CN107537863B - 一种h型钢开坯机区的全自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种H型钢开坯机区的全自动控制方法，属于H型钢生产线自动控制领域。该方法在H型钢生产线过程中，坯料预处理后，送往可逆开坯轧机组，通过开坯轧机组前设置的侧导板将热坯校直和对中；然后经辊道送往翻钢机，翻钢机按工艺要求对热坯进行自动横向或纵向翻转；经过翻转的坯料输送到二辊可逆的开坯轧机中，进行往复轧制，直到轧完工艺要求的道次。最后经开坯轧机后设置的辊道送往热锯进行切割，切割好的中间坯通过辊道传送到了横向运输机辊道上，将热钢坯从粗轧轧制线横向运送到精轧轧制线上。本发明通过合理控制开坯机区域各个设备的速度，实现了开坯机区域自动控制，保证了中间坯的质量，提高了生产线的轧制节奏。

Description

一种H型钢开坯机区的全自动控制方法

技术领域

本发明属于H型钢生产线自动控制领域，具体涉及一种H型钢开坯机区的全自动控制方法。

背景技术

开坯机区是H型钢生产线中重要的设备区域之一，很大程度上决定H型钢生产线的生产质量、生产节奏和产量。

开坯轧机区的控制过程是将加热好的坯料进行往返轧制，达到工艺要求后送往万能机组。具体过程如下：

坯料由推钢机推入炉内，经加热达到工艺温度要求后再由出钢机托出放到出炉辊道上，经粗除鳞箱除去加热时生成的氧化铁皮后，由辊道送往可逆开坯轧机组。开坯轧机前后各设有工作辊道、侧导板和翻钢机，侧导板用来将热坯校直和对中，翻钢机用来将热坯翻转。开坯轧机为二辊可逆轧机，坯料在其中往返轧制工艺所要求的奇数道次，轧成期望的中间坯后，由热锯进行切头切尾，再由横向运输机从粗轧轧制线横向移送至精轧轧制线，继续送往万能机组。

开坯机区域的控制是H型钢生产线的关键技术之一，其生成的中间坯质量好坏很大程度上决定成品的质量，该区域的控制精准度影响着后续生产线的工艺流程。

如何通过PLC(Programm Logic Control,可编程序控制器)系统合理地进行开坯机区域的控制，根据生产要求控制开坯机区轧制节奏，对于提升国内H型钢生产线的自动控制水平以及提高H型钢生产线的产能，都具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是为了提高开坯机区域各个设备的运行稳定性、可靠性和停位精准性，获得理想的生产节奏，提出一种H型钢开坯机区全自动控制方法；

具体步骤如下：

步骤一、在H型钢生产线过程中，坯料加热并经粗除鳞箱除去氧化铁皮后，送往可逆开坯轧机组；

步骤二、通过开坯轧机组前设置的侧导板将热坯校直和对中；

侧导板将热坯校直和对中的具体过程如下：

步骤201、在HMI(Human Machine Inteface，人机界面)画面完成零位标定，将编码器的物理位置整定成侧导板当前的实际开口度S1；

S1＝S0+(n2-n1)×L0

S0为侧导板零位标定时的实测开口度；n2为编码器当前的计数值；n1为侧导板零位标定时编码器的计数值；L0为编码器每个分度对应的侧导板位移；L0＝L/1024；L为编码器转一周侧导板的行程；1024是侧导板编码器的检测最大范围；

步骤202、根据侧导板当前的实际开口度S1计算侧导板的开口度偏差ΔS；

首先，系统根据码盘读出的实际开口度值，计算开口度偏差ΔS＝Sx-S1；

Sx为侧导板开口度的目标值；

步骤203、根据侧导板的开口度偏差ΔS，自动调整侧导板的APC(AutomaticPosition Control)实际位置；

步骤204、PLC通过安装在侧导板轴上的编码器检测侧导板的APC实际位置，将热坯定位于轧制中心线并校直；

对应侧导板的速度V与开口度偏差ΔS的关系为：

根据开口度偏差ΔS的正负确定速度V的极性，K的大小根据开口度偏差ΔS的大小分段调整，并且使用极限特性和死区特性，使之按匀减速运动到达目标位置。

当|ΔS|大于某一确定值时，V＝V_max，当|ΔS|小于某一确定值时，V＝0。

步骤三、热坯经过校直和对中后，经辊道送往翻钢机，翻钢机按工艺要求对热坯进行自动横向或纵向翻转。

步骤四、经过翻转的坯料输送到二辊可逆的开坯轧机中，进行往复轧制，直到轧完工艺要求的道次。

具体轧制过程如下：

步骤401、过程机或HMI给定每块钢的轧制次数及各道次的咬钢速度、轧制速度、及抛钢速度设定值；

步骤402、初始的热钢坯未到时，开坯轧机以空转速度运行，且辊道以等待速度运转；

步骤403、当开坯轧机前的热金属检测器检测到热钢坯到来时，开坯轧机开始以咬钢速度运转，准备把热钢坯咬入；

步骤404、当热钢坯咬入到开坯轧机时，启动加速定时器和减速定时器；

加速定时器设定加速时间为Ta1；减速定时器设定减速的时间为Td1；

步骤405、当开坯轧机咬入热钢坯到达设定的时间Ta1后，开坯轧机升速至轧制速度运行，同时启动减速定时器，进行计时工作。

当热钢坯长度较短，在开坯轧机还未升速到设定的轧制速度时，就要进行减速；此时判断下面算式：

L_i是第i道次钢坯长度；V_Bi是第i道次轧制速度；V_Ai是第i道次咬钢速度；V_Ci是第i道次抛钢速度；a是加速度；

当L_i满足上式后，立即启动减速定时器，计时单元数值T_di计算如下：

步骤406、当热钢坯尾部离开开坯轧机时，正好到达减速定时器的设定时间Td1，送出抛钢速度直至抛钢。

此时开坯轧机的负荷继电器信号失电，开坯轧机速度减为零。

步骤407、热钢坯进入开坯轧机组后设置的侧导板进行校直和对中；

步骤408、热钢坯经过校直和对中后，经辊道送往翻钢机，翻钢机按工艺要求对热坯进行自动横向或纵向翻转。

步骤409、当APC定位完成，开坯轧机准备偶道次反向轧制，开坯轧机以咬钢速度运转，准备把热钢坯反向咬入；

步骤410、当热钢坯从反方向再次进入开坯轧机时，同时启动两个软定时器；

反向的加速定时器设定加速时间为Ta2；反向的加速定时器设定减速的时间为Td2；

步骤411、当开坯轧机反向咬入热钢坯到达设定的时间Ta2后，升速至轧制速度运行，同时启动减速定时器，进行计时工作。

步骤412、当热坯尾部离开开坯轧机时，正好到达减速定时器的设定时间Td2，送出抛钢速度直至抛钢。

步骤413、开坯轧机重复开始下一道次循环，直到轧完工艺所要求的道次。

根据HMI上各道次设定的辊缝值，在上一道次完成后都要进行自动压下辊缝定位。

自动进行辊缝设定的过程如下：

首先，系统根据位置编码器经过辊缝仪读出的实际辊缝值，计算辊缝偏差ΔS'；

然后，根据辊缝偏差ΔS'的范围分三个阶段进行定位控制：

1)辊缝偏差ΔS'大于减速点ΔS2时，压下电机以最大速度|V'|_max运行；

2)当辊缝偏差ΔS'大于停车点ΔS1且小于减速点ΔS2时，传动系统按平方根曲线减速，对应压下电机的速度V'与辊缝偏差ΔS'的关系为：

根据辊缝偏差ΔS'的正负确定速度V'的极性，K的大小根据辊缝偏差ΔS'的大小分段调整，并且使用极限特性和死区特性，使之按匀减速运动到达目标位置。

3)当辊缝偏差ΔS'小于停车点ΔS1时，辊缝偏差ΔS'→0，被控对象在控制系统作用下接近目标值。

步骤五、当热钢坯经过开坯轧机往返轧制结束后，经开坯轧机后设置的辊道送往热锯进行切割。

在热锯前HMD(Hot Metal Detction)咬钢后，按照预定的切头长度和中间坯移动速度将热钢坯停止在切头位置，液压夹持器将中间钢坯夹紧，锯片进行切割。当锯片未接触热钢坯时，以最大速度进给，当锯片接近热钢坯时应减速；当锯片接触热钢坯切割时，应按规定的锯切速度进行锯切。

当锯片主传动电机电流超限时应减慢锯切速度。

步骤六、切割好的中间坯通过辊道传送到了横向运输机辊道上，将热钢坯从粗轧轧制线横向运送到精轧轧制线上。

中间钢坯离开横向运输机辊道，横向移送结束。横向运输机回到粗轧轧制线上，准备移送下一块中间坯。

本发明的优点在于：

1)、一种H型钢开坯机区全自动控制方法，通过合理控制开坯机区域各个设备的速度，实现了开坯机区域自动控制，保证了生产节奏。

2)、一种H型钢开坯机区全自动控制方法，提出了开坯机区域侧导板、压下辊缝等有关设备的位置控制方法，保证了中间坯的质量；

3)、一种H型钢开坯机区全自动控制方法，提出了轧制道次控制的方法，根据不同的轧制道次控制开坯机的速度和压下辊缝位置，提高了生产线的轧制节奏。

附图说明

图1是本发明一种H型钢开坯机区全自动控制方法的流程图；

图2是本发明侧导板将热坯校直和对中的具体流程图；

图3是本发明二辊可逆的开坯轧机往复轧制的流程图；

图4是本发明二辊可逆的开坯轧机进行往复轧制的速度曲线图；

图5是本发明开坯轧机进行自动辊缝设定压下控制图；

图6是本发明开坯机区液压站控制框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方法进行详细说明。

本发明一种H型钢生产线开坯机区域设备的全自动控制方法，涉及速度给定控制、位置控制、设备控制以及介质控制等。

具体步骤如下：

步骤一、在H型钢生产线过程中，坯料加热并经粗除鳞箱除去氧化铁皮后，送往可逆开坯轧机组；

步骤二、通过开坯轧机组前设置的侧导板将热坯校直和对中；

侧导板将热坯校直和对中的具体过程如下：

步骤201、在HMI画面完成侧导板的零位标定，将编码器的物理位置整定成侧导板当前的实际开口度S1；

零位标定就是将编码器的物理位置整定成侧导板实际开口度。

零位标定在HMI画面完成。通过手动操作侧导板到某一位置，操作工用尺子测量该位置的开口度值(单位mm)，将该测量值键入箱前侧导板栏的“标定开口度”，在HMI上点击“零位标定”按钮，该按钮指示灯闪烁；若取消标定，点击“取消”按钮；若想进行零位标定，点击“零位标定请求”按钮，可观察到“实际开口度”指示值与所键入的实测零位开口度数值相同，标定完成。

侧导板的自动定位控制

若：侧导板编码器为10位位置编码器，其检测范围为0-1024；

编码器转一周侧导板行程为L；

编码器每个分度对应侧导板位移为L0＝L/1024；

侧导板零位标定时位置编码器计数值为n1；

侧导板零位标定时实测开口度为S0；

编码器当前计数值为n2；

则：侧导板当前实际开口度：S1＝S0+(n2-n1)×L0

步骤202、根据侧导板当前的实际开口度S1计算侧导板的开口度偏差ΔS；

当侧导板零位已标定并且各种联锁条件都满足后，才能切换到自动定位方式。选择自动方式后，系统可自动完成开口度设定。具体过程如下：系统根据码盘读出的实际开口度值，计算开口度偏差ΔS＝Sx-S1；

侧导板定位目标开口度由HMI或过程机给出。设目标值为Sx。

步骤203、根据侧导板的开口度偏差ΔS，自动调整侧导板的APC(AutomaticPosition Control)实际位置；

步骤204、PLC通过安装在侧导板轴上的编码器检测侧导板的APC实际位置，将热坯定位于轧制中心线并校直；

对应侧导板的速度V与开口度偏差ΔS的关系为：

根据开口度偏差ΔS的正负确定速度V的极性，K的大小根据开口度偏差ΔS的大小分段调整，并且使用极限特性和死区特性，使之按匀减速运动到达目标位置。

当|ΔS|大于某一确定值时，V＝V_max，当|ΔS|小于某一确定值时，V＝0。定位完成后，起动抱闸。K值，死区点由调试时确定。

步骤三、热坯经过校直和对中后，经辊道送往翻钢机，翻钢机按工艺要求对热坯进行自动横向或纵向翻转。

步骤四、经过翻转的坯料输送到二辊可逆的开坯轧机中，进行往复轧制，直到轧完工艺要求的道次。

开坯轧机为二辊可逆轧机，坯料在其中往复轧制，每块钢坯料的轧制次数及各道次的咬钢速度、轧制速度、及抛钢速度设定值由过程机或HMI上给定。

开坯轧机的速度控制，如图4所示，在不同时刻送出相应的开坯轧机速度设定值。在热坯还未到来时，轧机以空转速度V0(等待速度)运行；当热坯到来时，开坯轧机前的热金属检测器检得，开坯轧机开始以咬钢速度运转，准备把钢材咬入；当钢材咬入到开坯轧机时，此时启动两个软定时器，一个是开始加速定时器；一个是开始减速定时器；开始加速定时器所设定的时间很短，当开坯轧机负荷继电器信号得电，即开坯轧机咬入钢坯到达延时时间Ta1后，升速至轧制速度运行。开始减速定时器设置的目的是保证在钢材尾部离开开坯轧机时，其速度恰好等于抛钢速度，当开始减速定时器时间到，送出抛钢速度直至抛钢。当开坯轧机负荷继电器信号失电，开坯轧机速度减为零。接着立即执行开坯轧机压下APC控制，开坯轧机前后侧导板APC控制。当APC定位完成，开坯轧机准备偶道次反向轧制，并升速至反向咬钢速度，当钢材从反方向再次进入开坯轧机时，和正方向一样，同时启动两个软定时器，设定时间为Ta2、Td2(每道次二者数值不同)，当钢坯在反方向离开开坯轧机时，立即执行开坯轧机压下APC控制，开坯轧机前后侧导板位置APC控制。待完成，开坯轧机又开始了下一道次循环，直到轧完工艺所要求的道次。

具体轧制过程如下：

步骤401、过程机或HMI给定每块钢的轧制次数及各道次的咬钢速度、轧制速度、及抛钢速度设定值；

步骤402、初始的热钢坯未到时，开坯轧机以空转速度运行，且辊道以等待速度运转；

步骤403、当开坯轧机前的热金属检测器检测到热钢坯到来时，开坯轧机开始以咬钢速度运转，准备把热钢坯咬入；

步骤404、当热钢坯咬入到开坯轧机时，启动加速定时器和减速定时器；

加速定时器设定加速时间为Ta1；减速定时器设定减速的时间为Td1；

步骤405、当开坯轧机咬入热钢坯到达设定的时间Ta1后，开坯轧机升速至轧制速度运行，同时启动减速定时器，进行计时工作。

这里，每道次减速定时器的计算都很关键，它直接关系热坯减速的时刻。在判定开坯轧机已咬钢时，应立即启动减速定时器计时单元，进行计时工作。

当热钢坯长度较短，可能在开坯轧机还未升速到设定的轧制速度V_Bi时，就要进行减速；此时图4中的第一道次速度曲线将呈三角形；

判断下面算式：

L_i是第i道次钢坯长度；V_Bi是第i道次轧制速度；V_Ai是第i道次咬钢速度；V_Ci是第i道次抛钢速度；a是加速度；

当L_i满足上式后，立即启动减速定时器，计时单元数值T_di计算如下：

步骤406、当热钢坯尾部离开开坯轧机时，正好到达减速定时器的设定时间Td1，送出抛钢速度直至抛钢。

此时开坯轧机的负荷继电器信号失电，开坯轧机速度减为零。

步骤407、热钢坯进入开坯轧机组后设置的侧导板进行校直和对中；

步骤408、热钢坯经过校直和对中后，经辊道送往翻钢机，翻钢机按工艺要求对热坯进行自动横向或纵向翻转。

步骤409、当APC定位完成，开坯轧机准备偶道次反向轧制，开坯轧机以咬钢速度运转，准备把热钢坯反向咬入；

步骤410、当热钢坯从反方向再次进入开坯轧机时，同时启动两个软定时器；

反向的加速定时器设定加速时间为Ta2；反向的加速定时器设定减速的时间为Td2；

步骤411、当开坯轧机反向咬入热钢坯到达设定的时间Ta2后，升速至轧制速度运行，同时启动减速定时器，进行计时工作。

步骤412、当热坯尾部离开开坯轧机时，正好到达减速定时器的设定时间Td2，送出抛钢速度直至抛钢。

步骤413、开坯轧机重复开始下一道次循环，直到轧完工艺所要求的道次。

根据HMI上各道次设定的辊缝值，在上一道次完成后都要进行自动压下辊缝定位。

自动进行辊缝设定的过程如下：

首先，系统根据位置编码器经过辊缝仪读出的实际辊缝值，计算辊缝偏差ΔS'(目标值-实际值)；

然后，如图5所示，根据辊缝偏差ΔS'的范围分三个阶段进行定位控制：

1)辊缝偏差ΔS'大于减速点ΔS2时，压下电机以最大速度|V'|_max运行；

2)当辊缝偏差ΔS'大于停车点ΔS1且小于减速点ΔS2时，传动系统按平方根曲线减速，对应压下电机的速度V'与辊缝偏差ΔS'的关系为：

根据辊缝偏差ΔS'的正负确定速度V'的极性，K的大小根据辊缝偏差ΔS'的大小分段调整，并且使用极限特性和死区特性，使之按匀减速运动到达目标位置。

3)当辊缝偏差ΔS'小于停车点ΔS1时，辊缝偏差ΔS'→0，被控对象在控制系统作用下接近目标值。由于系统开环增益迅速增加，难于稳定地无超调地达到目标位置。为此，应使V＝0，动作抱闸，使被控对象停止在定位误差允许的范围。

步骤五、当热钢坯经过开坯轧机往返轧制结束后，经开坯轧机后设置的辊道送往热锯进行切割。

当热坯经过开坯轧机往返轧制结束后，经开坯轧机后辊道送往热锯。为利于万能轧件咬入，须将头部腹板外延部分切除，因而也将此热锯称为切舌锯。在热锯前HMD(HotMetal Detction)咬钢后，按照预定的切头长度和中间坯移动速度将热钢坯停止在切头位置，也可以手动点动辊道速度将其定位在正确切头位置，液压夹持器将中间钢坯夹紧，锯片进行切割。当锯片未接触热钢坯时，以最大速度进给，当锯片接近热钢坯时应减速；当锯片接触热钢坯切割时，应按规定的锯切速度进行锯切。当锯片主传动电机电流超限时应减慢锯切速度。

步骤六、切割好的中间坯通过辊道传送到了横向运输机辊道上，将热钢坯从粗轧轧制线横向运送到精轧轧制线上。

这时操作横向运输机使其从粗轧轧制线横向运送到精轧轧制线上，横向运输机辊道及精轧前辊道运转，中间钢坯离开横向运输机辊道，横向移送结束。横向运输机回到粗轧轧制线上，准备移送下一块中间坯。

本发明开坯轧机区辊道众多，每组辊道既可以联动，也可以单动。正常轧钢时采用手动联动或自动，单动主要用于故障或检修状态。

对这些辊道的速度控制，是在适当的时刻对某一或某些段辊道输出合适的速度，根据工艺要求，为保证钢材平稳地咬入，各段辊道速度必须与此辊道相关的轧机速度匹配。这就要求钢坯在辊道上与在轧机内的金属秒流量相等，因此辊道速度可按下面公式计算：

V_辊道＝C(1－ε)V_轧机

其中：C为可调整的常数；ε为压下率。

当钢坯脱离轧机由辊道运送时，辊道需以高度运行，目的是为了减少钢坯在辊道上的停留时间，减少温降。

开坯轧机区的辊道控制分为以下几种情况:

开坯轧机区内无钢时，所有辊道以等待速度运转(低速)。

当出钢机开始出钢时，开坯轧机前辊道速度应与出炉辊道的速度匹配；当钢坯离开出炉辊道后，此时开坯轧机前辊道将以高速运送钢坯，开坯轧机后辊道则跟随开坯轧机速度运行；当钢坯到达开坯轧机前侧导板时，开坯轧机前辊道切换为跟随开坯轧机速度运行；开坯轧机抛钢后，此时不是末道次轧制，开坯轧机区辊道速度皆为零；当开坯轧机反向轧制时，开坯轧机区辊道始终跟随开坯轧机速度运行。如此往返，直到末道次轧制完成。

开坯轧机区位置控制主要有：开坯轧机前后侧导板的位置控制，以及开坯轧机压下位置控制。

首先是：开坯轧机前后侧导板的位置控制；

开坯轧机前后侧导板主要用于将热坯对中于轧制中心线，并将其校直，使轧件顺利通过开坯轧机。开坯轧机前后侧导板的位置控制有手动方式和自动方式。在自动方式下，带钢进入侧导板之前，根据过程计算机设定或操作工通过HMI设定的侧导板开口度自动进行侧导板的APC位置控制，保证带钢顺利进入轧机。PLC通过安装在侧导板轴上的编码器检测侧导板实际位置。

然后是：开坯轧机压下位置控制

电动压下控制系统负责在未轧钢时，对开坯轧机进行辊缝调节，即轧辊调平、轧辊预压靠调零及辊缝设定。压下控制方式有二种：自动方式和手动方式。压下/抬起的速度共有二挡：高速和低速。无论选择自动方式还是手动方式，压下/抬起的速度均以越接近目标值速度越低为原则，升/降速时速度均以斜坡(RAMP)函数给出。

⊙轧辊调平

在换辊完成后，或轧制尺寸异常时，需进行轧辊平衡调整。在手动方式下，进行压下操作，当压头检测到轧制压力和达到200t(此数据和下面相关以工艺给定为准)左右时，操作员观察压差(操作侧压力减传动侧压力)。当压差大于50t时，在HMI上选择调平，离合器断开。压差为正时，由压下电机抬或压传动侧，直至压差小于50t；反之亦然。然后在HMI上选择正常轧制，离合器合上，即可进行轧辊预压靠调零及辊缝设定。

⊙轧辊预压靠调零

轧辊调平完成后，在HMI上选择正常轧制，可进行轧辊预压靠调零。在手动方式下，进行压下操作，直至轧制压力和达到200t左右时，在HMI上请求辊缝清零，考虑到轧辊偏心力等，若一段时间内，轧辊偏心力不大于某一值，则辊缝清零，辊缝清零信号送入辊缝仪，由辊缝仪完成辊缝清零后，HMI上显示“清零完成”；此时完成辊缝清零。

⊙辊缝设定

开坯轧机压下辊缝设定可选择自动方式或手动方式。

在手动方式下，操作工在粗轧主操作台上操作“压下/抬起”主令开关，压下电机可根据压下或抬起的高档或低档速度运行。

当各种联锁条件都满足后，选择自动，系统自动完成辊缝设定。

开坯轧机缝辊设定时压下输出控制示意图如下：

开坯轧机前后翻钢机用来按工艺要求将热坯进行横向或纵向翻转，以便于开坯轧机往返轧制。翻钢机的控制有手动、自动两种方式。手动方式是在操作台上操作其翻转，自动方式是工艺要求，程序设定其自动翻转。

为加快轧制节奏，以轧件抛钢信号作为新道次的起始，抛钢信号可以由压头、主传动电机电流产生或HMD抛钢信号。接受到抛钢信号后，道次计数加1，并取该道次的规程值，预摆辊缝，主传动电机反向咬钢，进入轧制状态。

开坯轧机区介质控制主要有开坯轧机区液压站、开坯轧机区齿轮稀油润滑站、开坯轧机区油膜轴承稀油润滑站、开坯轧机区传动轴稀油润滑站等的控制。

其中主要是液压站的控制。液压站是为各液压执行机构提供油压，以驱动设备正常运转。液压站主要由油箱、主泵、循环泵、加热器、冷却器以及温度和压力检测元件等构成。工作原理，如图6所示：首先检查介质液压站内的液位、液压站润滑油的温度、压力等条件是否满足工艺要求，若运行条件满足，则首先启动开坯区机区液压站内的循环泵，再判断是否满足主泵启动条件，若满足依次启动主泵。主泵运行过程中，通过不断检测温度、压力等参数，来确定是否投入加热器或冷却器，保证油温和压力正常，形成温度和压力闭环控制，以达到良好的控制效果。

Claims (5)

1.一种H型钢开坯机区的全自动控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、在H型钢生产过程中，坯料加热并经粗除鳞箱除去氧化铁皮后，送往可逆开坯轧机；

步骤二、通过开坯轧机前设置的侧导板将热钢坯校直和对中；

步骤三、热钢坯经过校直和对中后，经辊道送往翻钢机，翻钢机按工艺要求对热钢坯进行自动横向或纵向翻转；

步骤四、经过翻转的热钢坯输送到二辊可逆的开坯轧机中，进行往复轧制，直到轧完工艺要求的道次；

具体轧制过程如下：

步骤401、过程机或HMI给定每块钢的轧制次数及各道次的咬钢速度、轧制速度、及抛钢速度设定值；

步骤402、初始的热钢坯未到时，开坯轧机以空转速度运行，且辊道以等待速度运转；

步骤403、当开坯轧机前的热金属检测器检测到热钢坯到来时，开坯轧机开始以咬钢速度运转，准备把热钢坯咬入；

步骤404、当热钢坯咬入到开坯轧机时，启动加速定时器和减速定时器；

加速定时器设定加速时间为Ta1；减速定时器设定减速的时间为Td1；

步骤405、当开坯轧机咬入热钢坯到达设定的时间Ta1后，开坯轧机升速至轧制速度运行，同时启动减速定时器，进行计时工作；

当热钢坯长度较短，在开坯轧机还未升速到设定的轧制速度时，就要进行减速；此时判断下面算式：

L_i是第i道次钢坯长度；V_Bi是第i道次轧制速度；V_Ai是第i道次咬钢速度；V_Ci是第i道次抛钢速度；a是加速度；

当L_i满足上式后，立即启动减速定时器，计时单元数值T_di计算如下：

步骤406、当热钢坯尾部离开开坯轧机时，正好到达减速定时器的设定时间Td1，送出抛钢速度直至抛钢；

此时开坯轧机的负荷继电器信号失电，开坯轧机速度减为零；

步骤407、热钢坯进入开坯轧机后设置的侧导板进行校直和对中；

步骤408、热钢坯经过校直和对中后，经辊道送往翻钢机，翻钢机按工艺要求对热钢坯进行自动横向或纵向翻转；

步骤409、当APC定位完成，开坯轧机准备偶道次反向轧制，开坯轧机以咬钢速度运转，准备把热钢坯反向咬入；

步骤410、当热钢坯从反方向再次进入开坯轧机时，同时启动两个软定时器；

反向的加速定时器设定加速时间为Ta2；反向的减速定时器设定减速的时间为Td2；

步骤411、当开坯轧机反向咬入热钢坯到达设定的时间Ta2后，升速至轧制速度运行，同时启动反向的减速定时器，进行计时工作；

步骤412、当热钢坯尾部离开开坯轧机时，正好到达反向的减速定时器的设定时间Td2，送出抛钢速度直至抛钢；

步骤413、开坯轧机重复开始下一道次循环，直到轧完工艺所要求的道次；

根据HMI上各道次设定的辊缝值，在上一道次完成后都要进行自动压下辊缝定位；

步骤五、当热钢坯经过开坯轧机往返轧制结束后，经开坯轧机后设置的辊道送往热锯进行切割；

在热锯前HMD咬钢后，按照预定的切头长度和中间坯移动速度将热钢坯停止在切头位置，液压夹持器将中间坯夹紧，锯片进行切割；当锯片未接触热钢坯时，以最大速度进给，当锯片接近热钢坯时应减速；当锯片接触热钢坯切割时，应按规定的锯切速度进行锯切；其中HMD为Hot Metal Detction；

当锯片主传动电机电流超限时应减慢锯切速度；

步骤六、切割好的中间坯通过辊道传送到了横向运输机辊道上，将热钢坯从粗轧轧制线横向运送到精轧轧制线上；

中间坯离开横向运输机辊道，横向移送结束；横向运输机回到粗轧轧制线上，准备移送下一块中间坯。

2.如权利要求1所述的一种H型钢开坯机区的全自动控制方法，其特征在于，步骤二中，所述的侧导板将热钢坯校直和对中的具体过程如下：

步骤201、在HMI画面完成零位标定，将编码器的物理位置整定成侧导板当前的实际开口度S1；

S1＝S0+(n2-n1)×L0

S0为侧导板零位标定时的实测开口度；n2为编码器当前的计数值；n1为侧导板零位标定时编码器的计数值；L0为编码器每个分度对应的侧导板位移；L0＝L/1024；L为编码器转一周侧导板的行程；1024是侧导板编码器的检测最大范围；

步骤202、根据侧导板当前的实际开口度S1计算侧导板的开口度偏差ΔS；

首先，系统根据码盘读出的实际开口度值，计算开口度偏差ΔS＝Sx-S1；

Sx为侧导板开口度的目标值；

步骤203、根据侧导板的开口度偏差ΔS，自动调整侧导板的APC实际位置；

步骤204、PLC通过安装在侧导板轴上的编码器检测侧导板的APC实际位置，将热钢坯定位于轧制中心线并校直；

对应侧导板的速度V与开口度偏差ΔS的关系为：

根据开口度偏差ΔS的正负确定速度V的极性，K的大小根据开口度偏差ΔS的大小分段调整，并且使用极限特性和死区特性，使之按匀减速运动到达目标位置；

当|ΔS|大于某一确定值时，V＝V_max，当|ΔS|小于某一确定值时，V＝0。

3.如权利要求1所述的一种H型钢开坯机区的全自动控制方法，其特征在于，所述的步骤413中，自动进行辊缝设定的过程如下：

首先，系统根据位置编码器经过辊缝仪读出的实际辊缝值，计算辊缝偏差ΔS'；

然后，根据辊缝偏差ΔS'的范围分三个阶段进行定位控制：

1)辊缝偏差ΔS'大于减速点ΔS2时，压下电机以最大速度|V'|_max运行；

2)当辊缝偏差ΔS'大于停车点ΔS1且小于减速点ΔS2时，传动系统按平方根曲线减速，对应压下电机的速度V'与辊缝偏差ΔS'的关系为：

根据辊缝偏差ΔS'的正负确定速度V'的极性，K的大小根据辊缝偏差ΔS'的大小分段调整，并且使用极限特性和死区特性，使之按匀减速运动到达目标位置；

3)当辊缝偏差ΔS'小于停车点ΔS1时，辊缝偏差ΔS'→0，被控对象在控制系统作用下接近目标值。

4.如权利要求1所述的一种H型钢开坯机区的全自动控制方法，其特征在于，所述的开坯机区的辊道控制分为以下几种情况：

开坯机区内无钢时，所有辊道以等待速度运转；

当出钢机开始出钢时，开坯轧机前辊道速度应与出炉辊道的速度匹配；当钢坯离开出炉辊道后，开坯轧机前辊道将以高速运送钢坯，开坯轧机后辊道则跟随开坯轧机速度运行；当钢坯到达开坯轧机前侧导板时，开坯轧机前辊道切换为跟随开坯轧机速度运行；开坯轧机抛钢后，开坯机区辊道速度皆为零；当开坯轧机反向轧制时，开坯机区辊道始终跟随开坯轧机速度运行。

5.如权利要求1所述的一种H型钢开坯机区的全自动控制方法，其特征在于，所述的开坯机区位置控制主要有：开坯轧机前后侧导板的位置控制，以及开坯轧机压下位置控制；

首先是：开坯轧机前后侧导板的位置控制；

开坯轧机前后侧导板主要用于将热钢坯对中于轧制中心线，并将其校直，使轧件顺利通过开坯轧机；开坯轧机前后侧导板的位置控制有手动方式和自动方式；在自动方式下，带钢进入侧导板之前，根据过程计算机设定或操作工通过HMI设定的侧导板开口度自动进行侧导板的APC位置控制，保证带钢顺利进入轧机；PLC通过安装在侧导板轴上的编码器检测侧导板实际位置；

然后是：开坯轧机压下位置控制

电动压下控制系统负责在未轧钢时，对开坯轧机进行辊缝调节；压下位置控制方式有二种：自动方式和手动方式；压下/抬起的速度共有二挡：高速和低速；无论选择自动方式还是手动方式，压下/抬起的速度均以越接近目标值速度越低为原则，升/降速时速度均以斜坡函数给出。