CN109834132B - 卷取机助卷辊零调控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热轧设备自动控制技术领域，公开了一种卷取机助卷辊零调控制方法，包括：启动助卷辊零调，使助卷辊向卷筒关闭；在关闭过程中，测定助卷辊的实际压力是否等于助卷辊零调压力基准，若是，使实际压力保持一个设定时间，完成助卷辊零调操作；若否，进入下一步；根据助卷辊在助卷辊零调最小位置基准对应的位置时的实际压力，设定一个助卷辊零调附加位置给定；设定一个助卷辊零调位置基准；使助卷辊从助卷辊零调最小位置基准对应的位置向卷筒关闭；在关闭过程中，测定助卷辊的实际压力，当实际压力等于助卷辊零调压力基准时，使其保持一个设定时间，完成助卷辊零调操作。本发明的方法能够在助卷辊未发生或发生磨损时，完成助卷辊零调操作。

Description

卷取机助卷辊零调控制方法

技术领域

本发明涉及热轧设备自动控制技术领域，尤其涉及一种卷取机助卷辊零调控制方法。

背景技术

卷取机在完成检修后，或者在完成助卷辊液压缸、助卷辊位置传感器、助卷辊压力传感器、助卷辊本体或卷筒扇形板的更换后，需要对卷取机的三个助卷辊进行零调，以确保卷取机的正常作业。

对助卷辊进行零调主要是为了校准卷取机卷筒与助卷辊之间的辊缝间隙，来确保卷取机卷出的钢卷卷形良好；若在助卷辊零调不能正常进行的情况下，利用卷取机直接卷钢，容易造成废钢或钢卷卷形不良等问题。卷取机在进行卷钢时，助卷辊需要进行开闭动作，卷取机在工作一段时间后，助卷辊设备会因长时间动作而导致助卷辊与助卷辊液压缸的连接轴处磨损，使轴套处出现间隙；且随着卷取机的工作时长的增加，连接轴处磨损会越严重，使轴套处的间隙逐渐增大。由于轴套处存在间隙，卷取机在后续工作时，当需要进行助卷辊零调时，会出现助卷辊零调不能顺利完成的问题；若直接对助卷辊设备进行更换，则会导致卷取机的维修费用增高和停机时间增长，使热轧生产的生产成本增加和生产效率降低。

目前，在进行助卷辊零调之前，需要先将卷取机的卷筒支臂打到闭合位置，卷筒在预涨位置以1m/s的速度旋转，而后启动助卷辊零调，并使助卷辊的速度与卷筒的速度同步，助卷辊从完全打开位置开始向卷筒关闭，当助卷辊关闭到一定位置，助卷辊实际压力达到助卷辊零调压力基准时，助卷辊零调进入压力控制，当助卷辊实际压力等于助卷辊零调压力基准且保持一个设定时间后，则表示助卷辊零调完成，卷取机可进行正常生产。但当助卷辊设备发生机械磨损后，助卷辊关闭到助卷辊零调最小位置基准时，助卷辊实际压力仍无法达到助卷辊零调压力基准，此时将导致助卷辊零调失败。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种卷取机助卷辊零调控制方法，能够在助卷辊设备发生磨损后，确保助卷辊零调顺利完成。

为此，本发明公开了一种卷取机助卷辊零调控制方法，所述控制方法包括：

1)启动助卷辊零调，使所述助卷辊从完全打开位置开始向卷筒关闭；

2)在所述助卷辊从所述完全打开位置关闭到助卷辊零调最小位置基准对应的位置的过程中，测定所述助卷辊的实际压力是否等于助卷辊零调压力基准，若是，使所述助卷辊的实际压力保持一个设定时间，完成助卷辊零调操作；若否，进入下一步；

3)待所述助卷辊关闭到所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置时，测定该时刻助卷辊的实际压力，根据所述该时刻助卷辊的实际压力，确定所述助卷辊的零调压力偏差，并根据所述零调压力偏差设定一个助卷辊零调附加位置给定；

4)设定一个助卷辊零调位置基准，令所述助卷辊零调位置基准的数值等于所述助卷辊零调最小位置基准的数值加上所述助卷辊零调附加位置给定的数值；

5)基于所述助卷辊零调位置基准，使所述助卷辊从所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置向所述卷筒关闭；

6)在所述助卷辊从所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置关闭到所述助卷辊零调位置基准对应的位置的过程中，测定所述助卷辊的实际压力，当所述助卷辊的实际压力等于所述助卷辊零调压力基准时，使所述助卷辊的实际压力保持一个所述设定时间，完成所述助卷辊零调操作。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的零调压力偏差的数值等于所述助卷辊零调压力基准的数值减去所述助卷辊在所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置时的实际压力的数值。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的零调压力偏差大于0KN且小于5KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-5mm。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于5KN且小于10KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-10mm。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于10KN且小于15KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-15mm。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于15KN且小于20KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-20mm。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于20KN且小于25KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-25mm。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于25KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-30mm。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊的开关动作通过助卷辊液压缸驱动控制，所述助卷辊液压缸的行程通过改变助卷辊伺服阀给定调整。

进一步地，在所述卷取机助卷辊零调控制方法中，所述助卷辊伺服阀给定利用下述公式1获取；

其中，L_n表示第n时刻助卷辊伺服阀给定，L_n-1表示第n-1时刻助卷辊伺服阀给定，Kp表示助卷辊伺服阀增益系数，TA表示采样时间，TN表示积分时间，ΔLE_n表示第n时刻助卷辊零调位置偏差，ΔLE_n-1表示第n-1时刻助卷辊零调位置偏差，ΔLE_n＝L_ref—L_act，L_ref表示第n时刻的助卷辊零调位置基准，L_act表示第n时刻的助卷辊液压缸实际行程。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的卷取机助卷辊零调控制方法既能在助卷辊未发生磨损时，完成助卷辊零调操作，还能在助卷辊发生磨损时，完成助卷辊零调操作，保证助卷辊与卷筒间辊缝的精度，实现卷取机的正常卷钢；能有效的提高卷取机的使用寿命，减少卷取机的停机时长，以降低热轧生产的生产成本和提高热轧生产的生产效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为示例提供的一种现有技术的卷取机助卷辊的位置结构示意图；

图2为本发明一个实施例的卷取机助卷辊零调控制方法的流程图。

附图标记说明：

1-卷筒、2-助卷辊。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

如附图1所示，卷取机的卷筒1外侧围绕有三个助卷辊2，卷取机在工作前或检修后，需要对卷筒1外侧的三个助卷辊2进行零调，以确保卷取机正常卷钢。

如附图2所示，本发明实施例提供了一种卷取机助卷辊零调控制方法，该卷取机助卷辊零调控制方法包括：

1)启动助卷辊零调，使助卷辊2从完全打开位置开始向卷筒1关闭；

2)在助卷辊2从完全打开位置关闭到助卷辊零调最小位置基准对应的位置的过程中，测定助卷辊2的实际压力是否等于助卷辊零调压力基准，若是，使助卷辊2的实际压力保持一个设定时间，完成助卷辊零调操作；若否，进入下一步；

3)待助卷辊2关闭到助卷辊零调最小位置基准对应的位置时，测定该时刻助卷辊2的实际压力，根据该时刻助卷辊2的实际压力，确定助卷辊2的零调压力偏差，并根据零调压力偏差设定一个助卷辊零调附加位置给定；

4)设定一个助卷辊零调位置基准，令助卷辊零调位置基准的数值等于助卷辊零调最小位置基准的数值加上助卷辊零调附加位置给定的数值；

5)基于助卷辊零调位置基准，使助卷辊2从助卷辊零调最小位置基准对应的位置向卷筒1关闭；

6)在助卷辊2从助卷辊零调最小位置基准对应的位置关闭到助卷辊零调位置基准对应的位置的过程中，测定助卷辊2的实际压力，当助卷辊2的实际压力等于助卷辊零调压力基准时，使助卷辊2的实际压力保持一个设定时间，完成助卷辊零调操作。

以下对本发明实施例提供的卷取机助卷辊零调控制方法的原理进行说明。

当助卷辊2与助卷辊液压缸的连接轴处未发生磨损时，由于在助卷辊2从完全打开位置关闭到助卷辊零调最小位置基准对应的位置的过程中，必然存在一个位置，使得助卷辊2的实际压力等于助卷辊零调压力基准，因此通过在助卷辊2向卷筒1关闭的过程中，保持对助卷辊2的实际压力的测定，当测得助卷辊2的实际压力等于助卷辊零调压力基准时，使助卷辊2的实际压力保持一个设定时间，即可完成助卷辊零调操作；

当助卷辊2与助卷辊液压缸的连接轴处发生磨损时，由于连接轴套处存在间隙晃动，在助卷辊2从完成打开位置关闭到助卷辊零调最小位置基准对应的位置的过程中，助卷辊2的实际压力可能无法达到助卷辊零调压力基准，此时根据助卷辊2在助卷辊零调最小位置基准对应的位置时的实际压力设定一个助卷辊零调附加位置给定，再根据助卷辊零调附加位置给定和助卷辊零调最小位置基准设定一个助卷辊零调位置基准，从而使助卷辊2从助卷辊零调最小位置基准对应的位置关闭到助卷辊零调位置基准对应的位置的过程中，存在一个位置，使得助卷辊2的实际压力等于助卷辊零调压力基准，而后通过在助卷辊2向卷筒1关闭的过程中，保持对助卷辊2的实际压力的测定，当测得助卷辊2的实际压力等于助卷辊零调压力基准时，使助卷辊2的实际压力保持一个设定时间，即可完成助卷辊零调操作。

其中，助卷辊2的零调压力偏差的数值等于助卷辊零调压力基准的数值减去助卷辊2在助卷辊零调最小位置基准对应的位置时的实际压力的数值。

进一步地，为了确保当助卷辊2与助卷辊液压缸的连接轴处发生磨损时，助卷辊2从助卷辊零调最小位置基准对应的位置关闭到助卷辊零调位置基准对应的位置的过程中，存在一个位置，使得助卷辊2的实际压力等于助卷辊零调压力基准，且由于助卷辊2磨损的最大值不超过30mm；本发明实施例中，当助卷辊2的零调压力偏差大于0KN且小于5KN时，助卷辊零调附加位置给定等于-5mm；当助卷辊2的零调压力偏差大于等于5KN且小于10KN时，助卷辊零调附加位置给定等于-10mm；当助卷辊2的零调压力偏差大于等于10KN且小于15KN时，助卷辊零调附加位置给定等于-15mm；当助卷辊2的零调压力偏差大于等于15KN且小于20KN时，助卷辊零调附加位置给定等于-20mm；当助卷辊2的零调压力偏差大于等于20KN且小于25KN时，助卷辊零调附加位置给定等于-25mm；当助卷辊2的零调压力偏差大于等于25KN时，助卷辊零调附加位置给定等于-30mm。

本发明实施例中，利用一级计算机来实现助卷辊2的零调位置控制。具体地，助卷辊2的开关动作通过助卷辊液压缸驱动控制，助卷辊液压缸的行程通过改变助卷辊伺服阀给定调整，一级计算机通过控制算法控制调节助卷辊伺服阀给定，以实现助卷辊2的零调位置控制。

具体地，本发明实施例中，助卷辊伺服阀给定利用下述公式1获取；

其中，L_n表示第n时刻助卷辊伺服阀给定，L_n-1表示第n-1时刻助卷辊伺服阀给定，Kp表示助卷辊伺服阀增益系数，TA表示采样时间，TN表示积分时间，ΔLE_n表示第n时刻助卷辊零调位置偏差，ΔLE_n-1表示第n-1时刻助卷辊零调位置偏差，ΔLE_n＝L_ref—L_act，L_ref表示第n时刻的助卷辊零调位置基准，L_act表示第n时刻的助卷辊液压缸实际行程。

本发明实施例中，一级计算机中的助卷辊伺服阀给定的控制算法，在助卷辊2与助卷辊液压缸发生磨损且助卷辊2到达助卷辊零调最小位置基准对应的位置时生效。具体地，根据助卷辊2的零调压力偏差确定助卷辊零调附加位置给定，根据助卷辊零调附加位置给定确定助卷辊零调位置基准，根据助卷辊零调位置基准确定助卷辊零调位置偏差，利用助卷辊零调位置偏差和助卷辊伺服阀参数确定助卷辊伺服阀给定，通过调节助卷辊伺服阀给定改变助卷辊液压缸行程，使助卷辊2从助卷辊零调最小位置基准对应的位置继续向卷筒1关闭，使助卷辊2与卷筒1压靠辊缝为零，消除机械间隙以满足助卷辊零调要求，完成助卷辊零调操作。

本发明实施例中，助卷辊2采用西门子TDC控制器进行控制，其具体的CPU采用CPU551，控制信号通道为SM500；助卷辊伺服阀采用Rexroth伺服阀，助卷辊伺服阀通过管路连接助卷辊液压缸。

本发明实施例中，为了便于助卷辊2的压力的检测和位置的检测，助卷辊液压缸上分别安装有压力传感器和位置传感器，利用压力传感器测量助卷辊2的实际压力，利用位置传感器测量助卷辊2的实际位置。

可见，本发明实施例提供的卷取机助卷辊零调控制方法既能在助卷辊2未发生磨损时，完成助卷辊零调操作，还能在助卷辊2发生磨损时，完成助卷辊零调操作，保证助卷辊2与卷筒1间辊缝的精度，实现卷取机的正常卷钢；能有效的提高卷取机的使用寿命，减少卷取机的停机时长，以降低热轧生产的生产成本和提高热轧生产的生产效率。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

1)启动助卷辊零调，使所述助卷辊从完全打开位置开始向卷筒关闭；

2)在所述助卷辊从所述完全打开位置关闭到助卷辊零调最小位置基准对应的位置的过程中，测定所述助卷辊的实际压力是否等于助卷辊零调压力基准，若是，使所述助卷辊的实际压力保持一个设定时间，完成助卷辊零调操作；若否，进入下一步；

3)待所述助卷辊关闭到所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置时，测定该时刻助卷辊的实际压力，根据所述该时刻助卷辊的实际压力，确定所述助卷辊的零调压力偏差，并根据所述零调压力偏差设定一个助卷辊零调附加位置给定；

4)设定一个助卷辊零调位置基准，令所述助卷辊零调位置基准的数值等于所述助卷辊零调最小位置基准的数值加上所述助卷辊零调附加位置给定的数值；

5)基于所述助卷辊零调位置基准，使所述助卷辊从所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置向所述卷筒关闭；

6)在所述助卷辊从所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置关闭到所述助卷辊零调位置基准对应的位置的过程中，测定所述助卷辊的实际压力，当所述助卷辊的实际压力等于所述助卷辊零调压力基准时，使所述助卷辊的实际压力保持一个所述设定时间，完成所述助卷辊零调操作。

2.根据权利要求1所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的零调压力偏差的数值等于所述助卷辊零调压力基准的数值减去所述助卷辊在所述助卷辊零调最小位置基准对应的位置时的实际压力的数值。

3.根据权利要求2所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的零调压力偏差大于0KN且小于5KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-5mm。

4.根据权利要求3所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于5KN且小于10KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-10mm。

5.根据权利要求4所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于10KN且小于15KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-15mm。

6.根据权利要求5所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于15KN且小于20KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-20mm。

7.根据权利要求6所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于20KN且小于25KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-25mm。

8.根据权利要求7所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的零调压力偏差大于等于25KN时，所述助卷辊零调附加位置给定等于-30mm。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊的开关动作通过助卷辊液压缸驱动控制，所述助卷辊液压缸的行程调整通过改变助卷辊伺服阀给定实现。

10.根据权利要求9所述的卷取机助卷辊零调控制方法，其特征在于，所述助卷辊伺服阀给定利用下述公式1获取；

其中，L_n表示第n时刻助卷辊伺服阀给定，L_n-1表示第n-1时刻助卷辊伺服阀给定，Kp表示助卷辊伺服阀增益系数，TA表示采样时间，TN表示积分时间，ΔLE_n表示第n时刻助卷辊零调位置偏差，ΔLE_n-1表示第n-1时刻助卷辊零调位置偏差，ΔLE_n＝L_ref—L_act，L_ref表示第n时刻的助卷辊零调位置基准，L_act表示第n时刻的助卷辊液压缸实际行程。

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