CN110743922B - 一种活套速度精准控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活套速度精准控制方法，基于入口活套、出口活套实时套量和活套入、出口的实际速度，预先计算出入口段和出口段的速度限幅，进而限制入口段和出口段的速度，再进一步控制活套车，实现活套速度的精准控制。该方法中的实际套量无需预先设定，活套速度控制由事后控制变为事先调节，从而使活套的张力、速度运行稳定。实现了活套张力在活套充放套期间小于4％的波动，大大降低了因活套速度控制不稳定引起的张力波动，有效的改善了退火炉张力控制的稳定性。

Description

一种活套速度精准控制方法
技术领域
本发明属于活套控制技术领域，更具体地，本发明涉及一种活套速度精准控制方法。
背景技术
冷轧连退、镀锌等冷轧处理线是冷轧的后道工艺产线，这些处理线都需要对冷轧原料进行退火处理，改善其机械性能，使其便于折弯和拉伸满足各种应用。由于退火炉的应用对炉区的钢带运行连续性要求特别高，为保证炉区钢带的连续运行，在炉区的出口和入口都设置了活套，活套的设置虽然解决了炉区钢带生产连续性的问题，但活套精准控制也就成了另外的一个控制难点。
活套速度的控制方法有很多，一般都是套量控制+位置控制，有独立应用也有混合应用。活套对活套前后张力调节的作用非常明显，在控制对象上要保证张力的稳定。也就是说在张力一定的前提下，要对活套小车的速度进行控制，确保单位时间内进入活套的量完全等于活套套量的增量。尤其在快速充放套期间由于速度的不匹配，张力波动较大，有的控制波动甚至超过10％(短暂)，对前后张力段的影响非常大，同时引起前后张力辊的联锁反应，会影响到活套出入口的速度，反过来影响到活套的张力。对处理线稳定生产有太多的不确定性。另外多种控制交叉控制理论上是行得通的，但实际控制中变量较多也给精准控制带来了交叉影响，同样给连续的稳定生产带来了障碍。
发明内容
本发明提供一种活套速度精准控制方法，旨在提高活套速度控制的精准度。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种活套速度精准控制方法，基于入口活套或出口活套进行活套速度的控制，基于入口活套的活套速度控制方法具体包括如下步骤：
S11、基于入口活套的当前套量及入口活套的出口速度计算入口活套的入口速度限幅值V1；
S12、基于入口活套的入口速度限幅值V1来确定入口活套的入口速度设定值，基于入口活套的入口速度设定值来调整入口活套的入口速度值；
S13、基于入口活套的入口速度实际值及出口速度实际值来计算入口活套的活套车速度设定值，活套车基于活套车速度设定值运行；
基于出口活套的活套速度控制方法具体包括如下步骤：
S21、基于出口活套的当前套量及出口活套的入口速度计算出口活套的出口速度限幅值V2；
S22、基于出口活套的出口速度限幅值V2来确定出口活套的出口速度设定值，基于出口活套的出口速度设定值来调整出口活套的出口速度值；
S23、基于出口活套入口速度实际值及出口速度实际值来计算出口活套的活套车速度设定值，活套车基于活套车速度设定值运行。
进一步的，入口活套的入口速度设定值确定方法具体如下：
检测入口活套当前的入口速度实际值是否大于入口活套的入口速度限幅值；
若检测结果为是，则将入口活套入口速度设定值调整为入口活套的入口速度限幅值，若检测结果为否，则入口活套入口速度设定值不做调整。
进一步的，出口活套的出口速度设定值确定方法具体如下：
检测出口活套当前的出口速度实际值是否大于出口活套的出口速度限幅值；
若检测结果为是，则出口活套出口速度设定值调整为出口活套的出口速度限幅值，若检测结果为否，则出口活套出口速度设定值不做调整。
进一步的，入口活套的入口速度限幅值V1计算公式具体如下：
V1＝(V11 2+2*a1*n1*H1)1/2
其中，V1为入口活套的入口速度限幅值，V11为入口活套的出口速度实际值，a1为入口段的基准加速度，n1为入口活套的带钢道次，H1为入口活套小车当前位置距满套位置的距离，入口活套的当前套量。
进一步的，出口活套出口速度限幅值V2计算公式具体如下：
V2＝(V21 2+2*a2*n2*H2)1/2
其中，V2为出口活套的出口速度限幅值，V21为出口活套的入口速度实际值，a2为出口段的基准加速度，n2为出口活套的带钢道次，H2为出口活套小车当前位置距空套位置的距离，即出口活套的当前套量。
进一步的，入口段的基准加速度a1计算公式具体如下；
a1＝a入口/2
其中，a入口为入口段内所有电机加速度工艺设定值。
进一步的，出口段的基准加速度a2计算公式具体如下；
a2＝a出口/2
其中，a出口为出口段内所有电机加速度工艺设定值。
进一步的，入口活套车速度设定值V活套车的计算公式具体如下所示：
V活套车1＝(V10-V11)/2*n1
其中，V10、V11、n1分别为入口活套的入口速度实际值、入口活套的出口速度实际值及入口活套的道次。
进一步的，出口活套车速度设定值V活套车的计算公式具体如下所示：
V活套车2＝(V21-V20)/2*n2
其中，V20、V21、n2分别为出口活套的出口速度实际值、出口活套的入口速度实际值及出口活套的道次。
本发明实施例提供的活套速度的精准控制方法具有如下有益效果：实时根据入口活套套量和入口活套出口速度计算入口活套入口速度的限幅以及根据出口活套套量和出口活套入口速度计算出口活套出口速度，再辅助闭环调节活套车速度，入口活套入口速度和出口活套的出口速度的调节由事后调节变为事先控制，从而实现活套的张力、速度的稳定运行，实现了活套张力在活套充放套期间小于4％的波动，大大降低了因活套速度控制不稳定引起的张力波动，有效的改善了退火炉张力控制的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于入口活套的活套速度控制方法流程图；
图2为本发明实施例提供的基于出口活套的活套速度控制方法流程图；
图3为本发明实施例提供的出口活套及入口活套工艺控制原理示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
生产线的活套包括入口活套及出口活套，分别位于退火炉的前端和后端。入口活套、出口活套将整个生产线分成入口段、中间段、出口段。入口活套以前为入口段，出口活套以后为出口段，二个活套之间称作中间段，退火炉位于中间段。退火炉的运行速度是生产线控制的对象，为保证生产线的连续生产，中间段速度稳定运行，入口活套、出口活套将不断地进行充放套。入口活套充套和出口活套的放套在起始阶段都是高速运行，在入口活套充套和出口活套的放套的后期将不断地减速，直至入口段速度和出口段速度与中间段速度同步运行。基于入口活套或出口活套进行活套速度的控制，结合图3进行说明。
图1为本发明实施例提供的基于入口活套的活套速度控制方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S11、基于入口活套的当前套量及入口活套的出口速度计算入口活套的入口速度限幅值V1；
在本发明实施例中，基于运动学理论可知入口活套的入口速度限幅值V1的计算公式具体如下：
V1＝(V11 2+2*a1*n1*H1)1/2
其中，V1为入口活套入口速度限幅值(单位为：m/min)，V11为入口活套的出口速度实际值(单位为：m/min)，a1为入口段的基准加速度(单位为：m/min2)，n1为入口活套的带钢道次(单位为：次)，H1为入口活套小车当前位置距满套位置的距离(即：H10-H11，单位为：m)，n1*H1为入口活套的套量。
在本发明实施例中，入口段基准加速度a1的计算公式具体如下：
a1＝a入口/2；
a入口为入口段内所有电机加速度工艺设定值，实际上，入口段加速度a入口就是入口段传动设备正常生产加减速能力。
S12、基于入口活套的入口速度限幅值来确定入口活套的入口速度设定值，基于入口活套的入口速度设定值来调整入口活套的入口速度值；
在本发明实施例中，入口活套的入口速度设定值确定方法具体如下：
检测入口活套当前的入口速度实际值是否大于入口活套的入口速度限幅值；
若检测结果为是，则将入口活套入口速度设定值调整为入口活套的入口速度限幅值，若检测结果为否，则入口活套入口速度设定值不做调整。
S13、基于入口活套的入口速度实际值及出口速度实际值来计算入口活套的活套车速度设定值，活套车基于活套车速度设定值运行；
在本发明实施例中，入口活套车速度设定值V活套车1的计算公式具体如下所示：
V活套车1＝(V10-V11)/2*n1；
其中，V10、V11、n1分别为入口活套入口速度实际值、入口活套出口速度实际值及入口活套的道次。
图2为本发明实施例提供的基于出口活套的活套速度控制方法流程图，该方法具体包括如下步骤：
S21、基于出口活套的当前量及出口活套的入口速度计算出口活套的出口速度限幅值V2；
在本发明实施例中，基于运动学理论可知出口活套的出口速度限幅值V2计算公式具体如下：
V2＝(V21 2+2*a2*n2*H2)1/2
其中，V2为出口活套出口速度限幅值(单位为：m/min)，V21为出口活套入口速度实际值(单位为：m/min)，a2为出口段基准加速度(单位为：m/min2)，n2为出口活套的带钢道次(单位为：次)，H2为出口活套小车当前位置距空套位置的距离(即：H21–H20，单位为：m)，n2*H2分别为出口活套的套量。
在本发明实施例中，出口段基准加速度a2的计算公式具体如下：
a2＝a出口/2；
a出口为出口段内所有电机加速度工艺设定值，实际上，出口段加速度a出口就是出口段传动设备正常生产加减速能力。
S22、基于出口活套的出口速度限幅值来确定出口活套的出口速度设定值，基于出口活套的出口速度设定值来调整出口活套的出口速度值；
在本发明实施例中，出口活套的出口速度设定值确定方法具体如下：
检测出口活套当前的出口速度实际值是否大于出口活套的出口速度限幅值；
若检测结果为是，则出口活套出口速度设定值调整为出口活套的出口速度限幅值，若检测结果为否，则出口活套出口速度设定值不做调整。
S23、基于出口活套入口速度实际值及出口速度实际值来计算出口活套的活套车速度设定值，活套车基于活套车速度设定值运行。
在本发明实施例中，出口活套车速度设定值V活套车2的计算公式具体如下所示：
V活套车2＝(V21-V20)/2*n2；
其中，V20、V21、n2分别为出口活套出口速度实际值、出口活套入口速度实际值及出口活套的道次。
公式中a1和a2计算时使用的加速度就是表1中加速度栏中的数据(使用时单位需要换算)，对于不同产线的生产能力设计的不同，加速度的值(能力)也会不同(加速度设计的大，意味着设备的响应要快，电机的容量要大，产线投资成本要高)。
表1镀锌线关于加速度工艺设计能力的数据表
Figure BDA0002254055190000081
在本发明实施例中，无需对H1和H2进行预先的设定，当入口活套不断充套、出口活套不断放套使H1和H2不断变小，入口活套入口速度限幅值V1和出口活套出口速度V2也变小。当入口活套入口速度限幅值V1小于入口活套入口速度实际值V10时，入口活套入口(入口段)开始减速；当出口活套出口速度限幅值V2小于出口活套出口速度实际值V20时，出口活套出口(出口段)开始减速。直至减速至中间段的运行速度后匀速运行；当H1和H2比较大时，速度限幅值V1和V2也很大，当活套速度限幅值V1和V2大于速度实际值V10和V20时，限幅不起作用，入口活套、出口活套将按机组设定的速度快速充套、放套。随着H1和H2逐渐变小，当速度限幅值V1、V2等于V10和V20时，将开始减速，当前速度将被限幅，直至H1和H2等于0，入口段和出口段将跟随中间段的速度匀速运行。
本发明实施例提供的活套速度的精准控制方法具有如下有益效果：实时根据入口活套套量和入口活套出口速度计算入口活套入口速度的限幅以及根据出口活套套量和出口活套入口速度计算出口活套出口速度的限幅，再辅助闭环调节活套车速度，入口活套入口速度和出口活套的出口速度的调节由事后调节变为事先控制，从而实现活套的张力、速度的稳定运行，实现了活套张力在活套充放套期间小于4％的波动，大大降低了因活套速度控制不稳定引起的张力波动，有效的改善了退火炉张力控制的稳定性。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种活套速度精准控制方法，其特征在于，基于入口活套或出口活套进行活套速度的控制，基于入口活套的活套速度控制方法具体包括如下步骤：
S11、基于入口活套的当前套量及入口活套的出口速度计算入口活套的入口速度限幅值V1；
S12、基于入口活套的入口速度限幅值V1来确定入口活套的入口速度设定值，基于入口活套的入口速度设定值来调整入口活套的入口速度值；
S13、基于入口活套的入口速度实际值及出口速度实际值来计算活套车的活套车速度设定值，活套车基于活套车速度设定值运行；
入口活套的入口速度限幅值V1计算公式具体如下：
V1＝(V11 2+2*a1*n1*H1)1/2
其中，V1为入口活套的入口速度限幅值，V11为入口活套的出口速度实际值，a1为入口段的基准加速度，n1为入口活套的带钢道次，H1为入口活套车当前位置距满套位置的距离，入口活套的当前套量；
基于出口活套的活套速度控制方法具体包括如下步骤：
S21、基于出口活套的当前套量及出口活套的入口速度计算出口活套的出口速度限幅值V2；
S22、基于出口活套的出口速度限幅值V2来确定出口活套的出口速度设定值，基于出口活套的出口速度设定值来调整出口活套的出口速度值；
S23、基于出口活套入口速度实际值及出口速度实际值来计算活套车的活套车速度设定值，活套车基于活套车速度设定值运行；
出口活套出口速度限幅值V2计算公式具体如下：
V2＝(V21 2+2*a2*n2*H2)1/2
其中，V2为出口活套的出口速度限幅值，V21为出口活套的入口速度实际值，a2为出口段的基准加速度，n2为出口活套的带钢道次，H2为出口活套车当前位置距空套位置的距离，即出口活套的当前套量。
2.如权利要求1所述活套速度精准控制方法，其特征在于，入口活套的入口速度设定值确定方法具体如下：
检测入口活套当前的入口速度实际值是否大于入口活套的入口速度限幅值；
若检测结果为是，则将入口活套入口速度设定值调整为入口活套的入口速度限幅值，若检测结果为否，则入口活套入口速度设定值不做调整。
3.如权利要求1所述活套速度精准控制方法，其特征在于，出口活套的出口速度设定值确定方法具体如下：
检测出口活套当前的出口速度实际值是否大于出口活套的出口速度限幅值；
若检测结果为是，则出口活套出口速度设定值调整为出口活套的出口速度限幅值，若检测结果为否，则出口活套出口速度设定值不做调整。
4.如权利要求1所述活套速度精准控制方法，其特征在于，入口段的基准加速度a1计算公式具体如下；
a1＝a入口/2
其中，a入口为入口段内所有电机加速度工艺设定值。
5.如权利要求1所述活套速度精准控制方法，其特征在于，出口段的基准加速度a2计算公式具体如下；
a2＝a出口/2
其中，a出口为出口段内所有电机加速度工艺设定值。
6.如权利要求1所述活套速度精准控制方法，其特征在于，活套车速度设定值V活套车的计算公式具体如下所示：
V活套车1＝(V10-V11)/2*n1
其中，V10、V11、n1分别为入口活套的入口速度实际值、入口活套的出口速度实际值及入口活套的带钢道次。
7.如权利要求1所述活套速度精准控制方法，其特征在于，活套车速度设定值V活套车的计算公式具体如下所示：
V活套车2＝(V21-V20)/2*n2
其中，V20、V21、n2分别为出口活套的出口速度实际值、出口活套的入口速度实际值及出口活套的带钢道次。
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