CN104209341B - 热连轧硅钢活套附加给定控制方法 - Google Patents

Abstract

热连轧硅钢活套附加给定控制方法，属于冶金轧钢领域，控制器判断带钢给定力矩大于带钢实际力矩时，表明本块带钢的活套虚套；控制器通过转换通道点对点控制伺服阀，转换通道把控制器计算出的附加给定值与伺服阀给定值对应转换成电流值，通过电缆施加到伺服阀动作。本发明实现了精轧活套自动控制，消除了带钢活套虚套引起带钢跑偏、叠轧等对设备损坏的重大隐患，减少了异常停机时间。

Description

热连轧硅钢活套附加给定控制方法

技术领域

本发明属于冶金轧钢领域，热连轧硅钢活套附加给定控制方法。

背景技术

热连轧精轧机组共有0#~5#五个液压活套，随着硅钢品种的开发，在轧制不同高牌号、低牌号硅钢时由于带钢温度低甚至发生相变等因素，导致精轧机架间硅钢塑性差、板形变化大；再加上液压活套伺服阀为比例伺服阀，响应速度稍差，表现出活套虚套（活套出现不匹配，即带钢活套控制给定力矩大于带钢实际力矩）时活套调节慢，致使带钢容易跑偏轧烂，造成带钢产品质量差，严重时导致机架间直接废钢，影响轧线生产的正常进行，给我厂带来很大的经济损失。因此，必须解决活套虚套时调节慢的问题。

发明内容

本发明的目的是为了确保活套虚套时活套的快速调节，解决硅钢轧制时精轧组活套的稳定控制。

本发明的技术方案：

1、计算精轧机组活套控制给定力矩；

（1）带钢给定力矩M_REF的公式如下：

M_REF=M_W+M_B+M_T+M_D

式中，M_W为活套辊自重力矩；M_B为带钢重力力矩；M_T为带钢张力力矩；M_D为带钢挠曲力矩。

带钢实际力矩M_F是通过在液压缸两侧油路上安装的压力传感器来检测无杆腔和有杆腔的油压；

带钢实际力矩M_F=F*LH，F=P_PIS*A_PIS–P_ROD*A_ROD；

式中，P_PIS为液压缸无杆腔压力传感器测量值；A_PIS为液压缸无杆腔面积；P_ROD为液压缸有杆腔压力传感器测量值；A_ROD为有杆腔面积；LH为液压缸实际压力F的力臂。

2、当带钢给定力矩大于带钢实际力矩（即带钢力矩偏差大于零）时，表明本块带钢的活套虚套；

3）活套系统控制装置

精轧机组活套系统控制装置包括伺服阀、液压缸、控制器、转换通道、活套角度绝对型旋转编码器。

控制器通过转换通道点对点控制液压活套伺服阀，转换通道把控制器计算出的0~1之间的值，对应转换成电流值4ma~20ma（ma为毫安），通过电缆施加到活套伺服阀。

转换通道采用Ｗｉｅｌａｎｄ公司的ＡＫＴ５７.８０６.２１５３．０。液压活套伺服阀采用Rexroth,型号为：4WRGE10V1-100L。活套角速度来源于活套角度绝对型旋转编码器，其采用德国帝尔（TR）电子公司的CE65M。控制器扫描时间每次为10ms。

4、计算附加给定值；

针对硅钢活套控制由控制器实现了带钢活套虚套自动控制程序。在正常轧制过程中，控制器程序判断带钢活套给定力矩大于带钢实际力矩也就是带钢活套虚套后通过下面控制算法计算得到带钢活套附加给定值，并通过转换通道施加到液压活套伺服阀，实现活套调节器快速调节即快速起套，满足了带钢控制工艺要求。

在正常活套控制中，只有带钢张力给定力矩是基于不同带钢而不同，为此，带钢活套虚套后活套附加给定就根据带钢力矩偏差值进行控制，其控制算法如下：

Yn=Yn-1+Kp*△YEn；

其中：Yn:为采样时刻n的活套附加给定值(0~1)；

Yn-1:为采样时刻n-1的活套附加给定值(0~1)；

Kp:比例系数8*10^-5~20*10^-5；

△YEn:为采样时刻n的带钢力矩偏差Nm；

伺服阀动作给定值Srefn=Ssvn+Yn；

Yn：附加给定值(0~1)；

Ssvn：原始伺服阀给定值(0~1)；

Srefn：伺服阀动作给定值(0~1)。

本发明的有益效果：

（1）实现了精轧活套自动控制，消除了带钢活套虚套引起带钢跑偏、叠轧等对设备损坏的重大隐患，减少了异常停机时间。

（2）确保了活套的动作正常，解决了在轧制硅钢时热连轧精轧机架间的带钢活套虚套调节慢等问题，大大降低了活套造成的产品质量问题，并避免了对正常控制的影响。

（3）节约了故障时间，提高了产品合格率，取得的直接经济效益每年258万元左右（山西太钢不锈钢股份有限公司）。

具体实施方式

实施例1：

当带钢给定力矩大于带钢实际力矩（即带钢力矩偏差大于零）时，表明该带钢活套虚套，两者偏差越大，表明虚套越严重。热连轧精轧机组共有0#~5#五个活套，以硅钢60规格2.6mm*1250mm5#活套为例：

当活套辊自重力矩M_W是4500；带钢重力力矩M_B是1100；带钢张力力矩M_T是7300；带钢挠曲力矩M_D是200；

带钢给定力矩M_REF=M_W+M_B+M_T+M_D=13100。

若活套出现虚套，此时液压缸无杆腔压力传感器测量值P_PIS为5.4*10⁶，液压缸无杆腔面积A_PIS为0.0165；液压缸有杆腔压力传感器测量值P_ROD为5.1*10⁶；有杆腔面积A_ROD为0.011；液压缸实际压力F的力臂LH为321mm，则液压缸实际压力F=33000，得到带钢实际力矩M_F=10600。

带钢力矩偏差△YE=带钢给定力矩M_REF-带钢实际力矩M_F=13100-10600=2500；根据钢种查表获得比例系数K_p为8*10^-5；

虚套后活套伺服附加给定值Y_n=K_p*△YE_n=8*10^-5*2500=0.2；

为了不影响正常活套控制，虚套后活套伺服采样时刻n附加给定值Y_n=Y_n-1+K_p*△YE_n=0.2+8*10^-5*2500=0.4；

根据上述力矩偏差值△YE_n为2500时，虚套后第一次扫描计算得到附加给定值为0.2，第二次扫描时带钢力矩偏差值△YE_n为5000，因而计算得到附加给定值,为0.4，同理第三次扫描计算得到附加给定值约为0.6。控制器扫描时间每次为10ms。伺服阀动作给定值Srefn=Ssvn+Yn=原始伺服阀给定值+0.6；

经转换通道将（原始伺服阀给定值+0.6）转换成伺服阀电流16ma通过电缆点对点施加到伺服阀上，由伺服阀控制液压活套伺服缸动作，在30~40毫秒内完成动作，使活套顶住带钢，从而满足带钢调节要求。

实施例2：

热连轧精轧机组共有0#~5#五个液压活套，以硅钢80规格2.6mm*1250mm4#活套为例：

当活套辊当活套辊自重力矩M_W是4500；带钢重力力矩M_B是1700；带钢张力力矩M_T是8800；带钢挠曲力矩M_D是300；；

带钢给定力矩M_REF=M_W+M_B+M_T+M_D=15300。

若活套出现虚套，此时液压缸无杆腔压力传感器测量值P_PIS为5.4*10⁶，液压缸无杆腔面积A_PIS为0.0165；液压缸有杆腔压力传感器测量值P_ROD为3.9*10⁶；有杆腔面积A_ROD为0.011；液压缸实际压力F的力臂LH为321mm，则液压缸实际压力F=46106，得到带钢实际力矩M_F=14800；

带钢力矩偏差△YE=带钢给定力矩M_REF-带钢实际力矩M_F=15300-14800=500；根据钢种查表获得比例系数K_p为10*10^-5；

虚套后活套伺服附加给定值Y_n=K_p*△YE_n=10*10^-5*500=0.05；为了不影响正常活套控制，虚套后活套伺服附加给定采用了根据带钢张力力矩给定值和带钢力矩偏差进行控制，其控制算法如下：

虚套后活套伺服采样时刻n附加给定值Y_n=Y_n-1+K_p*△YE_n=0.05+K_p*△YE_n=0.05+0.05=0.1；

虚套后带钢力矩偏差△YE=500，第一次扫描计算得到附加给定值为0.05，第二次扫描时带钢力矩偏差值△YE_n为1000，,计算得到附加给定值约为0.1，同理第三次扫描计算得到附加给定值为0.15；伺服阀动作给定值Srefn=Ssvn+Yn=原始伺服阀给定值+0.15；

经转换通道将（原始伺服阀给定值+0.15）转换成伺服阀电流6ma通过电缆点对点施加到伺服阀上，由伺服阀控制液压活套伺服缸动作，在30~40毫秒内完成动作，使活套顶住带钢，从而满足带钢调节要求。满足带钢对液压活套调节要求。控制器扫描时间每次为10ms。

本发明实施过程是：在正常液压活套控制的情况下，控制器根据轧制钢种规格（由二级计算机下送）和带钢活套虚套，通过计算得到液压活套附加给定值，在保证带钢正常穿带和活套起套的前提下实现硅钢液压活套附加给定值自动控制程序。

Claims (2)

1.热连轧硅钢活套附加给定控制方法，控制器判断带钢给定力矩大于带钢实际力矩时，表明本块带钢的活套虚套；控制器通过转换通道点对点控制伺服阀，转换通道把控制器计算出的附加给定值与伺服阀给定值对应转换成电流值，通过电缆施加到伺服阀动作；其特征是所述伺服阀动作给定值Srefn=Ssvn+Yn；其中Yn为附加给定值；Ssvn为原始活套伺服阀给定值；附加给定值Yn=Kp*△YEn；Kp:比例系数8*10^-5~20*10^-5；

△YEn:为采样时刻n的带钢力矩偏差Nm。

2.根据权利要求1所述的热连轧硅钢活套附加给定控制方法，其特征是连续采样附加给定值Yn=Yn-1+Kp*△YEn；式中Yn:为采样时刻n的活套附加给定值；Yn-1:为采样时刻n-1的活套附加给定值；

Kp:比例系数8*10^-5~20*10^-5；△YEn:为采样时刻n的带钢力矩偏差Nm。