CN110722017A - 一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法，属于冶金技术领域，通过芯轴；纸套筒，所述纸套筒套设在所述芯轴的外部；液压驱动装置，所述液压驱动装置包括：液压缸，所述液压缸通过一液压推杆与所述芯轴的端部连接；编码器，所述编码器设置在所述液压缸远离所述芯轴的一端；压力检测仪表，所述压力检测仪表设置在所述液压缸的入口管路的第一位置处，所述压力检测仪表用于检测所述芯轴的当前压力值；控制部件，所述控制部件通过逻辑电路与所述液压驱动装置连通，从而达到了简便易用，实现根据芯轴膨胀压力值来更改芯轴膨胀位置设定值的功能，消除纸套筒卷取缺陷的技术效果。

Description

一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法。

背景技术

卷取机是将热轧或冷轧钢材卷取成卷筒状的轧钢车间辅助设备，在热带钢连轧机、冷带钢连轧机和线材轧机上布置在成品机座之后；在单机座可逆冷带轧机上则安装在轧机的前后。此外，它也安设在连续酸洗机组、纵剪、退火、涂层等各种精整机组中。

目前，在生产薄规格钢卷时，出口卷取会使用纸套筒，随之而来的问题是当卷取机芯轴膨胀位置设定值偏小时，会造成芯轴与纸套筒之间摩擦力过小，穿带时容易出现打滑，造成出口快停；当卷取机芯轴膨胀位置设定值偏大时，会引起纸套筒膨胀过大，钢卷从芯轴卸下后纸套筒收缩恢复原状，会导致钢卷内圈松动，即芯轴膨胀位置设定值过大或者过小都会导致出现异常问题。

发明内容

本发明提供了一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法，用以解决现有技术中的芯轴膨胀位置设定值过大或者过小，都会导致出现卷取异常的技术问题，达到了简便易用，实现根据芯轴膨胀压力值来更改芯轴膨胀位置设定值的功能，消除纸套筒卷取缺陷的技术效果。

第一方面，本发明提供了一种带钢纸套筒卷取的控制系统，包括：芯轴；纸套筒，所述纸套筒套设在所述芯轴的外部；液压驱动装置，所述液压驱动装置包括：液压缸，所述液压缸通过一液压推杆与所述芯轴的端部连接；编码器，所述编码器设置在所述液压缸远离所述芯轴的一端；压力检测仪表，所述压力检测仪表设置在所述液压缸的入口管路的第一位置处，所述压力检测仪表用于检测所述芯轴的当前压力值；控制部件，所述控制部件通过逻辑电路与所述液压驱动装置连通。

优选的，所述液压驱动装置还包括：第一电磁阀，所述第一电磁阀设置在所述液压缸的出口管路上；第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述液压缸的入口管路的第二位置处；液压泵，所述液压泵设置在所述液压缸的入口管路的第三位置处；液压油箱，所述液压油箱分别与所述入口管路、出口管路远离所述液压缸的一端连接。

优选的，所述控制部件包括：控制器，所述控制器分别与所述编码器、压力检测仪表、第一电磁阀、第二电磁阀连接；操作屏，所述操作屏与所述控制器连接，且通过所述操作屏设定所述芯轴的膨胀设定值，并将所述膨胀设定值发送给所述控制器。

优选的，还包括：报警单元，所述报警单元与所述控制部件通信连接，当所述芯轴的当前压力值不满足压力设定值时，所述报警单元进行报警。

第二方面，本发明还提供了一种带钢纸套筒卷取的控制方法，用于连续退火线带钢的卷取，包括：步骤1：根据纸套筒的直径，获得芯轴的膨胀设定值；步骤2：将所述膨胀设定值发送给控制器，使所述控制器根据所述膨胀设定值，控制所述芯轴膨胀；步骤3：关闭液压缸的出口管路上安装的第一电磁阀，并开启所述液压缸的入口管路上安装的第二电磁阀、液压泵，使液压推杆推动所述芯轴膨胀；步骤4：采集编码器的当前膨胀值，并采集所述入口管路上安装的压力检测仪表的当前压力值；步骤5：分别对比所述当前膨胀值和膨胀设定值、当前压力值和压力设定值，并按照预设策略控制所述芯轴的膨胀过程；步骤6：当膨胀过程结束后，开始进行卷取操作；步骤7：当所述卷取过程结束后，关闭所述第二电磁阀、液压泵，开启所述第一电磁阀，所述液压推杆收回，以使所述芯轴收缩。

优选的，在所述步骤7中，还包括：当所述芯轴收缩之后，开始进行卸卷操作。

优选的，所述压力设定值的范围为55-60bar。

优选的，所述预设策略包括：当所述当前膨胀值小于所述膨胀设定值，且所述当前压力值小于所述压力设定值的下限值时，则继续进行加压操作，直至所述当前膨胀值达到所述膨胀设定值，所述当前压力值达到所述压力设定值。

优选的，所述预设策略还包括：当所述当前膨胀值满足所述膨胀设定值，且所述当前压力值小于所述压力设定值的下限值时，则报警单元进行报警，调整所述膨胀设定值，直至所述当前压力值大于所述压力设定值的下限值。

优选的，所述预设策略还包括：当所述当前压力值大于所述压力设定值的上限值时，且所述当前膨胀值小于所述膨胀设定值时，则停止膨胀过程。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法，通过芯轴、纸套筒、液压驱动装置、编码器、压力检测仪表和控制部件，其中，纸套筒套设在芯轴的外部，进而还可在卷取时根据纸套筒的筒径设定芯轴的膨胀值，液压驱动装置包括一液压缸，且液压缸的一端通过液压推杆与芯轴的端部连接，液压缸的另一端与编码器连接，通过编码器读取芯轴的膨胀数值。压力检测仪表设置在液压缸的入口管路的第一位置处，通过压力检测仪表可在卷取过程中检测芯轴的实际压力值；工作人员可在控制部件上设定好纸套筒的筒径，根据纸套筒的筒径得到芯轴的膨胀设定值，接着再通过控制部件根据设定值，执行芯轴膨胀动作，从而解决了现有技术中的芯轴膨胀位置设定值过大或者过小，都会导致出现卷取异常的技术问题，达到了简便易用，实现根据芯轴膨胀压力值来更改芯轴膨胀位置设定值的功能，消除纸套筒卷取缺陷的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例中一种带钢纸套筒卷取的控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种带钢纸套筒卷取的控制方法的流程示意图。

附图标记说明：编码器1；液压缸2；液压推杆3；芯轴4；纸套筒5；出口管路6；第一电磁阀7；入口管路8；压力检测仪表9；信号电缆10；第二电磁阀11；液压泵12；液压油箱13；控制器14；操作屏15。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法，用以解决现有技术中的芯轴膨胀位置设定值过大或者过小，都会导致出现卷取异常的技术问题。

本发明实施例中的技术方案，总体思路如下：

本发明实施例提供的一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法，通过芯轴；纸套筒，所述纸套筒套设在所述芯轴的外部；液压驱动装置，所述液压驱动装置包括：液压缸，所述液压缸通过一液压推杆与所述芯轴的端部连接；编码器，所述编码器设置在所述液压缸远离所述芯轴的一端；压力检测仪表，所述压力检测仪表设置在所述液压缸的入口管路的第一位置处，所述压力检测仪表用于检测所述芯轴的当前压力值；控制部件，所述控制部件通过逻辑电路与所述液压驱动装置连通，从而达到了简便易用，实现根据芯轴膨胀压力值来更改芯轴膨胀位置设定值的功能，消除纸套筒卷取缺陷的技术效果。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

实施例一

图1为本发明实施例中一种带钢纸套筒卷取的控制系统，如图1所示，所述带钢纸套筒卷取的控制系统包括：芯轴4；纸套筒5，所述纸套筒5套设在所述芯轴4的外部。

具体而言，芯轴4为控制系统中的主要工作部件，进而在芯轴4的外部套设有纸套筒5，其中，纸套筒5的长度小于芯轴4的长度。为了保证纸套筒5能够加装在芯轴4的外部，纸套筒5的筒径需大于芯轴4的直径，进而还可在卷取时根据纸套筒5的筒径设定芯轴4的膨胀值。

所述带钢纸套筒卷取的控制系统还包括：液压驱动装置，所述液压驱动装置包括：液压缸2，所述液压缸2通过一液压推杆3与所述芯轴4的端部连接；编码器1，所述编码器1设置在所述液压缸2远离所述芯轴4的一端。

具体而言，液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。本实施例中的液压缸2的一端通过液压推杆3与芯轴4的端部连接，液压缸2的另一端与编码器1连接，通过编码器1读取芯轴4的膨胀数值。

进一步的，所述液压驱动装置还包括：第一电磁阀7，所述第一电磁阀7设置在所述液压缸2的出口管路6上；第二电磁阀11，所述第二电磁阀11设置在所述液压缸2的入口管路8的第二位置处；液压泵12，所述液压泵12设置在所述液压缸2的入口管路8的第三位置处；液压油箱13，所述液压油箱13分别与所述入口管路8、出口管路6远离所述液压缸2的一端连接。

具体而言，液压驱动装置为该控制系统中的驱动部件，同时该液压驱动装置还包括：第一电磁阀7、第二电磁阀11、液压泵12、液压油箱13，其中，电磁阀是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。本实施例中的控制系统包含有两个电磁阀，分别为第一电磁阀7和第二电磁阀11，并且第一电磁阀7安装在液压缸2的出口管路6上，第二电磁阀11安装在液压缸2的入口管路8上，且出口管路6和入口管路8均为液压管路。进一步的，在入口管路8上还安装有液压泵12，同时在入口管路8、出口管路6远离液压缸2的一端连接有一液压油箱13，液压油箱13是用来储存保证液压系统工作所需的油液的容器。

所述带钢纸套筒卷取的控制系统还包括：压力检测仪表9，所述压力检测仪表9设置在所述液压缸2的入口管路8的第一位置处，所述压力检测仪表9用于检测所述芯轴4的当前压力值。

具体而言，压力检测仪表9为该控制系统中进行压力检测的装置，压力检测仪表9安装在入口管路8的第一位置处，即，在入口管路8上依次安装有压力检测仪表9、第二电磁阀11、液压泵12，也就是说压力检测仪表9、第二电磁阀11、液压泵12在入口管路8上的安装位置各不相同，进而通过压力检测仪表9可在卷取过程中检测芯轴4的实际压力值。

所述带钢纸套筒卷取的控制系统还包括：控制部件，所述控制部件通过逻辑电路与所述液压驱动装置连通。

进一步的，所述控制部件包括：控制器14，所述控制器14分别与所述编码器1、压力检测仪表9、第一电磁阀7、第二电磁阀11连接；操作屏15，所述操作屏15与所述控制器14连接，且通过所述操作屏15设定所述芯轴4的膨胀设定值，并将所述膨胀设定值发送给所述控制器14。

具体而言，控制部件为控制系统中用于对卷取过程进行监控的机构，控制部件包括：控制器14和操作屏15，其中，控制器14分别与编码器1、压力检测仪表9、第一电磁阀7、第二电磁阀11通过信号电缆10连接；操作屏15为该控制系统中用于信息显示和输入的元件，操作屏15与控制器14连接，当工作人员在操作屏15上设定好纸套筒5的筒径之后，根据纸套筒5的筒径得到芯轴4的膨胀设定值，接着操作屏15将芯轴4的膨胀设定值发送给控制器14，通过控制器14根据设定值，执行芯轴膨胀动作即可。

进一步的，所述带钢纸套筒卷取的控制系统还包括：报警单元，所述报警单元与所述控制部件通信连接，当所述芯轴4的当前压力值不满足压力设定值时，所述报警单元进行报警。

具体而言，报警单元与控制部件通信连接，为了使该控制系统能够实现根据芯轴膨胀压力的大小来更改膨胀位置设定值的功能，同时也为了防止出现压力值异常的问题，增加了两方面的报警：首先是，当芯轴4的当前压力值过大或者过小时，将操作屏15的画面上显示的窗口变成红色，其次是当芯轴4的当前压力值过大或者过小时，会有语音报警提示。当芯轴4的当前压力值过小时，表示芯轴4膨胀位置设定值过小，有可能出现穿带打滑情况，此时需要增大膨胀设定值；当芯轴4的当前压力值过大时，表示芯轴膨胀位置设定值过大，有可能出现内圈松动的情况，此时需要减小膨胀设定值。

因此，通过本实施例中的控制系统能够实现根据芯轴膨胀压力值来更改芯轴膨胀位置设定值的功能，不会出现纸套筒卷取缺陷问题。

实施例二

图2为本发明实施例中一种带钢纸套筒卷取的控制方法，用于连续退火线带钢的卷取，如图2所示，所述方法包括：

步骤1：根据纸套筒5的直径，获得芯轴4的膨胀设定值。

步骤2：将所述膨胀设定值发送给控制器14，使所述控制器14根据所述膨胀设定值，控制所述芯轴4膨胀。

具体而言，当卷取过程开始时，卷取及加装纸套筒流程首先是工作人员在操作屏15上设定纸套筒5的筒径，然后根据纸套筒5的筒径设定芯轴4的膨胀设定值，进而由操作屏15将该膨胀设定值发送给控制器14，则控制器14将会根据该膨胀设定值，执行芯轴4的膨胀动作。

步骤3：关闭液压缸2的出口管路6上安装的第一电磁阀7，并开启所述液压缸2的入口管路8上安装的第二电磁阀11、液压泵12，使液压推杆3推动所述芯轴4膨胀。

具体而言，当控制器14根据膨胀设定值，执行芯轴4的膨胀动作之后，此时，关闭芯轴膨胀液压缸2的出口液压管路6上的第一电磁阀7，打开芯轴膨胀液压缸2的入口液压管路8上的第二电磁阀11，启动液压泵12，由芯轴膨胀液压推杆3推动芯轴4膨胀。

步骤4：采集编码器1的当前膨胀值，并采集所述入口管路8上安装的压力检测仪表9的当前压力值。

步骤5：分别对比所述当前膨胀值和膨胀设定值、当前压力值和压力设定值，并按照预设策略控制所述芯轴4的膨胀过程。

进一步的，所述压力设定值的范围为55-60bar。

进一步的，所述预设策略包括：当所述当前膨胀值小于所述膨胀设定值，且所述当前压力值小于所述压力设定值的下限值时，则继续进行加压操作，直至所述当前膨胀值达到所述膨胀设定值，所述当前压力值达到所述压力设定值。

进一步的，所述预设策略还包括：当所述当前膨胀值满足所述膨胀设定值，且所述当前压力值小于所述压力设定值的下限值时，则报警单元进行报警，调整所述膨胀设定值，直至所述当前压力值大于所述压力设定值的下限值。

进一步的，所述预设策略还包括：当所述当前压力值大于所述压力设定值，且所述当前膨胀值小于所述膨胀设定值时，则停止膨胀过程。

具体而言，读取芯轴膨胀编码器2上显示的实际膨胀数值，同时读取入口液压管路8上的压力检测仪表9显示的实际压力数值，并将实际膨胀数值与膨胀设定值比较，将实际压力数值与压力设定值比较。

进一步的，膨胀压力设定值的范围在55-60bar时，不会出现纸套筒卷取缺陷的问题。按照预设策略控制芯轴4的膨胀过程，具体为：如果芯轴4的实际膨胀值没有达到膨胀设定值，实际膨胀压力值小于压力范围最小值时，则继续加压操作，直到达到设定值；如果芯轴4的实际膨胀值达到膨胀设定值，实际膨胀压力值小于压力范围最小值时，出现报警，提示工作人员膨胀压力过小，由工作人员手动增加膨胀位置设定值，直到膨胀压力大于最小值；如果实际膨胀压力值大于压力范围的最大值，芯轴4的实际膨胀值还没有达到设定值时，则停止膨胀操作。

步骤6：当膨胀过程结束后，开始进行卷取操作。

步骤7：当所述卷取过程结束后，关闭所述第二电磁阀11、液压泵12，开启所述第一电磁阀7，所述液压推杆3收回，以使所述芯轴4收缩。

进一步的，在所述步骤7中，还包括：当所述芯轴4收缩之后，开始进行卸卷操作。

具体而言，当膨胀过程结束以后，开始进行卷取操作；接着在卷取结束以后收缩芯轴4，关闭入口液压管路8上的第二电磁阀11，打开出口液压管路6上的第一电磁阀7，液压泵12停止运行，液压推杆3收回，则此时芯轴4将会收缩；进一步的，开始进行卸卷操作；直至卸卷结束后整个流程结束。

因此，本实施例中的带钢纸套筒卷取的控制方法实现了根据芯轴膨胀压力值来更改芯轴膨胀位置设定值的功能，消除了纸套筒卷取缺陷。采用该功能之前，平均每周至少有一次穿带打滑导致炉区降速的故障。在使用该功能后，以上故障基本消除。由此带来的效益如下：每次降速影响0.5小时，按照降速每小时影响产量30吨，连退产线每吨的附加值500元计算，每年减少降速故障带来的效益为：0.5小时×30吨/小时×500元/吨×52周＝39万元，从而进一步达到了减少成品不良情况，提升品牌效应，实际硬件投入少，维护量小，程序控制方法简便易用，不增加操作难度。对于提升冷轧产品的质量品质、降低产线生产成本、及保证产线的稳定顺行都具有十分重要的作用和意义的技术效果。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

本发明实施例提供的一种带钢纸套筒卷取的控制系统和方法，通过芯轴、纸套筒、液压驱动装置、编码器、压力检测仪表和控制部件，其中，纸套筒套设在芯轴的外部，进而还可在卷取时根据纸套筒的筒径设定芯轴的膨胀值，液压驱动装置包括一液压缸，且液压缸的一端通过液压推杆与芯轴的端部连接，液压缸的另一端与编码器连接，通过编码器读取芯轴的膨胀数值。压力检测仪表设置在液压缸的入口管路的第一位置处，通过压力检测仪表可在卷取过程中检测芯轴的实际压力值；工作人员可在控制部件上设定好纸套筒的筒径，根据纸套筒的筒径得到芯轴的膨胀设定值，接着再通过控制部件根据设定值，执行芯轴膨胀动作，从而解决了现有技术中的芯轴膨胀位置设定值过大或者过小，都会导致出现卷取异常的技术问题，达到了简便易用，实现根据芯轴膨胀压力值来更改芯轴膨胀位置设定值的功能，消除纸套筒卷取缺陷的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种带钢纸套筒卷取的控制系统，其特征在于，包括：

芯轴；

纸套筒，所述纸套筒套设在所述芯轴的外部；

液压驱动装置，所述液压驱动装置包括：

液压缸，所述液压缸通过一液压推杆与所述芯轴的端部连接；

编码器，所述编码器设置在所述液压缸远离所述芯轴的一端；

压力检测仪表，所述压力检测仪表设置在所述液压缸的入口管路的第一位置处，所述压力检测仪表用于检测所述芯轴的当前压力值；

控制部件，所述控制部件通过逻辑电路与所述液压驱动装置连通。

2.如权利要求1所述的带钢纸套筒卷取的控制系统，其特征在于，所述液压驱动装置还包括：

第一电磁阀，所述第一电磁阀设置在所述液压缸的出口管路上；

第二电磁阀，所述第二电磁阀设置在所述液压缸的入口管路的第二位置处；

液压泵，所述液压泵设置在所述液压缸的入口管路的第三位置处；

液压油箱，所述液压油箱分别与所述入口管路、出口管路远离所述液压缸的一端连接。

3.如权利要求1所述的带钢纸套筒卷取的控制系统，其特征在于，所述控制部件包括：

控制器，所述控制器分别与所述编码器、压力检测仪表、第一电磁阀、第二电磁阀连接；

操作屏，所述操作屏与所述控制器连接，且通过所述操作屏设定所述芯轴的膨胀设定值，并将所述膨胀设定值发送给所述控制器。

4.如权利要求1所述的带钢纸套筒卷取的控制系统，其特征在于，还包括：

报警单元，所述报警单元与所述控制部件通信连接，当所述芯轴的当前压力值不满足压力设定值时，所述报警单元进行报警。

5.一种带钢纸套筒卷取的控制方法，用于连续退火线带钢的卷取，其特征在于，包括：

步骤1：根据纸套筒的直径，获得芯轴的膨胀设定值；

步骤2：将所述膨胀设定值发送给控制器，使所述控制器根据所述膨胀设定值，控制所述芯轴膨胀；

步骤3：关闭液压缸的出口管路上安装的第一电磁阀，并开启所述液压缸的入口管路上安装的第二电磁阀、液压泵，使液压推杆推动所述芯轴膨胀；

步骤4：采集编码器的当前膨胀值，并采集所述入口管路上安装的压力检测仪表的当前压力值；

步骤5：分别对比所述当前膨胀值和膨胀设定值、当前压力值和压力设定值，并按照预设策略控制所述芯轴的膨胀过程；

步骤6：当膨胀过程结束后，开始进行卷取操作；

步骤7：当所述卷取过程结束后，关闭所述第二电磁阀、液压泵，开启所述第一电磁阀，所述液压推杆收回，以使所述芯轴收缩。

6.如权利要求5所述的带钢纸套筒卷取的控制方法，其特征在于，在所述步骤7中，还包括：

当所述芯轴收缩之后，开始进行卸卷操作。

7.如权利要求5所述的带钢纸套筒卷取的控制方法，其特征在于，所述压力设定值的范围为55-60bar。

8.如权利要求5所述的带钢纸套筒卷取的控制方法，其特征在于，所述预设策略包括：

当所述当前膨胀值小于所述膨胀设定值，且所述当前压力值小于所述压力设定值的下限值时，则继续进行加压操作，直至所述当前膨胀值达到所述膨胀设定值，所述当前压力值达到所述压力设定值。

9.如权利要求7所述的带钢纸套筒卷取的控制方法，其特征在于，所述预设策略还包括：

当所述当前膨胀值满足所述膨胀设定值，且所述当前压力值小于所述压力设定值的下限值时，则报警单元进行报警，调整所述膨胀设定值，直至所述当前压力值大于所述压力设定值的下限值。

10.如权利要求7所述的带钢纸套筒卷取的控制方法，其特征在于，所述预设策略还包括：

当所述当前压力值大于所述压力设定值的上限值时，且所述当前膨胀值小于所述膨胀设定值时，则停止膨胀过程。

Images