CN106925625A - 一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法，所述方法包括：驱动卷筒以线速度V1进行转动，分别控制三个助卷辊以速度V2向卷筒压靠，直至所述助卷辊与卷筒接触，三个助卷辊被卷筒传动；当助卷辊被动转动持续100ms时，分别检测助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值；计算三个助卷辊辊缝偏差值的均值，根据均值校准卷筒初涨值，完成自动标定。本申请提供的自动标定方法在保持卷取原有硬件配置的基础上，无需添置新检测元件，利用卷筒与助卷辊之间的辊缝偏差值自动标定卷筒初涨值，克服卷筒手动标定时间长、安全隐患多、标定精度低的影响，可在保证卷筒标定精度的基础上有效降低标定时间、消除安全隐患。

Description

一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法

技术领域

本发明涉及技术领域，尤其涉及一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法。

背景技术

在热轧带钢生产过程中，由于助卷辊和卷筒机械结构受高强度、高温钢板冲击与摩擦，使得两者产生机械磨损，为保证卷取机的设备控制功能精度，需要不断对卷筒初涨值进行重新标定。在更换卷筒、助卷辊、液压缸等设备后，同样也需要进行标定。

传统的卷筒标定方法是人工标定，需要停车、插安全销后，人工爬进卷取机内，通过卡尺测量卷筒的直径尺寸，或将测量工具套在卷筒上，固定测量位置，之后测量固定位置之前的距离，或者在卷筒的两端分别设置坠线，测量两坠线之间的距离来间接测量卷筒直径尺寸。对比卷筒直径测量值与标准值的大小，若测量值与标准值的偏差超过规定值范围，通过液压缸调整卷筒的直径尺寸，再人工测量调整后的卷筒直径尺寸，直至卷筒直径测量值与标准值的偏差符合规定值，如此才算标定完成。

但是，通过人工标定卷筒初涨值的流程繁琐，往往需要多次调整才能符合标准，花费时间较长，影响热轧带钢的轧制效率；还有操作人员进入卷取机内部测量，容易受到伤害，安全隐患较大。

发明内容

本发明提供了一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法，以解决目前卷筒标定时间长、安全隐患大的问题。

本发明提供了一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法，所述方法包括：

驱动卷筒以线速度V1进行转动，分别控制三个助卷辊以速度V2向所述卷筒压靠，直至所述助卷辊与卷筒接触，且三个所述助卷辊被所述卷筒传动；

当所述助卷辊被动转动持续100ms时，分别检测所述助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值；

计算三个所述助卷辊辊缝偏差值的均值，根据所述均值校准卷筒初涨值，完成自动标定。

可选的，所述分别控制三个助卷辊以速度V2向所述卷筒压靠，具体包括：

控制液压缸杠杆伸出，所述杠杆驱动所述助卷辊压下向所述卷筒靠近。

可选的，所述当所述助卷辊被动转动持续100ms时，分别检测所述助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值，具体包括：

当所述助卷辊被动转动持续100ms时，分别通过磁尺和油压传感器检测所述助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值。

可选的，所述根据所述均值校准卷筒初涨值，完成自动标定，具体包括：

当所述均值小于或等于1mm，直接标定卷筒初涨值；

当所述均值大于1mm，则将所述均值读入卷筒初涨值，对卷筒进行复位，完成标定。

可选的，所述方法还包括：

当单个助卷辊的辊缝偏差值与另外两个助卷辊辊缝偏差值的任一差值大于2mm时，退出标定。

可选的，所述卷筒线速度V1为0.1-0.5m/s，所述助卷辊压下速度V2为0-2mm/s。

本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提供的热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法包括：驱动卷筒以线速度V1进行转动，分别控制三个助卷辊以速度V2向卷筒压靠，直至所述助卷辊与卷筒接触，三个助卷辊被卷筒传动；当助卷辊被动转动持续100ms时，分别检测助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值；计算三个助卷辊辊缝偏差值的均值，根据均值校准卷筒初涨值，完成自动标定。本申请提供的自动标定方法在保持卷取原有硬件配置的基础上，无需添置新检测元件，利用卷筒与助卷辊之间的辊缝偏差值自动标定卷筒初涨值，克服卷筒手动标定时间长、安全隐患多、标定精度低的影响，可在保证卷筒标定精度的基础上有效降低标定时间、消除安全隐患，从而提升设备稳定性、降低卷筒标定时间和职工劳动强度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法中S300的详细流程图；

图3为本发明实施例提供的一种热轧带钢卷取机系统结构示意图。

具体实施方式

卷取机是将热轧或冷轧钢材卷曲成卷筒状的轧钢车间辅助设备，目前带钢热连轧机组主要是由粗轧机、精轧机及卷取机组成，而卷取机是热连轧机组的最后一道工序，也是保证钢卷质量的关键环节。夹送辊在卷钢时，使钢卷向下弯曲，此时三个助卷辊围成圆弧形状，使钢卷紧紧卷在卷筒上。

为保证卷完的钢卷顺利地从卷取机卷筒上卸出，就必须在卷取机卷钢之前，卷筒有一定的初涨值，而且当带钢在卷筒上卷上二圈到四圈时，卷筒开始启动完全涨径。当卷完后，卸卷小车启动卸卷程序，在这个过程中卷筒将启动缩径，以顺利完成卸卷，然后卷筒再次预涨缩，等待卷取下块带钢。

参见图1，为本发明实施例提供的热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法的流程图。

本发明实施例提供的热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法包括：

S100：驱动卷筒以线速度V1进行转动，分别控制三个助卷辊以速度V2向所述卷筒压靠，直至所述助卷辊与卷筒接触，且三个所述助卷辊被所述卷筒传动。

具体地，热轧带钢卷取机卷筒标定为自动标定，主要包括卷筒速度控制、助卷辊自动压下控制、助卷辊速度反馈检测、助卷辊压力检测和CFC中程序控制，其中，

卷筒速度控制是通过卷筒电机和速度编码器来完成，卷筒电机驱动卷筒转动，而速度编码器安装在卷筒的传动部位，位于电机后部，卷筒转动后，速度编码器可以实时监测卷筒转速。电机驱动卷筒以线速度V1进行转动，在具体实施过程中，卷筒的线速度V1为0.1-0.5m/s。优选的，卷筒的线速度V1为0.2m/s，直至标定完成。

助卷辊自动压下控制是通过助卷辊液压缸和磁尺来完成。控制助卷辊液压缸杠杆伸出，液压缸杠杆驱动助卷辊压下向卷筒靠近，直至助卷辊与卷筒接触，且三个助卷辊被卷筒传动，而磁尺用于检测助卷辊液压缸的杠杆伸缩量。

卷筒开始转动时，分别控制每个助卷辊的液压缸，驱动助卷辊以速度V2向卷筒压靠，助卷辊液压缸杠杆伸出的速度先快后慢，助卷辊液压缸杠杆伸出的速度根据液压缸行程、位移传感器的测量精度、卷筒标定精度以及标定时间确定。在具体实施过程中，助卷辊的压靠速度V2为0-2mm/s。优选的，助卷辊的压靠速度V2为0.5mm/s。

将卷取机和卸卷小车切换到“手动”状态，职工点击位于wincc中的点钮，点钮会变绿，自动标定开始，此时卷筒电机驱动卷筒以0.2m/s的线速度转动，卷筒转动后助卷辊以0.5mm/s速度进行压靠，直至助卷辊与卷筒接触。当助卷辊与卷筒接触时，助卷辊在卷筒的带动下被动转动。

S200：当所述助卷辊被动转动持续100ms时，分别检测所述助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值。

具体地，当助卷辊与卷筒接触后，助卷辊在卷筒的带动下被动转动，当助卷辊被动速度出现后且能持续100ms时，认为该助卷辊压靠完成。当每个助卷辊出现速度反馈后，认为此时的助卷辊实际辊缝为零，但磁尺显示数值可能会大于零或小于零，这时的偏差就作为标定的主要依据，负值的产生是磁尺值(通过换算得来的)与实际零位偏差得出的。简单理解，磁尺为零了但助卷辊没有压靠到卷筒上，助卷辊与卷筒之间存在缝隙，再压靠缝隙没有了实际辊缝为零，但磁尺数为负值。

当助卷辊被动转动100ms时，通过助卷辊磁尺和油压传感器检测助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值。磁尺检测液压缸杠杆伸缩量，而油压传感器是压力反馈单元，当助卷辊在空载动作时，油压传感器显示的压力值时助卷辊的自重压力值，压力值很小，如果压力值变大时，证明一是助卷辊压靠到卷筒，二是液压缸伸长或收缩到头，因此根据油压传感器显示的压力值辅助判断助卷辊压靠到卷筒，磁尺检测助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值。

S300：计算三个所述助卷辊辊缝偏差值的均值，根据所述均值校准卷筒初涨值，完成自动标定。

具体地，当三个助卷辊分别压靠完成后，检测得到三个助卷辊的辊缝偏差值，并将检测得到的辊缝偏差值传送至CFC系统，在CFC系统中计算三个辊缝偏差值的算术平均值，根据所述均值校准卷筒初涨值。卷筒初涨值为卷筒等待卷钢时的状态直径，即未卷钢前，卷筒预涨缩，设定一定的初涨直径，待带钢卷完后，卷筒缩径，便于卸下钢卷。通过卷筒的激光测距仪检测卷筒的涨径，通过卷筒液压缸实现卷筒的涨大和缩小。

本申请提供的校准卷筒初涨值的具体方法如图2所示：

S301：当所述均值小于或等于1mm时，直接标定卷筒初涨值。

具体地，当三个助卷辊与卷筒的辊缝偏差值的均值小于或等于1mm时，说明卷筒初涨值达到标准，无需调整，直接标定完成。

S302：当所述均值大于1mm，则将所述均值读入卷筒初涨值，对卷筒进行复位，完成标定。

具体地，当三个助卷辊与卷筒的辊缝偏差值的均值大于1mm，说明卷筒初涨值超出标准范围，需要对卷筒初涨值进行调整。将辊缝偏差值的均值读入卷筒初涨值，更新卷筒初涨值，调整卷筒的直径尺寸，直至卷筒的直径尺寸达到更新后的卷筒初涨值，然后显示标定完成，自动标定退出。

还有，当标定中出现单个助卷辊辊缝偏差值比其他两个助卷辊辊缝偏差值的任一偏差值大于2mm时，认为该助卷辊存在机械性问题，标定退出，其他助卷辊则标定完成。

本申请提供的热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法基于卷取机系统，如图3所示，卷筒1的外围设置有三个助卷辊2，每个助卷辊2上连接有一个液压缸3，每个液压缸3上分别设置有一个位移传感器4，每个位移传感器4均电连接CFC系统5，CFC系统5电连接Wincc设备6。优选的，本申请实施例中位移传感器为磁尺。

CFC(Continuous Function Chart，连续功能图编程)系统是西门子一种图形化程序编辑器，用于连续的过程控制，不间断的，实时的。

Wincc(Windows Control Center，视窗控制中心)设备是第一个使用最新的32位技术的过程监视系统，具有良好的开放性和灵活性。Wincc运行于个人计算机环境，可以与多种自动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。用户在其友好的界面上进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等，它为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。Wincc的另一个特点在于其整体开放性，它可以方便地与各种软件和用户程序组合在一起，建立友好的人机界面，满足实际需要。

Wincc设备6设置“卷筒自动标定”功能，点击“卷筒自动标定”点钮，CFC系统5控制液压缸3杠杆伸出，杠杆驱动助卷辊2压下向卷筒1靠近，而液压缸3上的位移传感器4用于检测液压缸3的伸缩量，并将检测数值传送至CFC系统5中，CFC系统5计算三个助卷辊2与卷筒1之间的辊缝偏差值的均值。CFC系统5根据均值大小校准卷筒初涨值，完成自动标定。当卷筒标定完成后，wincc画面中会提示“卷筒自动标定完成”，人工退出标定程序后，视为整个标定流程完成。

本申请提供的热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法依靠现有卷筒激光测距仪实现卷筒位置闭环控制，依靠现有助卷辊的磁尺实现助卷辊位置闭环控制，依靠现有助卷辊油压传感器实现助卷辊油压闭环控制，通过助卷辊的速度编码器实现助卷辊的速度闭环控制，不需增加投入和添加任何设备元件。

从上述实施例可以看出，本发明实施例提供的热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法在不增加任何检测元件的基础上，通过在CFC系统添加控制功能和在wincc设备中添加操作功能来实现卷筒的自动标定功能，利用三个助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值的均值作为标定的主要依据，该自动标定方法既节省了设备投资、简化了标定流程、降低了标定时间，又降低了职工安全隐患和劳动强度，为设备顺行和高效高产创造了有利条件。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (6)

1.一种热轧带钢卷取机卷筒的自动标定方法，其特征在于，所述方法包括：

驱动卷筒以线速度V1进行转动，分别控制三个助卷辊以速度V2向所述卷筒压靠，直至所述助卷辊与卷筒接触，且三个所述助卷辊被所述卷筒传动；

当所述助卷辊被动转动持续100ms时，分别检测所述助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值；

计算三个所述助卷辊辊缝偏差值的均值，根据所述均值校准卷筒初涨值，完成自动标定。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别控制三个助卷辊以速度V2向所述卷筒压靠，具体包括：

控制液压缸杠杆伸出，所述杠杆驱动所述助卷辊压下向所述卷筒靠近。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述助卷辊被动转动持续100ms时，分别检测所述助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值，具体包括：

当所述助卷辊被动转动持续100ms时，分别通过磁尺和油压传感器检测所述助卷辊与卷筒之间的辊缝偏差值。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述均值校准卷筒初涨值，完成自动标定，具体包括：

当所述均值小于或等于1mm，直接标定卷筒初涨值；

当所述均值大于1mm，则将所述均值读入卷筒初涨值，对卷筒进行复位，完成标定。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当单个助卷辊的辊缝偏差值与另外两个助卷辊辊缝偏差值的任一差值大于2mm时，退出标定。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卷筒线速度V1为0.1-0.5m/s，所述助卷辊压下速度V2为0-2mm/s。