图2为本发明的平整机恒压力控制原理图；

图3为本发明的传统平整机辊平衡与同步控制原理图；

图4为本发明的增加死区控制功能后平整机辊平衡与同步控制原理图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图1所示为平整机的结构示意图，包括液压伺服系统控制，所述的液压伺服系统包括高压液压泵站、两个推上伺服液压缸、两个伺服阀、位置传感器、压力传感器、蓄能器组、连接管件，位置传感器本实施例中采用的是两个磁尺。下支撑辊与伺服液压缸连接，由伺服液压缸带动其传动，伺服液压缸分别连接在下支撑辊的工作侧和传动侧，通过PLC控制系统控制两个推上伺服液压缸带动下支撑辊向上推动。在平整作业之前需要对上下工作辊进行调零调平的工作，以保证后续平整作业的质量。在液压缸推动下支撑辊向上运动时，在辊面接触板卷前，采用恒位置控制，保证上行时两端水平同步。

液压缸推动下支撑辊上行时，根据平整线PLC程序，结合程序参数表可以查出工作侧和传动侧的压力给定增益，通常情况下，工作侧和传动侧的压力给定增益的值相等。压力给定增益是压力输出的理论值与实际值的拟合增益，在长期跟踪中发现由于液压系统的震荡，工作侧和传动侧的伺服响应会存在偏差从而影响压力输出，导致两侧辊缝偏差很大跳快开，无法进行平整作业；或者两侧辊缝偏差较大虽然未导致跳快开，但无法进行平整生产过程中的调平作业。图2是工作侧和传动侧的压力控制原理图，但通过差异化压力给定增益赋值（在反馈计算部分）来微调压力反馈值，可使两侧压力输出趋于平衡，轧制力的调整转换为对辊缝的调整，从而减小直至消除因液压系统震荡导致的辊缝偏差。不同的控制系统工作侧和传动侧的压力给定增益对应不同的恒定值，实际运行中采取的有效方法是响应慢的一侧压力给定增益不变，响应快的一侧压力给定增益降低 1%～2%，1.5%可基本消除液压系统震荡导致的辊缝偏差。通过上述步骤来完成调零的过程。

调零完成后，液压缸继续推动下支撑辊上行，通过位置传感器，本实施例中是通过采用两个磁尺进行判断，下支撑辊的上行时两端的位置是否同步，如不同步，需对其进行调平处理，来达到平衡的目的。辊平衡与同步控制是平整机液压伺服系统控制的基本功能，如图3所示，通常作为恒压力控制的补偿及补充。辊平衡与同步控制主要作用有两方面：板形控制,当带钢出现一定范围的单边浪时，可通过辊平衡控制进行矫正；传动侧和操作侧液压缸的动态响应的差异，使两个液压缸同步工作。

辊平衡及同步控制是以传动侧及操作侧液压缸的位置差作为控制对象，通过闭环控制，分别调节传动侧和操作侧液压缸的位置来实现。但一般的平衡控制程序中未设定死区控制（死区控制-当两侧偏差不超过给定量的一定比例时，平衡控制功能失效），导致平衡控制频繁，增加了控制系统的震荡。经过控制原理分析，增加死区控制功能并修改程序，结合轧制力实际抑制效果，通过多次的实验将死区控制功能设定固化为：当两侧偏差超过给定量的2%（死区范围）时，给定量的距离为液压缸初始位置时下工作辊的上表面与上工作辊的下表面之间的距离，平衡控制功能投用，否则不进行平衡调整，具体如图4所示。

通过上述措施，消减了液压系统震荡导致的辊缝偏差，保证了两侧的同步响应；同时辊平衡控制效果明显提高，两侧轧制力稳定运行，轧制力波动问题得以抑制，减少了轧制过程中板卷中间浪及边浪的产生，有效地提高了板卷质量。彻底解决了平整机工作辊的不平衡和控制系统的震荡问题。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (4)

1.一种平整机辊平衡控制方法，其特征在于：平整机的下支撑辊是通过液压伺服系统控制，所述的液压伺服系统包括高压液压泵站、两个推上伺服液压缸、两个伺服阀、位置传感器、压力传感器、蓄能器组、连接管件，所述下支撑辊与液压缸连接，由液压缸带动其传动，在下支撑辊上连接有下工作辊，其方法包括如下步骤：

（1）、通过PLC控制系统控制两个推上伺服液压缸带动下支撑辊向上推动;

(2)、通过压力传感器检测两个推上伺服液压缸的压力，并通过PLC判断两个液压缸的压力是否有偏差，如有偏差，则进行步骤（3），如没有偏差则跳转至步骤（4）；

（3）、通过差异化压力给定增益赋值来微调压力反馈值，使两侧压力输出趋于平衡；

（4）、通过位置传感器检测下支撑辊的上行时两端的位置是否同步，如不同步则继续步骤（5），如同步则液压缸继续上行推动下支撑辊从而带动下工作辊与上工作辊接触完成调平过程；

（5）、PLC控制系统根据位置传感器判断两端的位置的偏差是否超过给定量的2%，如果超过，通过差异化压力给定增益赋值来微调压力反馈值，从而调节两侧的位置偏差，如不超过则液压缸继续上行推动下支撑辊从而带动下工作辊与上工作辊接触完成调平过程。

2.根据权利要求1所述的一种平整机辊平衡控制方法，其特征在于：所述的给定量的距离为液压缸初始位置时下工作辊的上表面与上工作辊的下表面之间的距离。

3.根据权利要求1所述的一种平整机辊平衡控制方法，其特征在于：所述的步骤（3）中调节两侧压力的方法为响应慢的一侧压力给定增益不变，响应快的一侧压力给定增益降低 1%～2%。

4.根据权利要求3所述的一种平整机辊平衡控制方法，其特征在于：所述的响应快的一侧压力给定增益降低具体为 1.5%。