CN105618838A - 一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，根据当前带钢厚度、宽度和出口剪当前角度寻找到相应工作区间，控制气动离合制动器电磁阀的得电时间，该方法综合考虑了带钢规格和厂内气源变化对角度偏差控制器的影响，减少了出口剪剪切过程中的卡钢事故发生，提高机组成材率，改善带头、带尾剪切质量，减少了出口剪的动作幅度，延长设备的使用寿命，同时减轻操作工人的劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及冶金自动化电气控制领域，尤其涉及一种硅钢连续退火机组启停式出口剪的控制方法。
背景技术
近年来，由于国家宏观政策和钢铁企业的粗放式发展，我国钢铁中低端产品产能严重过剩，但整个行业利润率较高的高强度汽车板、取向硅钢等仍存在较大的缺口，高端产品大部分需要进口，行业发展面临困境。这种情况下，国内一些大型钢厂纷纷引进技术，上马冷轧硅钢项目，硅钢领域是当前钢厂发展的一个比较重要的方向。
连续退火机组是硅钢生产过程中的重要机组，是获得最终磁性和机械性能要求的关键工序。硅钢连续退火机组中的启停式出口剪位于生产线的出口部分，主要用于切除焊缝、取样和分卷。在正常生产中，为了保证生产节奏，要求出口剪剪切时带钢要以60米/秒的高速前进，带钢前进过程中，出口剪需要连续剪切8次，获取4块取样板和3块取废板共计7块料板，这对出口剪控制精度要求和稳定性要求很高。可以说，出口剪是连续退火机组出口的关键设备，出口剪能否顺利完成8次连续剪切直接关系到退火机组能否实现连续生产。
退火机组启停式出口剪，由恒速电机驱动飞轮从而带动凸轮旋转，通过控制出口剪飞轮离合制动器电磁阀得电时间，来完成剪切带钢动作。传统的控制方法，离合制动器电磁阀的得电时间一般为200～400毫秒，是一个固定值，未考虑气源压力或流量的波动影响。此外也并未考虑钢宽度、厚度的规格变化。这些因素都有可能影响控制精度，导致出口剪在连续8次的剪切过程中出现剪切角度不在控制范围内，剪刃位置高于允许带钢通过的水平线，发生卡钢事故，从而中断出口段的连续运行。根据工艺要求，连续退火机组不允许退火炉内带钢降速，出口剪一旦发生卡钢事故，将可能导致炉内的硅钢全部成为废品，造成巨大损失。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，根据当前带钢厚度、宽度和出口剪当前角度寻找到相应工作区间，控制气动离合制动器电磁阀的得电时间，提高控制精度，降低卡钢概率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，包括以下步骤：
步骤1，定义出口剪的零度位置并实测出口剪的不卡钢的极限角度；
步骤2，利用废钢反复进行剪切动作，记录出口剪剪切一次即从0°旋转一周到360°的出口剪剪切基准时间，多次剪切动作后取平均值得到基准时间T0；
步骤3，依据剪切时间变化均匀的原则，确定变化角度值，对应将剪切时间实际采样值划分为N个不同的角度区间，依据出口剪的角度偏差控制器进行差别控制，并记录出口剪的实际角度值和补偿时间偏差T1；
步骤4，在所属的各角度区间内，对离合制动器电磁阀的基准得电时间进行平滑处理，实现得电时间控制的低扰动切换功能，同时将带钢规格和厂内气源变化对角度偏差控制器的影响系数进行叠加考虑，最终得到出口剪的气动离合阀的得电时间为
Te＝(T0+T1)×Wcor×Qcor，
式中，Te是气动离合阀的最终得电时间，T0是出口剪的基准时间，T1是出口剪的角度补偿时间，Wcor是带钢规格的补偿系数，Qcor是气源的压力和流量补偿系数。
作为优选，步骤1中定义6点钟方向为0°，3点钟方向为90°，12点钟方向为180°，9点钟方向为270°。
作为优选，所述步骤3中将剪切时间实际采样值划分为7个不同的角度区间，分别为：
1区：345°～15°；2区：15°～30°；3区：30°～50°；4区：50°～200°；
5区：200°～310°；6区：310°～330°；7区：330°～345°。
作为优选，所述7个不同的角度区间对应的时间补偿分别为：0ms，-10ms，-20ms，-90ms，60ms，30ms，10ms。
作为优选，步骤2与步骤3之间还包括在控制系统中设置一个出口剪角度偏差控制器使能信号Tset，当Tset使能信号开启时，出口剪进行自动剪切动作。。
本发明的有益效果是：
1、减少出口剪剪切过程中的卡钢事故发生，提高机组成材率，改善带头、带尾剪切质量；
采用本方法后，在正常生产来料规格发生变化后，出口剪的角度偏差控制器根据当前带钢厚度、宽度和出口剪当前角度寻找到相应区间，控制气动离合制动器电磁阀的得电时间，提高控制精度，降低卡钢概率。即使带钢宽度或厚度规格发生较大变化，亦或出口剪气动动力源的压力、流量发生较大变化，也能够找到当前最优的离合器得电时间。采用本发明所提供的技术方案，根据六个月的机组生产记录情况，机组的卡钢比例从原来的3.12％降低到0.35％，机组硅钢成材率提高了1.1％，钢卷的带头和带尾剪切质量明显提高，剪切断口光滑、无毛刺。
2、减少了出口剪的动作幅度，延长设备的使用寿命；
采用传统控制方案时，如发生卡钢事故，操作工人需要到出口剪旁，进行手动复位出口剪到零点。如果此时厂内气源压力和流量波动较大，则可能需要多次才能复位到出口剪的零点，此时出口剪多次进行空切动作，既浪费了机组生产的宝贵时间，又对设备造成损害，卡钢严重时，带钢极易撞伤剪刃。采用本发明所提供的技术方案后，即使来料宽度、厚度波动较大，或者厂内管网气源压力、流量不稳，出口剪也可以快速、稳定的工作。该技术方案使得出口剪的剪刃寿命延长20％以上。
3、减轻操作工人的劳动强度；
采用本方法后，由于剪切时出口剪气动离合制动器电磁阀的得电时间是自适应计算得出的，剪切质量良好。剪刃在任何角度，都可以做到剪切一刀后，剪刃落在非卡钢的安全区域内，这是传统的控制方案所不能比拟的。出口剪剪切时，不再需要工人到出口剪机旁进行频繁的手动干预，降低了人工干预的频次，减轻了操作工人的劳动强度，该技术方案使得出口剪的人工干预工作量降低了42％。
附图说明
图1是本发明方法流程图；
图2是本发明方法中出口剪剪切说明示意图；
图3是本发明方法剪刃角度时间数据图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例和附图对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种硅钢连续退火机组启停式出口剪的控制方法，如图1所示，包括以下步骤：
1)定义出口剪的零度位置，实测出口剪的不卡钢的极限角度并记录下来，如图2所示，定义6点钟方向为0度，3点钟方向为90度，12点钟方向为180度，9点钟方向为270度，不卡钢的极限角度是60度，即出口剪剪刃在300度～360度或者0度～60度之间都不会发生卡钢现象；
2)在有带钢的情况下，利用废钢反复进行剪切动作，记录出口剪剪切一次即从0度旋转一周到360度的出口剪剪切时间，多次剪切动作后得到均值，得到剪切的基准时间T0；
3)将出口剪依据剪切时间变化均匀的原则，确定出口剪的变化角度值，对应将圆周划分为7个不同的角度区间；
4)在控制系统中设置一个出口剪角度偏差控制器使能信号Tset，当Tset使能信号开启时，出口剪进行自动剪切动作，并对当前出口剪的实际角度值和补偿时间偏差T1进行记录；
5)利用上面记录得到的角度值和时间值，得到图3所示曲线；
6)将带钢的宽度、厚度规格变化Wcor对角度偏差控制器的影响系数，以及气源的压力和流量Qcor对角度偏差控制器的影响系数进行修正补偿，得到出口剪的气动离合阀的得电时间为
Te＝(T0+T1)×Wcor×Qcor
式中，Te是气动离合阀的最终得电时间，T0是出口剪的基准时间，T1是出口剪的角度补偿时间，Wcor是带钢规格的补偿系数，Qcor是气源的压力和流量补偿系数。
7)当出口剪的角度偏差控制器投入使用时，对于相邻两个角度区间，平滑处理两个角度区间的气动离合器的得电时间，消除区间过渡时的参数变化引起的出口剪控制系统的震荡，实现得电时间控制的低扰切换功能。
说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。
Claims (5)
1.一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤1，定义出口剪的零度位置并实测出口剪的不卡钢的极限角度；
步骤2，利用废钢反复进行剪切动作，记录出口剪剪切一次即从0°旋转一周到360°的出口剪剪切基准时间，多次剪切动作后取平均值得到基准时间T0；
步骤3，依据剪切时间变化均匀的原则，确定变化角度值，对应将剪切时间实际采样值划分为N个不同的角度区间，依据出口剪的角度偏差控制器进行差别控制，并记录出口剪的实际角度值和补偿时间偏差T1；
步骤4，在所属的各角度区间内，对离合制动器电磁阀的基准得电时间进行平滑处理，实现得电时间控制的低扰动切换功能，同时将带钢规格和厂内气源变化对角度偏差控制器的影响系数进行叠加考虑，最终得到出口剪的气动离合阀的得电时间为
Te＝(T0+T1)×Wcor×Qcor，
式中，Te是气动离合阀的最终得电时间，T0是出口剪的基准时间，T1是出口剪的角度补偿时间，Wcor是带钢规格的补偿系数，Qcor是气源的压力和流量补偿系数。
2.根据权利要求1所述的一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，其特征在于：步骤1中定义6点钟方向为0°，3点钟方向为90°，12点钟方向为180°，9点钟方向为270°。
3.根据权利要求1所述的一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，其特征在于：所述步骤3中将剪切时间实际采样值划分为7个不同的角度区间，分别为：
1区：345°～15°；2区：15°～30°；3区：30°～50°；4区：50°～200°；5区：200°～310°；6区：310°～330°；7区：330°～345°。
4.根据权利要求3所述的一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，其特征在于：所述7个不同的角度区间对应的时间补偿分别为：0ms，-10ms，-20ms，-90ms，60ms，30ms，10ms。
5.根据权利要求1或3所述的一种连续退火机组启停式出口剪的控制方法，其特征在于：步骤2与步骤3之间还包括在控制系统中设置一个出口剪角度偏差控制器使能信号Tset，当Tset使能信号开启时，出口剪进行自动剪切动作。
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