CN104043684B - 一种用于重卷拉矫机张力辊组的动态负荷分配系统及方法 - Google Patents

一种用于重卷拉矫机张力辊组的动态负荷分配系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于重卷拉矫机张力辊组的动态负荷分配系统，在重卷拉矫机计算机控制系统中设置了张力辊与带材滑动监控及自动调整系统，包括反馈各张力辊转矩的反馈单元，反馈单元将反馈结果传送至计算单元，计算单元对各张力辊转矩进行监控，同时将计算结果传送至对比单元，对比单元设置了放大系数基准值，通过将计算单元与放大系数基准值对比，放大系数小于放大系数基准值时将发送信号至调整单元；调整单元设置有转矩自动分配器，本发明通过在张力辊组设置滑动监控及自动调整模块，根据带材滑动检测较少打滑动辊的负荷分配系数，将其他张力辊负荷分配系数根据此辊的负荷分配系数进行调整，保证带材与张力辊之间不会产生打滑现象。

Description

一种用于重卷拉矫机张力辊组的动态负荷分配系统及方法
技术领域
本发明属于冶金行业冷轧带钢精整设备领域，特别是一种重卷拉矫机张力辊组动态负荷分配系统及方法，通过对带钢进行高速重卷拉矫以及对带钢表面质量要求较高的机组的新处理工艺，具体是在重卷拉矫机计算机控制系统中设置了张力辊与带材滑动监控及自动调整模块。
背景技术
伴随着近些年汽车工业及家电产业的发展，市场对于高品质的汽车板和家电板的需求越来越大，对板材的板型及表面质量带来更高的要求。而重卷拉矫机组可以改善板型，因此拉矫更多的用于高档板材生产。
生产时由于带钢打滑从而造成带钢表面缺陷一直是拉矫生产线无法避免的问题。
本发明针对高速重卷拉矫机组中，容易发生带材打滑的张力辊组的控制系统添加了滑动监控系统，及动态负荷分配系统，从而减少了由于张力辊表面粗糙度下降引起的带材损伤，提高带钢表面质量，并延长了张力辊的使用时间。
本院承接的广州JFE重卷拉矫机组，是用于高档汽车板和家电板的生产线，其机组速度达到400m/min。
当机组工作一段时间后，拉矫机张力辊表面粗糙度发生变化，因此导致放大系数发生变化，如果放大系数小于一定值且无法及时更换便会造成带材表面损伤，为此本发明中设置了张力辊与带材滑动监控及自动调整模块。
发明内容
本发明的目的在于通过在重卷拉矫机计算机控制系统中设置了张力辊与带材滑动监控及自动调整模块，进而根据带材滑动检测较少打滑动辊的负荷分配系数，并将其他张力辊负荷分配系数根据此辊的负荷分配系数进行调整，以保证带材与张力辊之间不会产生打滑现象。
为此，本发明提供了一种用于重卷拉矫机张力辊组的动态负荷分配系统，包括重卷拉矫机组，以及安装在重卷拉矫机组上的张力辊，还包括用于张力辊表面放大系数监控系统以及转矩自动调整系统；
所述的张力辊表面放大系数监控系统以及转矩自动调整系统是由用于检测张力辊转矩的反馈单元，用于对反馈单元测出的数据进行计算的计算单元，设有放大系数基准值且能够与计算单元计算的值进行对比的对比单元，用于调整张力辊转矩的调整单元组成；
所述的重卷拉矫机张力辊组是按照以下步骤进行动态负荷分配的：
步骤一：检测；反馈单元对张力辊的转矩进行检测；
步骤二：计算；反馈单元把所检测的数据传送给计算单元，计算单元通过反馈单元提供的数据把测到的转矩转换张力辊表面放大系数；
步骤三：对比；计算单元把所计算出的张力辊表面放大系数传送给对比单元，对比单元把所得到的数据与自身设有的放大系数基准值进行对比；
步骤四：调整；当对比单元判断出计算单元计算出的张力辊表面放大系数小于放大系数基准值时，对比单元把所得到的结果发送给调整单元，调整单元检测出打滑的张力辊，自动降低该打滑张力辊的转矩分配系数，并根据新的放大系数自动新分配张力辊组间各张力辊转矩分配系数。
所述步骤二中张力辊表面放大系数是按照以下公式得到的：
1#张力辊F1出＝K1*F入
2#张力辊F2出＝K2*F1出＝K2*K1*F入
3#张力辊F3出＝K3*F2出＝K3*K2*K1*F入
4#张力辊F4出＝K4*F3出＝K4*K3*K2*K1*F入
可得到各张力辊的张力值
F1＝F1出-F入＝F入*(K1-1)
F2＝F2出-F1出＝F入*K1(K2-1)
F3＝F3出-F2出＝F入*K1*K2(K3-1)
F4＝F4出-F3出＝F入*K1*K2*K3(K4-1)
Kset＝Fset/F入＝K4*K3*K2*K1
其中，K1为1#张力辊放大系数，K2为2#张力辊放大系数，K3为3#张力辊放大系数，K4为4#张力辊放大系数，Fset为延伸率调整需求矫直张力,F入为各张力辊入口压力，F出为各张力辊出口压力，Kset为延伸率调整需求放大系数；
正常工作状态下K1＝K2＝K3＝K4，滑动产生时，对比单元中放大系数小于放大系数基准值，发送信号至调整单元，调整单元自动根据检测到打滑的张力辊，自动降低打滑张力辊的转矩分配系数，并根据新的放大系数自动重新分配张力辊组间各张力辊转矩分配系数。
本发明的有益效果为：通过在重卷拉矫机计算机控制系统中设置了张力辊与带材滑动监控及自动调整模块，根据带材滑动检测较少打滑的动辊的负荷分配系数，并将其他张力辊负荷分配系数根据此辊的负荷分配系数进行调整，以保证带材与张力辊之间不会产生打滑现象。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的张力辊滑动监控及放大系数自动调整模块的流程图；
图2是本发明的张力辊滑动监控及放大系数自动调整模块原理框图。
其中，1、反馈单元；
2、计算单元；
3、对比单元；
4、调整单元。
具体实施方式
如图1所示，一种用于重卷拉矫机张力辊组的动态负荷分配系统，包括重卷拉矫机组，以及安装在重卷拉矫机组上的张力辊，还包括用于张力辊表面放大系数监控系统以及转矩自动调整系统；
所述的张力辊表面放大系数监控系统以及转矩自动调整系统是由用于检测张力辊转矩的反馈单元1，用于对反馈单元1测出的数据进行计算的计算单元2，设有放大系数基准值且能够与计算单元2计算的值进行对比的对比单元3，用于调整张力辊转矩的调整单元4组成；
所述的重卷拉矫机张力辊组是按照以下步骤进行动态负荷分配的：
步骤一：检测；反馈单元1对张力辊的转矩进行检测；
步骤二：计算；反馈单元1把所检测的数据传送给计算单元2，计算单元2通过反馈单元1提供的数据把测到的转矩转换张力辊表面放大系数；
步骤三：对比；计算单元2把所计算出的张力辊表面放大系数传送给对比单元3，对比单元3把所得到的数据与自身设有的放大系数基准值进行对比；
步骤四：调整；当对比单元3判断出计算单元2计算出的张力辊表面放大系数小于放大系数基准值时，对比单元3把所得到的结果发送给调整单元4，调整单元4检测出打滑的张力辊，自动降低该打滑张力辊的转矩分配系数，并根据新的放大系数自动新分配张力辊组间各张力辊转矩分配系数。
所述反馈单元1中设置了速度传感器，所采用的传感器型号为DJS-11或者CS.CD-1。
所述对比单元3内设置有阀值比较器，所采用的芯片型号为LM324、LM358、uA741、TL081\2\3\4、OP07或者OP27。
所述调整单元4内设置安装有报警器，所采用芯片型号为555芯片或ISD4003。
所述对比单元3中设置了放大系数基准值，放大系数小于放大系数基准值时会自动发送信号至调整单元4。
所述计算单元1中设置有设定转矩，当反馈单元1的反馈转矩与设定转矩不同时，自动计算各张力辊放大系数并传送结果至调整单元4。
所述调整单元4接收来自计算单元的各张力辊放大系数，调整张力辊负荷分配系数使张力辊较少负荷。
如图2所示，所述重卷拉矫机张力辊组动态负荷分配系统系统正常工作时，根据欧拉公式可计算得到各张力辊出口张力
1#张力辊F1出＝K1*F入
2#张力辊F2出＝K2*F1出＝K2*K1*F入
3#张力辊F3出＝K3*F2出＝K3*K2*K1*F入
4#张力辊F4出＝K4*F3出＝K4*K3*K2*K1*F入
并可得到各张力辊的张力值
F1＝F1出-F入＝F入*(K1-1)
F2＝F2出-F1出＝F入*K1(K2-1)
F3＝F3出-F2出＝F入*K1*K2(K3-1)
F4＝F4出-F3出＝F入*K1*K2*K3(K4-1)
Kset＝Fset/F入＝K4*K3*K2*K1
当带材在张力辊表面出现滑动后，转矩自动分配器根据检测到打滑的张力辊，自动降低打滑张力辊的转矩分配系数。并根据新的放大系数自动从新分配张力辊组间各张力辊转矩分配系数，
通常情况下K1＝K2＝K3＝K4，但滑动产生时，例如1#辊打滑，系统自动降低K1数值，
则Kset＝K2 3*K1
由此可计算K2＝K3＝K4＝(Kset/K1)1/3
系统根据新的张力辊放大系数依据下列公式进行系统负荷分配计算：
F1＝Fset*(K1-1)/(K4*K3*K2*K1)
F2＝Fset*(K2-1)/(K4*K3*K2)
F3＝Fset*(K3-1)/(K4*K3)
F4＝Fset*(K4-1)/K4
按照新的负荷分配进行张力辊张力控制；
其中，K1为1#张力辊放大系数，K2为2#张力辊放大系数，K3为3#张力辊放大系数，K4为4#张力辊放大系数，Fset为延伸率调整需求矫直张力,F入为各张力辊入口压力，F出为各张力辊出口压力，Kset为延伸率调整需求放大系数。
同一张力辊组之间基准张力辊与后续其他张力辊的负荷关系满足欧拉公式，只有满足欧拉公式所设定的条件，带材在张力辊表面便不会打滑。
利用设置的滑动监控系统，检测张力辊的打滑趋势，并通过调整张力辊负荷分配系数使张力辊较少负荷，免于打滑。
通过滑动监控系统控制动态负荷分配值的改变从而避免滑动，从而达到免于打滑的目的。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种用于重卷拉矫机张力辊组的动态负荷分配系统，包括重卷拉矫机组，以及安装在重卷拉矫机组上的张力辊，其特征在于：还包括张力辊表面放大系数监控系统以及转矩自动调整系统；
所述的张力辊表面放大系数监控系统以及转矩自动调整系统是由用于检测张力辊转矩的反馈单元（1），用于对反馈单元（1）测出的数据进行计算的计算单元（2），设有放大系数基准值且能够与计算单元（2）计算的值进行对比的对比单元（3），用于调整张力辊转矩的调整单元（4）组成；
所述的重卷拉矫机张力辊组是按照以下步骤进行动态负荷分配的：
步骤一：检测；反馈单元（1）对每个张力辊的转矩进行检测；
步骤二：计算；反馈单元（1）把所检测的数据传送给计算单元（2），计算单元（2）根据反馈单元（1）提供的数据把测到的转矩转换成张力辊表面放大系数；
步骤三：对比；计算单元（2）把所计算出的张力辊表面放大系数传送给对比单元（3），对比单元（3）把所得到的张力辊表面放大系数的数据与自身设有的放大系数基准值进行对比；
步骤四：调整；当对比单元（3）判断出计算单元（2）计算出的张力辊表面放大系数小于放大系数基准值时，对比单元（3）把所得到的结果发送给调整单元（4），调整单元（4）检测出打滑的张力辊，自动降低该打滑张力辊的转矩分配系数，并根据所得到的张力辊表面放大系数自动重新分配张力辊组间各张力辊转矩分配系数。
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