CN103962384B

CN103962384B - 一种热连轧机动态剪切控制方法

Info

Publication number: CN103962384B
Application number: CN201310034207.6A
Authority: CN
Inventors: 荣鸿伟; 周兴泽; 王军; 杨建华; 郁华军
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-01-29
Filing date: 2013-01-29
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-01-29
Also published as: CN103962384A

Abstract

一种热连轧机动态剪切控制方法，包括如下步骤：1.飞剪剪切触发光电管检测到带钢；2.计算带钢头部实际位置；3.带钢达到目标值，飞剪动作，4.飞剪启动速度控制，5.角度判断飞剪进入尾部剪切位置。根据本发明，对涉及不同带钢情况下的变速度控制，采用了动态剪切控制可有效的改善现状，即结合不同带钢的运行速度进行改进，根据带钢的固有特性，采用无级调速控制，结合控制过程中带钢位置、速度、剪切前置率的影响，采用运用转换函数的控制方式，实现一种动态控制，以满足不同带钢在各种速度进钢时的剪切精度控制。对于改善动态剪切精度，具有广泛的推广前景。

Description

一种热连轧机动态剪切控制方法

技术领域

本发明涉及轧钢自动控制领域，具体地，本发明涉及一种热连轧机动态剪切控制方法，所述热连轧机动态剪切控制方法根据控制过程中带钢位置、速度、剪切前置率的影响，采用无级调速控制，实现一种动态控制，以满足不同带钢在以各种速度进钢时的剪切精度控制。

背景技术

作为热轧机组来说，带钢进入连轧机前，必须进行飞剪剪切，由于飞剪的速度直接关系到热轧生产的效率，故随着品种的不断拓展，要求其剪切的速度应结合不同的带钢进行控制，但在实际的控制过程中，由于对带钢头部位置的跟踪通常是采用光电管检测的方式，即根据连轧机入口的测速装置对带钢速度进行测量，计算带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离，见图1。

但在实际的控制过程中，由于涉及带钢剪切控制过程中，对于带钢的运行速度的控制直接会影响到带钢剪切的控制，而影响剪切前带钢运行速度的关键在于带钢的特性。同时，对于来料带钢的温度对剪切的影响，同样会造成剪切精度控制的困难。最后对于不同剪切速度情况下的飞剪剪切启动时间的控制，同样随着带钢运行速度的变化存在问题，而一旦影响飞剪的剪切，将影响到带钢成材率的控制。

例如，专利号为“CN200820073677.8”的“倍尺飞剪”中国专利公开了一种倍尺飞剪，包括：直流电机、电控单元、调速单元、飞剪本体和成品轧机；电控单元的PLC分别接收成品轧机编码器、热金属检测器和接近开关的信号，并与人机接口单元进行相互通信，调速单元接收电控单元PLC中的控制信号并与直流电机相连接，直流电机依次连接飞剪本体和飞剪剪头，飞剪剪头的前端依次设置有热金属检测器和成品轧机，热金属检测器检测工件的头部，成品轧机上设置有编码器。

又，专利号为“CN200710158463.0”的“冷轧带钢分切飞剪剪刃初始间隙标定装置及其标定方法“公开的冷轧带钢分切飞剪剪刃初始间隙标定装置及其标定方法，标定装置由标定板和百分表组成，标定板是一块平面上开有贯通圆孔的平板，平板的侧面设有锁紧螺钉，百分表的测试杆装于标定板的贯通圆孔内。

然而，如上所述，在实际的控制过程中，由于涉及带钢剪切控制过程中，对于带钢的运行速度的控制直接会影响到带钢剪切的控制，而影响剪切前带钢运行速度的关键在于带钢的特性，同时，对于来料带钢的温度对剪切的影响，同样会造成剪切精度控制的困难，最后对于不同剪切速度情况下的飞剪剪切启动时间的控制，同样随着带钢运行速度的变化存在问题，而一旦影响飞剪的剪切，将影响到带钢成材率的控制。

发明内容

为克服所述问题，本发明的一种热连轧机动态剪切控制方法技术方案通过对涉及不同带钢情况下的变速度控制，采用了动态剪切控制可有效的改善现状，即结合不同带钢的运行速度进行改进，根据带钢的固有特性，采用无级调速控制，结合控制过程中带钢位置、速度、剪切前置率的影响，采用运用转换函数的控制方式，实现一种动态控制，以满足不同带钢在各种速度进钢时的剪切精度控制。

本发明的一种热连轧机动态剪切控制方法技术方案如下：

一种热连轧机动态剪切控制方法，包括如下步骤：

1.飞剪剪切触发光电管检测到带钢，

2.计算带钢头部实际位置，

3.带钢达到目标值，飞剪动作，

4.飞剪启动速度控制，

5.角度判断飞剪进入尾部剪切位置。

带钢到达飞剪动作启动光电管，程序开始对带钢头部进行跟踪，由于启动光电管是根据带钢的温度来启动带钢头部位置跟踪，因此带钢温度不同，光电管的响应也有差别，因此需要针对不同的温度对带钢头部跟踪的起始点进行修正。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤2,计算带钢头部实际位置；

使用测速装置对带钢进行测速同时计算带钢头部位置，程序根据精轧入口的测速装置对带钢速度进行测量，计算带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离，但增加带钢温度修正值。同时，测速装置是直接测量辊道的速度，因此带钢的速度不同，其与辊道之间也存在一定的速度差，也需要进行修正。

L_HE＝V_Strip×T_scant+L_{HE_OLD}+L_ZERO

公式中，

L_HE：带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离(单位m)，优选≤5m，

由于检测的启动光电管与飞剪位置的关系为距离越长偏差越大，故对距离的要求希望越短越好，但受到设备及环境的影响，该位置有一定的要求；

L_{HE_OLD}：前一个扫描周期时的带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离m，优选≤5m；

V_Roll：测量到的辊道速度m/s；

V_Strip：修正后的带钢速度m/s；

V_Strip＝V_Roll×(1+α)

V_Roll	≥5	≥6	≥7
				α	0.002	0.001	0

T_scant：PLC的扫描周期(该周期与硬件有关，一般优选≤50毫秒)，

L_ZERO：针对带钢温度对带钢头部跟踪进行的修正值m，≤1m，优选≤0.5m。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤2,带钢温度与修正值的关系如下：

温度(℃)	≥700	≥800	≥900	≥1100
					L_ZERO(m)	0.8	0.0	-0.2	-0.5

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤3、带钢达到目标值，飞剪动作；

当L_HE≥L_SET+L_REG时，飞剪开始动作，

L_SET：操作或过程机设定的带钢剪切长度(单位mm)优选≤500mm；

L_REG：根据带钢侧压量进行的调整值(单位mm)。

根据实践经验，带钢的侧压量不同，光电管的检测也有影响，但这样影响主要体现在剪切值上，因此需要对飞剪剪切长度进行调整，原则是侧压量越大，需要剪切的量越大，否则相反。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤3,带钢侧压量与飞剪剪切修正值的关系如下：

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤4，飞剪启动速度控制；

V_CS＝V_Strip×(1+lag_h)

公式中，

V_CS：飞剪动作的速度单位m/s；

V_Strip：带钢的速度单位m/s；

lag_h：操作或过程机设定的飞剪速度前置率(≤0.1)。

飞剪启动后，动作速度的速度取决于带钢速度乘以前置率，转鼓式飞剪是利用剪刃的剪切力将带钢拉断，因此带钢的厚度越厚，需要的剪切力越大，响应的需要飞剪的速度越快，因此需要根据厚度对带钢的速度前置率进行修正。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤4,带钢厚度与飞剪速度前置率的关系如下：

厚度(mm)	≥40	≥45	≥50	≥55	≥60
						lag_h	0.05	0.055	0.06	0.065	0.07

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤5,角度判断飞剪进入尾部剪切位置，

根据角度判断剪切是否完成，之后达到尾部剪切位置，当飞剪剪刃通过最低点(已上转鼓为标准)时，认为飞剪剪切完成，飞剪角度动作到带钢尾部剪切等待位置。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，L_HE：带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离≤5m。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，L_{HE_OLD}：前一个扫描周期时的带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离≤5m。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，T_scant：PLC的扫描周期≤50毫秒。

根据本发明所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，L_ZERO：针对带钢温度对带钢头部跟踪进行的修正值≤0.5m。

根据本发明的一种热连轧机动态剪切控制方法，主要涉及热连轧机在对来料带钢头尾位置剪切过程中，由于不同带钢运行速度存在差异，同时，由于来料温度变化较大(900℃－1150℃左右)导致在进行实际剪切过程中存在较大的剪切偏差，为此，本技术方案结合剪切过程中的无级调速控制概念，运用转换函数对涉及的带钢位置、速度、剪切前置率进行控制，以实现一种飞剪剪切过程的动态剪切控制。对于改善动态剪切精度，具有广泛的推广前景。

附图说明

图1为带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离示意图。

图2为本发明流程示意图。

具体实施方式

实施例1

飞剪剪切触发光电管检测到带钢；

计算带钢头部实际位置；

L_HE＝V_Strip×T_scant+L_{HE_OLD}+L_ZERO

公式中,

L_HE：带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离(单位m)；

L_{HE_OLD}：前一个扫描周期时的带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离(单位m)；

V_Roll：测量到的辊道速度m/s；

V_Strip：修正后的带钢速度m/s；

V_Strip＝V_Roll×(1+α)

V_Rollm/s	≥5	≥6	≥7
				α	0.002	0.001	0

T_scant：PLC的扫描周期。

L_ZERO：针对带钢温度对带钢头部跟踪进行的修正值。

带钢温度与修正值的关系表

当带钢达到目标值，飞剪动作；

当L_HE≥L_SET+L_REG时，飞剪开始动作。

L_SET：操作或过程机设定的带钢剪切长度(单位mm)；

L_REG：根据带钢侧压量进行的调整值(单位mm)。

带钢侧压量与飞剪剪切修正值的关系表

飞剪启动速度控制：

V_CS＝V_Strip×(1+lag_h)

公式中，

V_CS：飞剪动作的速度m/s；

V_Strip：带钢的速度m/s；

操作或过程机设定的飞剪速度前置率。

带钢厚度与飞剪剪切修正值的关系表

厚度(mm)	≥40	≥45	≥50	≥55	≥60
						lag_h(％)	0.05	0.055	0.06	0.065	0.07

角度判断飞剪进入尾部剪切位置。

根据角度判断剪切是否完成，之后达到尾部剪切位置。当飞剪剪刃通过最低点(已上转鼓为标准)时，认为飞剪剪切完成，飞剪角度动作到带钢尾部剪切等待位置。

本发明中，本技术方案通过对涉及不同带钢情况下的变速度控制，采用了动态剪切控制可有效的改善现状，即结合不同带钢的运行速度进行改进，根据带钢的固有特性，采用无级调速控制，结合控制过程中带钢位置、速度、剪切前置率的影响，采用运用转换函数的控制方式，实现一种动态控制，以满足不同带钢在各种速度进钢时的剪切精度控制。对于改善动态剪切精度，具有广泛的推广前景。

Claims

1.一种热连轧机动态剪切控制方法，包括如下步骤：

(1)飞剪剪切触发光电管检测到带钢；

(2)计算带钢头部实际位置；

(3)带钢达到目标值，飞剪动作，

(4)飞剪启动速度控制，

(5)角度判断飞剪进入尾部剪切位置，其特征在于，

在步骤2，计算带钢头部实际位置时；

使用测速装置对带钢进行测速同时计算带钢头部位置，程序根据精轧入口的测速装置对带钢速度进行测量，计算带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离，同时，测速装置是直接测量辊道的速度，因此带钢的速度不同，其与辊道之间也存在一定的速度差，需要进行修正，

L_HE＝V_Strip×T_scant+L_{HE_OLD}+L_ZERO

公式中，

L_HE：带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离m；

L_{HE_OLD}：前一个扫描周期时的带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离；

V_Roll：测量到的辊道速度m/s；

V_Strip：修正后的带钢速度m/s；

V_Strip＝V_Roll×(1+α)，α:0.002－0；

T_scant：PLC的扫描周期，毫秒，

L_ZERO：针对带钢温度对带钢头部跟踪进行的修正值，≤1m。

2.如权利要求1所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，V_Roll与α关系如下：

V_Rollm/s ≥5 ≥6 ≥7 α 0.002 0.001 0

。

3.如权利要求1所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤2，带钢温度与修正值L_ZERO的关系如下：

温度(℃) ≥700 ≥800 ≥900 ≥1100 L_ZERO(m) 0.8 0.0 -0.2 -0.5

。

4.如权利要求1所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤3，带钢达到目标值，飞剪动作；

当L_HE≥L_SET+L_REG时，飞剪开始动作，

L_SET：操作或过程机设定的带钢剪切长度；

L_REG：根据带钢侧压量进行的调整值。

5.如权利要求4所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤3，带钢侧压量与调整值L_REG的关系如下：

6.如权利要求1所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤4，飞剪启动速度控制；

V_CS＝V_Strip×(1+lag_h)

公式中，

V_CS：飞剪动作的速度，m/s；

V_Strip：带钢的速度，m/s；

lag_h：操作或过程机设定的飞剪速度前置率，≤0.1。

7.如权利要求5所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤4，带钢厚度与前置率lag_h的关系如下：

厚度(mm) ≥40 ≥45 ≥50 ≥55 ≥60 lag_h 0.05 0.055 0.06 0.065 0.07

。

8.如权利要求1所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，在步骤5，角度判断飞剪进入尾部剪切位置，

根据角度判断剪切是否完成，之后达到尾部剪切位置，当飞剪剪刃通过最低点时，认为飞剪剪切完成，飞剪角度动作到带钢尾部剪切等待位置。

9.如权利要求1所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，L_HE：带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离≤5m；

L_{HE_OLD}：前一个扫描周期时的带钢头部距离飞剪动作启动光电管的距离≤5m。

10.如权利要求1所述一种热连轧机动态剪切控制方法，其特征在于，T_scant：PLC的扫描周期≤50毫秒，

L_ZERO：针对带钢温度对带钢头部跟踪进行的修正值≤0.5m。