CN110280608A - 智能轧钢精确轧件跟踪处理方法 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/72—Rear end control; Front end control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product

Abstract

本发明涉及智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，包括：获取第N架轧机的线速度Vn和第N+1架轧机的线速度Vn+1；获取轧件移动速度V0相对于Vn的前滑系数K1；获取轧件移动速度V0相对于Vn+1的后滑系数K2；获取PLC系统扫描周期ΔT；根据Vn，K1和ΔT计算第N架轧机咬钢后，轧件头部位置P1；根据Vn+1，K2和ΔT计算轧机抛钢时，轧件尾部位置P2。采用本申请的技术方案，轧件跟踪精度得到很大提高，能够满足智能轧钢控制的需要。

Description

智能轧钢精确轧件跟踪处理方法
技术领域
本发明属于智能轧钢技术领域，具体涉及智能轧钢精确轧件跟踪处理方法。
背景技术
传统轧线自动化控制的核心技术包括轧件跟踪、速度级联、速度自适应、速度补偿、微张力控制、活套控制、飞剪控制等内容。其中的轧件跟踪准确与否，以及如何应用，是轧线能否实现智能控制的基础和关键。
传统长材轧线自动化系统中，目前轧件跟踪误差范围：粗轧区100-200mm，中轧区500-1000mm，精轧区1500-3000mm。在这样的误差情况下，无法对轧线进行精确控制，所有的轧线都需要进行人工辅助。而智能轧钢系统要求轧件头部的跟踪误差粗轧区小于10mm，中轧区小于20mm，精轧区小于50mm。传统的轧件跟踪不能满足智能轧钢系统的需求。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，包括：
获取第N架轧机的线速度Vn和第N+1架轧机的线速度Vn+1，其中N＞＝1；
获取轧件移动速度V0相对于Vn的前滑系数K1；
获取轧件移动速度V0相对于Vn+1的后滑系数K2；
获取PLC系统扫描周期ΔT；
根据Vn，K1和ΔT计算第N架轧机咬钢时(后)(精确咬钢信号)，轧件头部位置P1；
根据Vn+1，K2和ΔT计算轧机抛钢时(后)，轧件尾部位置P2。
进一步地，获取轧件移动速度V0相对于Vn的前滑系数K1具体为：
记录第N架轧机咬钢时第N架轧机的编码器码数Mn；
记录第N+1架轧机咬钢时第N架轧机的编码器码数Mn’；
获取第N架轧机的脉冲当量Lpp1，即单位脉冲对应的轧件长度；
测量第N架轧机与第N+1架轧机之间的距离ΔL；
计算Mn和Mn’的差值ΔMn；
计算第N架和第N+1架轧机之间通过钢头的实测距离Ln,Ln＝ΔMn×Lpp1；
计算基础前滑系数K1’，
利用数学归纳和曲线拟合方法建立K1’与第N架和第N+1架轧机之间张力的关系曲线；
根据第N架和第N+1架轧机之间实际张力获取K1。
进一步地，获取轧件移动速度V0相对于Vn+1的前滑系数K2具体为：
记录第N架轧机抛钢时第N+1架轧机的编码器码数Mn+1；
记录第N+1架轧机抛钢时第N+1架轧机的编码器码数Mn+1’；
获取第N+1架轧机的脉冲当量Lpp2，即单位脉冲对应的轧件长度；
测量第N架轧机与第N+1架轧机之间的距离ΔL；
计算Mn+1和Mn+1’的差值ΔMn+1；
获取第N+1架轧机的延展率En+1；
计算第N架和第N+1架轧机之间通过钢尾的实测距离Ln+1，
计算基础前滑系数K2’，
利用数学归纳和曲线拟合方法建立K2’与第N架和第N+1架轧机之间张力的关系曲线；
根据第N架和第N+1架轧机之间实际张力获取K2。
进一步地，获取PLC系统扫描周期ΔT具体为：
获取PLC系统上次主程序开始时的系统时钟T1；
获取PLC系统本次主程序开始时的系统时钟Tn；
计算ΔT，ΔT＝Tn-T1。
进一步地，根据Vn，K1和ΔT计算第N架轧机咬钢后，轧件头部位置P1，具体为：P1＝∑Vn×K1×ΔT。
进一步地，根据Vn+1，K2和ΔT计算轧机抛钢后，轧件尾部位置P2，具体为：P2＝∑Vn+1×K2×ΔT。
本发明的有益效果在于：
采用本申请的技术方案精度得到很大提高，轧件头部跟踪误差范围：粗轧区小于2mm，中轧区小于10mm，精轧区小于40mm，能够满足智能轧钢系统的需求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明轧钢精确轧件跟踪处理方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供的智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，包括：
S1、获取第N架轧机的线速度Vn和第N+1架轧机的线速度Vn+1，其中N＞＝1；
S2、获取轧件移动速度V0相对于Vn的前滑系数K1；
S3、获取轧件移动速度V0相对于Vn+1的后滑系数K2；
S4、获取PLC系统扫描周期ΔT；
S5、根据Vn，K1和ΔT计算第N架轧机咬钢后，轧件头部位置P1；
S6、根据Vn+1，K2和ΔT计算轧机抛钢后，轧件尾部位置P2。
在上述技术方案的基础上进一步地，获取轧件移动速度V0相对于Vn的前滑系数K1具体为：
S201、记录第N架轧机咬钢时第N架轧机的编码器码数Mn；
S202、记录第N+1架轧机咬钢时第N架轧机的编码器码数Mn’；
S203、获取第N架轧机的脉冲当量Lpp1，即单位脉冲对应的轧件长度；
S204、测量第N架轧机与第N+1架轧机之间的距离ΔL；
S205、计算Mn和Mn’的差值ΔMn；
S206、计算第N架和第N+1架轧机之间通过钢头的实测距离Ln，Ln＝ΔMn×Lpp1；
S207、计算基础前滑系数K1’，
S208、利用数学归纳和曲线拟合方法建立K1’与第N架和第N+1架轧机之间张力的关系曲线；
S209、根据第N架和第N+1架轧机之间实际张力获取K1。
在上述技术方案的基础上进一步地，获取轧件移动速度V0相对于Vn+1的前滑系数K2具体为：
S301、记录第N架轧机抛钢时第N+1架轧机的编码器码数Mn+1；
S302、记录第N+1架轧机抛钢时第N+1架轧机的编码器码数Mn+1’；
S303、获取第N+1架轧机的脉冲当量Lpp2，即单位脉冲对应的轧件长度；
S304、测量第N架轧机与第N+1架轧机之间的距离ΔL；
S305、计算Mn+1和Mn+1’的差值ΔMn+1；
S306、获取第N+1架轧机的延展率En+1，其中，En+1能够直接获取；
S307、计算第N架和第N+1架轧机之间通过钢尾的实测距离Ln+1，
S308、计算基础前滑系数K2’，
S309、利用数学归纳和曲线拟合方法建立K2’与第N架和第N+1架轧机之间张力的关系曲线；
S310、根据第N架和第N+1架轧机之间实际张力获取K2。
在上述技术方案的基础上进一步地，获取PLC系统扫描周期ΔT具体为：
S401、获取传动系统PLC系统上次主程序开始时的系统时钟T1；
S402、获取传动系统PLC系统本次主程序开始时的系统时钟Tn；
S403、计算ΔT，ΔT＝Tn-T1。
在本实施方式中大规模优化程序结构和算法，将PLC主程序正常运行时间控制在5ms以内。将控制程序中的各种子功能以及其各下级子功能都进行严格分级管理和控制，在系统需要进行高精度咬钢信号判断和高精度轧件跟踪时，将与之无关的子程序及其各下级子程序忽略(系统应急响应有关的程序处理、传动通信等基本功能保留)，此时CPU的系统负担降低到主体程序的10％以下，PLC主程序运行时间控制在1ms以下。在PLC主程序运行时间小于1ms的情况下，上述ΔT的值为0或1(毫秒)，在程序中对运行速度与ΔT(时间)的积进行积分时，从理论上保证了ΔT(时间)的累计误差不会超过1ms。
在上述技术方案的基础上进一步地，根据Vn，K1和ΔT计算第N架轧机咬钢后，轧件头部位置P1，具体为：P1＝∑Vn×K1×ΔT。
在上述技术方案的基础上进一步地，根据Vn+1，K2和ΔT计算轧机抛钢后，轧件尾部位置P2，具体为：P2＝∑Vn+1×K2×ΔT。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，其特征在于，包括：
获取第N架轧机的线速度Vn和第N+1架轧机的线速度Vn+1，其中N＞1；
获取轧件移动速度V0相对于Vn的前滑系数K1；
获取轧件移动速度V0相对于Vn+1的后滑系数K2；
获取PLC系统扫描周期ΔT；
根据Vn，K1和ΔT计算第N架轧机咬钢后，轧件头部位置P1；
根据Vn+1，K2和ΔT计算轧机抛钢后，轧件尾部位置P2。
2.如权利要求1所述的智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，其特征在于，获取轧件移动速度V0相对于Vn的前滑系数K1具体为：
记录第N架轧机咬钢时第N架轧机的编码器码数Mn；
记录第N+1架轧机咬钢时第N架轧机的编码器码数Mn’；
获取第N架轧机的脉冲当量Lpp1，即单位脉冲对应的轧件长度；
测量第N架轧机与第N+1架轧机之间的距离ΔL；
计算Mn和Mn’的差值ΔMn；
计算第N架和第N+1架轧机之间通过钢头的实测距离Ln,Ln＝ΔMn×Lpp1；
计算基础前滑系数K1’，
利用数学归纳和曲线拟合方法建立K1’与第N架和第N+1架轧机之间张力的关系曲线；
根据第N架和第N+1架轧机之间实际张力获取K1。
3.如权利要求1所述的智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，其特征在于，获取轧件移动速度V0相对于Vn+1的后滑系数K2具体为：
记录第N架轧机抛钢时第N+1架轧机的编码器码数Mn+1；
记录第N+1架轧机抛钢时第N+1架轧机的编码器码数Mn+1’；
获取第N+1架轧机的脉冲当量Lpp2，即单位脉冲对应的轧件长度；
测量第N架轧机与第N+1架轧机之间的距离ΔL；
计算Mn+1和Mn+1’的差值ΔMn+1；
获取第N+1架轧机的延展率En+1；
计算第N架和第N+1架轧机之间通过钢尾的实测距离Ln+1,
计算基础前滑系数K2’，
利用数学归纳和曲线拟合方法建立K2’与第N架和第N+1架轧机之间张力的关系曲线；
根据第N架和第N+1架轧机之间实际张力获取K2。
4.如权利要求1所述的智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，其特征在于，获取PLC系统扫描周期ΔT，具体为：
获取PLC系统上次主程序开始时的系统时钟T1；
获取PLC系统本次主程序开始时的系统时钟Tn；
计算ΔT，ΔT＝Tn-T1。
5.如权利要求1所述的智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，其特征在于，根据Vn，K1和ΔT计算第N架轧机咬钢后，轧件头部位置P1，具体为：P1＝∑Vn×K1×ΔT。
6.如权利要求1所述的智能轧钢精确轧件跟踪处理方法，其特征在于，根据Vn+1，K2和ΔT计算轧机抛钢后，轧件尾部位置P2，具体为：P2＝∑Vn+1×K2×ΔT。
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