CN110193532B - 一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法，属于冷轧设备运行控制技术领域。技术方案是：包括检测卷取机转矩的控制精度、控制出口厚度精度、减少卷取张力实际值与设定值偏差、减少卷取速度实际值与设定值偏差、控制卷取机传动系统转矩的输出。本发明能快速处理卷取机张力波动，改善张力控制，彻底杜绝薄规格带钢张力波动大导致断带事故，保持卷取张力平稳，带尾定位精确，取得了良好的经济效益。

Description

一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法

技术领域

本发明涉及一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法，属于冷轧设备运行控制技术领域。

背景技术

冷轧厂酸轧线使用的卷取机为低压大型同步电动机，一直发生卷取机张力波动，目测能看出带钢卷取过程中有明显抖动，特别是生产薄规格（0.5mm以下）带钢时经常发生因张力波动大而误报断带故障导致停车事故，由于带钢薄在停车过程中或停车再次启动时极易断带。这种现象平均每年有10次以上，每次处理需要1个小时。断带后再启动生产由于甩废造成大量浪费；同时由于张力波动，造成卷取不齐，钢卷错层，如果是销售卷将导致质量异议；如果是退火卷，则在翻倒以及放置在罩式炉内堆垛时错层导致带钢挤伤。卷取机张力波动，带钢抖动，对设备造成冲击，对机械和电气设备损害极大；同时张力波动必引起出口速度波动，根据秒流量理论，出口产品厚度必将发生波动，严重时超差，导致质量事故。在生产厚规格带钢时由于张力波动造成卷取机带尾定位不准，如定位过长在轧后打捆机处不好打捆，需操作人员手动干预，用撬杠撬带头打捆，有安全隐患，增加劳动强度，降低生产节奏；如定位过短钢卷放置于鞍座上时，带尾低于鞍座凹槽，当钢卷抬起前行时带头可能卡住鞍座胶垫，造成掉卷恶劣事故，掉卷后恢复很慢，砸坏设备修复造成备件成本提升，修复时间很长，造成20多吨钢卷报废，损失极大。发生过因此类事故掉卷，砸坏2#小车电缆、无线通讯铝导轨，修复12小时，损失产量及备件成本能耗等损失50万元。生产超厚规格带钢时由于剪切后带尾定位性能不良，速度波动太大，造成钢卷内圈与外圈有裂缝，造成严重质量问题，销售卷无法销售，影响极大。

发明内容

本发明目的是提供一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法，可在卷取机工作时有效控制张力波动，降低带钢废品率和生产成本，保障正常生产，解决已有技术存在的上述技术问题

本发明的技术方案如下：

一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法，包括以下步骤：

步骤1：检测卷取机转矩的控制精度，包括以下具体步骤：

步骤1-1：通过PDA数据，分析卷取机速度曲线特征；如果速度异常波动，转向步骤1-2；如果速度平滑变化，转向步骤1-3；如果速度正常波动，结束步骤1；

步骤1-2：速度异常波动，在极短时间内有突变，且频率较高，应是编码器回路问题引起；转向步骤1-5；

步骤1-3：速度平滑变化，即为转矩不稳，是功率单元问题，分开不同功率单元单独运行，判断是哪个功率单元问题；

步骤1-4：确定有问题的功率单元后，再次检查测试确定是功率器件（如可控硅、IGBT、均压电阻等）还是控制检测元件（如触发板、电流互感器等）的异常；

步骤1-5：根据观察分析和测试判断，更换相应的故障器件；转向步骤1-1；

步骤2：控制出口厚度精度，包括以下具体步骤：

步骤2-1：对测厚仪进行清理，做预吸收，测厚仪自动消除脏污引起的异常；

步骤2-2：对测厚变送器做静态检查，检查是否符合要求；如果是，转向步骤2-4，否，则转向步骤2-3；

步骤2-3：对测厚变送器进行检查处理，包括调整匹配电阻，重新焊接变送器连接线等；转向步骤2-2；

步骤2-4：用标准板测量，检查实际精度，验证是否在千分之二内；如果是，结束步骤2，否，则转向步骤2-5；

步骤2-5：通过两个测厚仪做线性化文件达到要求，之后将通过基础标定的新线性化的文件投入运行，转向步骤2-4；

步骤3：减少卷取张力实际值与设定值偏差，包括以下具体步骤：

步骤3-1：通过PDA数据，分析卷取机张力曲线特征；比较卷取机张力设定值与实际平均值，如果实际平均值比设定值低，转向步骤3-2；如果实际平均值与设定值基本一致，结束步骤3；

步骤3-2：在变频器技术功能模块内部调节修正系数，使得实际带钢张力相对调高10%，避免因张力波动到零而导致误报断带故障导致停车；转向步骤3-1；

步骤4：减少卷取速度实际值与设定值偏差，包括以下具体步骤：

步骤4-1：通过PDA数据，分析卷取机速度曲线特征；比较速度设定值与速度实际平均值，如果速度实际平均值与设定值有偏差，转向步骤4-2；如果速度实际值平稳跟随速度设定值，结束步骤4；

步骤4-2：速度调节器表中KP 、TN两个参数，单次调节范围为1%和10%；转向步骤4-1；

步骤5：控制卷取机传动系统转矩的输出，具体内容如下：

步骤5-1：通过PDA数据，分析卷取机转矩曲线特征；检查输出转矩是否达到要求，如果是，结束步骤5；否，则转向步骤5-2；

步骤5-2：检查由6RA70变频器直流装置提供的励磁电流由电流模型输出；

步骤5-3：在恒转矩的情况下，采用电压空间矢量法，通过调节触发延迟角控制IGBT的通断时间及顺序，保证输出电压矢量在旋转空间为一直径恒定矢量；

步骤5-4：在恒功率情况下，根据同步机矢量控制中弱磁控制原理，利用速度设定值作为弱磁模式切换条件，观察是否满足高动态性负载控制特性；如果是，转向步骤5-1；否则继续步骤5-5；

步骤5-5：利用功率因数切换控制模式，电流矢量方向与电压矢量方向一致（电动模式下，作用在第二象限）电流矢量磁场分量用于减少励磁，调节变频器P162设定参数，将该功率因数参数由10%逐步提高至20%，在电压未到最大值时提前进入弱磁控制，如有大负载要求，可以提高电压，提高转矩电流，以改善特性；每次调节之后，转向步骤5-1；

步骤6：结束。

还可以进行如下辅助处理，具体内容如下：

步骤7-1：检查张力计接线状态、标零，消除测量误差，保证张力实际值检测的精准；

步骤7-2：对比轧机压力传感器数据，如发现异常及时更换，保证轧机轧制力检测精准性；

步骤7-3：检查SONY磁尺接线状态，检查磁尺连接机构与压下缸执行机构之间有无油污，保证磁尺状态良好。

本发明有益效果：掌握张力波动的原因，采取相应措施，进行针对性控制；彻底杜绝薄规格带钢张力波动大导致断带事故，保持卷取张力平稳，带尾定位精准；在生产线检修时可参照本方法进行卷取机张力检查和修正。本发明可以应用到带有卷取设备的生产线上，有很大的推广前景。

附图说明

图1是本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图。通过实施例对本发明做进一步详细的说明。

在实施例中，卷取机张力波动导致异常或停车检修时，实施本发明。

一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法，包括以下步骤：

步骤1：检测卷取机转矩的控制精度，包括以下具体步骤：

步骤1-1：通过PDA数据，分析卷取机速度曲线特征；如果速度异常波动，转向步骤1-2；如果速度平滑变化，转向步骤1-3；如果速度正常波动，结束步骤1；

步骤1-2：速度异常波动，在极短时间内有突变，且频率较高，应是编码器回路问题引起；转向步骤1-5；

步骤1-3：速度平滑变化，即为转矩不稳，是功率单元问题，分开不同功率单元单独运行，判断是哪个功率单元问题；

步骤1-4：确定有问题的功率单元后，再次检查测试确定是功率器件（如可控硅、IGBT、均压电阻等）还是控制检测元件（如触发板、电流互感器等）的异常；

步骤1-5：根据观察分析和测试判断，更换相应的故障器件；转向步骤1-1；

步骤2：控制出口厚度精度，包括以下具体步骤：

步骤2-1：对测厚仪进行清理，做预吸收，测厚仪自动消除脏污引起的异常；

步骤2-2：对测厚变送器做静态检查，检查是否符合要求；如果是，转向步骤2-4，否，则转向步骤2-3；

步骤2-3：对测厚变送器进行检查处理，包括调整匹配电阻，重新焊接变送器连接线等；转向步骤2-2；

步骤2-4：用标准板测量，检查实际精度，验证是否在千分之二内；如果是，结束步骤2，否，则转向步骤2-5；

步骤2-5：通过两个测厚仪做线性化文件达到要求，之后将通过基础标定的新线性化的文件投入运行，转向步骤2-4；

步骤3：减少卷取张力实际值与设定值偏差，包括以下具体步骤：

步骤3-1：通过PDA数据，分析卷取机张力曲线特征；比较卷取机张力设定值与实际平均值，如果实际平均值比设定值低，转向步骤3-2；如果实际平均值与设定值基本一致，结束步骤3；

步骤3-2：在变频器技术功能模块内部调节修正系数，使得实际带钢张力相对调高10%，避免因张力波动到零而导致误报断带故障导致停车；转向步骤3-1；

步骤4：减少卷取速度实际值与设定值偏差，包括以下具体步骤：

步骤4-1：通过PDA数据，分析卷取机速度曲线特征；比较速度设定值与速度实际平均值，如果速度实际平均值与设定值有偏差，转向步骤4-2；如果速度实际值平稳跟随速度设定值，结束步骤4；

步骤4-2：速度调节器表中KP 、TN两个参数，单次调节范围为1%和10%；转向步骤4-1；

步骤5：控制卷取机传动系统转矩的输出，具体内容如下：

步骤5-1：通过PDA数据，分析卷取机转矩曲线特征；检查输出转矩是否达到要求，如果是，结束步骤5；否，则转向步骤5-2；

步骤5-2：检查由6RA70变频器直流装置提供的励磁电流由电流模型输出；

步骤5-3：在恒转矩的情况下，采用电压空间矢量法，通过调节触发延迟角控制IGBT的通断时间及顺序，保证输出电压矢量在旋转空间为一直径恒定矢量；

步骤5-4：在恒功率情况下，根据同步机矢量控制中弱磁控制原理，利用速度设定值作为弱磁模式切换条件，观察是否满足高动态性负载控制特性；如果是，转向步骤5-1；否则继续步骤5-5；

步骤5-5：利用功率因数切换控制模式，电流矢量方向与电压矢量方向一致（电动模式下，作用在第二象限）电流矢量磁场分量用于减少励磁，调节变频器P162设定参数，将该功率因数参数由10%逐步提高至20%，在电压未到最大值时提前进入弱磁控制，如有大负载要求，可以提高电压，提高转矩电流，以改善特性；每次调节之后，转向步骤5-1；

步骤6：结束。

还可以进行如下辅助处理，具体内容如下：

步骤7-1：检查张力计接线状态、标零，消除测量误差，保证张力实际值检测的精准；

步骤7-2：对比轧机压力传感器数据，如发现异常及时更换，保证轧机轧制力检测精准性；

步骤7-3：检查SONY磁尺接线状态，检查磁尺连接机构与压下缸执行机构之间有无油污，保证磁尺状态良好。

Claims (2)

1.一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法,其特征在于包括以下步骤：

步骤1：检测卷取机转矩的控制精度，包括以下具体步骤：

步骤1-1：通过PDA数据，分析卷取机速度曲线特征；如果速度异常波动，转向步骤1-2；如果速度平滑变化，转向步骤1-3；如果速度正常波动，结束步骤1；

步骤1-2：速度异常波动，应是编码器回路问题引起；转向步骤1-5；

步骤1-3：速度平滑变化，是功率单元问题，分开不同功率单元单独运行，判断是哪个功率单元问题；

步骤1-4：确定有问题功率单元后，检查测试确定是功率器件还是控制检测元件的异常，找出故障器件；

步骤1-5：更换相应的故障器件；转向步骤1-1；

步骤2：控制出口厚度精度，包括以下具体步骤：

步骤2-1：对测厚仪进行清理；

步骤2-2：对测厚变送器做静态检查，检查是否符合要求；如果是，转向步骤2-4，否，则转向步骤2-3；

步骤2-3：对测厚变送器进行检查处理；转向步骤2-2；

步骤2-4：用标准板测量，检查实际精度，验证是否在千分之二内；如果是，结束步骤2，否，则转向步骤2-5；

步骤2-5：通过两个测厚仪做线性化文件达到要求，之后将通过基础标定的新线性化的文件投入运行，转向步骤2-4；

步骤3：减少卷取张力实际值与设定值偏差，包括以下具体步骤：

步骤3-1：通过PDA数据，分析卷取机张力曲线特征；比较卷取机张力设定值与实际平均值，如果实际平均值比设定值低，转向步骤3-2；如果实际平均值与设定值一致，结束步骤3；

步骤3-2：在变频器技术功能模块内部调节修正系数，使得实际带钢张力相对调高10%，避免因张力波动到零而导致误报断带故障导致停车；转向步骤3-1；

步骤4：减少卷取速度实际值与设定值偏差，包括以下具体步骤：

步骤4-1：通过PDA数据，分析卷取机速度曲线特征；比较速度设定值与速度实际平均值，如果速度实际平均值与设定值有偏差，转向步骤4-2；如果速度实际值平稳跟随速度设定值，结束步骤4；

步骤4-2：速度调节器表中KP 、TN两个参数，单次调节范围为1%和10%；转向步骤4-1；

步骤5：控制卷取机传动系统转矩的输出，具体内容如下：

步骤5-1：通过PDA数据，分析卷取机转矩曲线特征；检查输出转矩是否达到要求，如果是，结束步骤5；否，则转向步骤5-2；

步骤5-2：检查由6RA70变频器直流装置提供的励磁电流由电流模型输出；

步骤5-3：在恒转矩的情况下，采用电压空间矢量法，通过调节触发延迟角控制IGBT的通断时间及顺序，保证输出电压矢量在旋转空间为一直径恒定矢量；

步骤5-4：在恒功率情况下，根据同步机矢量控制中弱磁控制原理，利用速度设定值作为弱磁模式切换条件，观察是否满足高动态性负载控制特性；如果是，转向步骤5-1；否则继续步骤5-5；

步骤5-5：利用功率因数切换控制模式，电流矢量方向与电压矢量方向一致电流矢量磁场分量用于减少励磁，调节变频器P162设定参数，将该功率因数参数由10%逐步提高至20%，在电压未到最大值时提前进入弱磁控制；每次调节之后，转向步骤5-1；

步骤6：结束。

2.根据权利要求1所述的一种卷取机张力波动的快速判断和控制方法,其特征在于进行如下辅助处理，具体内容如下：

步骤7-1：检查张力计接线状态、标零，消除测量误差，保证张力实际值检测的精准；

步骤7-2：对比轧机压力传感器数据，如发现异常及时更换，保证轧机轧制力检测精准性；

步骤7-3：检查SONY磁尺接线状态，检查磁尺连接机构与压下缸执行机构之间有无油污，保证磁尺状态良好。

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