CN111570527B - 全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法 - Google Patents

全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法。在全连续热轧薄带生产线中，带钢头部经过轧机轧制、飞剪剪切、卷取机卷钢、轧机抛钢的过程中，经常出现跑偏现象，如果控制方法不当，可引起塔型、错层、折边等问题，本发明提出一种在线自动控制方法，结合相应的电气元器件，可以实现对卷取机前侧导板的自动控制，同时对两侧两次短行程、传动侧压力控制的控制时序进行了调整，可以有效辅助夹送辊顺利将带钢带入卷取机，减少了塔型、错层、折边等问题，保证了带钢的卷型，提升了生产过程中的成品率。

Description

全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法
技术领域
本发明涉及轧钢自动控制技术领域，尤其涉及一种全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法。
背景技术
在全连续热轧薄带生产线中，带钢头部经过轧机轧制、飞剪剪切、卷取机卷钢、轧机抛钢过程中，经常容易出现跑偏现象，如控制方法不当，可引起塔型、错层、折边等问题；常规导板控制中，通过导板前热检对带钢头部跟踪，顺序进行一次、二次短行程，热检检失后，导板开口打开至最初位置，控制方法比较简单，缺点是飞剪头部剪切、卷取机之间切换时的飞剪剪切都可能导致带钢头部跑偏或者在导板处卡钢，只依靠热检信号进行带钢的头部尾部位置进行跟踪，在飞剪剪切前后、卷取机之间切换过程中对导板的控制较少，由于带钢跑偏极易引起各种问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：带钢头部进入1#导板前，控制全连续热轧薄带生产线上卷取区域的1#导板动作至初始开口度S位置，其中S表示为：
S＝S0+2S1+2S2+S3 (1)
其中，S0表示带钢宽度，S1表示单侧第一次短行程距离，S2表示单侧第二次短行程距离，其中单侧是指导板的传动侧或操作侧，S3表示带钢宽度偏差保护量；
步骤2：当1#热金属检测器检测到带钢头部时，建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至第一次短行程SW1位置，其中SW1表示为：
SW1＝S0+2S2+S3 (2)
步骤3：当跟踪到带钢头部经过飞剪的后夹送辊时，控制1#导板动作至第二次短行程SW2位置，当1#导板运行至第二次短行程SW2位置时，控制飞剪剪切，其中SW2表示为：
SW2＝S0+S3 (3)
步骤4：飞剪剪切完成后，控制1#导板运行至第一次短行程SW1位置；
步骤5：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤6：当带钢头部的跟踪距离大于2#夹送辊与飞剪之间的距离时，控制2#导板动作至第二次短行程SW2位置；
步骤7：2#卷取机建立张力后，保持2#导板的操作侧位于第二次短行程SW2位置不变，控制2#导板的传动侧开始由位置闭环控制切换为压力闭环控制；
步骤8：当2#卷取机卷钢重量达到预设卷重L2时，控制1#导板动作至第一次短行程位置，控制飞剪剪切；
步骤9：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤10：当2#热金属检测器检测到带钢尾部信号消失时，控制2#导板动作至初始开口度S位置；
步骤11：飞剪剪切完成后，切换到1#卷取机卷取，保持1#导板位于第一次短行程SW1位置不变，根据飞剪剪切完成信号，重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当带钢头部的跟踪距离大于飞剪与1#助卷辊之间的距离时，控制1#导板动作至第二次短行程SW2位置；
步骤12：1#卷取机建立张力后，保持1#导板的操作侧位于第二次短行程SW2位置不变，控制1#导板的传动侧开始由位置闭环控制切换为压力闭环控制；
步骤13：当1#卷取机卷钢重量达到λ倍的预设卷重L1时，控制1#导板开始由压力闭环控制切换为位置闭环控制，其中λ满足0<λ<1；
步骤14：当1#卷取机卷钢重量达到预设卷重L1时，切换到2#卷取机卷取，控制1#导板动作至第一次短行程位置，控制飞剪剪切；
步骤15：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号，重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤16：返回步骤6开始下一次逻辑循环，步骤6～步骤15为一个逻辑循环周期，未检测到轧机抛钢前，一直重复步骤6～步骤15的逻辑循环动作；
步骤17：①当检测到轧机抛钢且1#卷取机内有带钢正在卷取，同时1#热金属检测器未检测到带钢时，重新建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至初始开口度S位置；
②当检测到轧机抛钢且2#卷取机内有带钢正在卷取时，控制1#导板动作至第一次短行程SW1位置，当1#热金属检测器未检测到带钢时，重新建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至初始开口度S位置，当跟踪到带钢尾部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至初始开口度S位置。
所述全连续热轧薄带生产线为现有技术。
本发明的有益效果是：
本发明提出了一种全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法，充分考虑了飞剪头部剪切、卷取机之间切换时的飞剪剪切可能导致的带钢头部跑偏或者在导板处卡钢，在卷取机互相切换时，采用飞剪剪切信号来进行带钢的头部、尾部位置跟踪，减少了因热金属检测器的误信号导致的不必要的停机，在对卷取机前导板进行控制的同时，对两次短行程、传动侧压力控制的控制时序进行了调整，可以有效辅助夹送辊顺利将带钢带入卷取机，减少了塔型、错层、折边等问题，保证了带钢的卷型，提升了生产过程中的成品率。
附图说明
图1为本发明中的全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法流程图。
图2为本发明中的全连续热轧薄带生产线部分示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施实例对发明做进一步说明。
如图2所示，本发明所涉及到的全连续热轧薄带生产线上卷取区域的设备顺序为：轧机前辊道、轧机以及轧机后辊道、1#热金属设备检测器(简称热检)、1#导板、飞剪、飞剪的前夹送辊、飞剪的后夹送辊、1#地下卷取机一套、2#导板、2#热金属设备检测器、2#地下卷取机一套、废料辊道、废料斗，图2中标注的1#～4#表示卷取机的4个助卷辊。
导板分为传动侧与操作侧，各1个液压缸驱动，1个位移传感器，1个有杆腔压力传感器、1个无杆腔压力传感器；上述几个设备都是通过位移传感器、压力传感器对伺服阀进行位置环控制与压力环控制。
伺服控制系统准备好的状态：1#导板、2#导板分别在初始位置，初始位置即导板完全打开的位置。
本发明提供的一种全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法，结合全连续热轧薄带生产线的卷钢工艺路线，在上述全连续热轧薄带生产线上的相应位置安装具体的检测或监控元器件，本实施例中涉及到的相关电气元器件，以及具体功能作用如表1所示，通过控制相应元器件实现全连续热轧薄带生产线卷取机切换过程中导板的自动控制，具体的控制方法如下，
全连续热轧薄带生产线包括2台卷取机：1#卷取机、2#卷取机，定义2#卷取机相对于1#卷取机除具备基本的自动卷取外还具有飞剪剪切操作，按照生产时序，定义从任意卷取机出来的没卷取完成之前的第一卷带钢称为第一块钢，经过轧机的带钢可以进入1#卷取机进行自动卷取，也可以进入2#卷取机进行自动卷取，根据工艺要求，带钢头部经过轧机后，由于带钢头部厚度不均匀，必须选择飞剪切头，切头后的废料运入废料斗，还没有进入卷取机之前的新的带钢头部即为第一块钢带钢头部，因为飞剪距离1#卷取机的距离较短，比飞剪距离2#卷取机距离短很多，1#下夹送辊的切换时间不能满足运输的废料与要进入1#卷取机的第一块钢带钢头部拉开一定距离的时间，即第一块钢无法成功进入1#卷取机，所以第一块钢必须先进入2#卷取机进行卷取；当2#卷取机正在卷钢，并且计算的钢卷重量超过设定卷重H2时，启动飞剪自动剪切功能，剪切后的新的带钢头部进入1#卷取机卷取，当1#卷取内的钢卷重量达到设定卷重H1时，启动飞剪自动剪切功能，剪切后的新的带钢头部进入2#卷取机卷取，以此类推，两台卷取机切换卷钢。
导板的控制闭环主要分为位置闭环控制与压力闭环控制，位置闭环控制又分为一次短行程位置控制、二次短行程位置控制、初始位置控制；压力闭环控制一般采用传动侧压力控制，操作侧为基准位置采用位置闭环控制。
如图1所示，一种全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法，包括以下步骤：
步骤1：带钢头部进入1#导板前，控制全连续热轧薄带生产线上卷取区域的1#导板动作至初始开口度S位置，其中S表示为：
S＝S0+2S1+2S2+S3 (1)
其中，S0表示带钢宽度，S1表示单侧第一次短行程距离，S2表示单侧第二次短行程距离，其中单侧是指导板的传动侧或操作侧，S3表示带钢宽度偏差保护量；
步骤2：当1#热金属检测器检测到带钢头部时，建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至第一次短行程SW1位置，其中SW1表示为：
SW1＝S0+2S2+S3 (2)
步骤3：当跟踪到带钢头部经过飞剪的后夹送辊时，控制1#导板动作至第二次短行程SW2位置，当1#导板运行至第二次短行程SW2位置时，控制飞剪剪切，其中SW2表示为：
SW2＝S0+S3 (3)
步骤4：飞剪剪切完成后，控制1#导板运行至第一次短行程SW1位置；
步骤5：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤6：当带钢头部的跟踪距离大于2#夹送辊与飞剪之间的距离时，控制2#导板动作至第二次短行程SW2位置；
步骤7：2#卷取机建立张力后，保持2#导板的操作侧位于第二次短行程SW2位置不变，控制2#导板的传动侧开始由位置闭环控制切换为压力闭环控制；
步骤8：当2#卷取机卷钢重量达到预设卷重L2时，控制1#导板动作至第一次短行程位置，控制飞剪剪切；
步骤9：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤10：当2#热金属检测器检测到带钢尾部信号消失时，控制2#导板动作至初始开口度S位置；
步骤11：飞剪剪切完成后，切换到1#卷取机卷取，保持1#导板位于第一次短行程SW1位置不变，根据飞剪剪切完成信号，重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当带钢头部的跟踪距离大于飞剪与1#助卷辊之间的距离时，控制1#导板动作至第二次短行程SW2位置；
步骤12：1#卷取机建立张力后，保持1#导板的操作侧位于第二次短行程SW2位置不变，控制1#导板的传动侧开始由位置闭环控制切换为压力闭环控制；
步骤13：当1#卷取机卷钢重量达到λ倍的预设卷重L1时，控制1#导板开始由压力闭环控制切换为位置闭环控制，其中λ满足0<λ<1，λ一般取值为0.95；
步骤14：当1#卷取机卷钢重量达到预设卷重L1时，切换到2#卷取机卷取，控制1#导板动作至第一次短行程位置，控制飞剪剪切；
步骤15：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号，重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤16：返回步骤6开始下一次逻辑循环，步骤6～步骤15为一个逻辑循环周期，未检测到轧机抛钢前，一直重复步骤6～步骤15的逻辑循环动作；
步骤17：①当检测到轧机抛钢且1#卷取机内有带钢正在卷取，同时1#热金属检测器未检测到带钢时，重新建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至初始开口度S位置；
②当检测到轧机抛钢且2#卷取机内有带钢正在卷取时，控制1#导板动作至第一次短行程SW1位置，当1#热金属检测器未检测到带钢时，重新建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至初始开口度S位置，当跟踪到带钢尾部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至初始开口度S位置。
本实施例中，控制系统选择西门子高精度TDC与西门子PLC-551CPU控制器，导板位置控制通过MOOG伺服阀、MTS位移传感器、HAC压力传感器进行位置闭环控制与压力闭环的控制。
表1 电气元器件清单
Figure GDA0003107219200000061
Figure GDA0003107219200000071

Claims (1)

1.一种全连续热轧薄带线卷取机切换过程中导板的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：带钢头部进入1#导板前，控制全连续热轧薄带生产线上卷取区域的1#导板动作至初始开口度S位置，其中S表示为：
S＝S0+2S1+2S2+S3 (1)
其中，S0表示带钢宽度，S1表示单侧第一次短行程距离，S2表示单侧第二次短行程距离，其中单侧是指导板的传动侧或操作侧，S3表示带钢宽度偏差保护量；
步骤2：当1#热金属检测器检测到带钢头部时，建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至第一次短行程SW1位置，其中SW1表示为：
SW1＝S0+2S2+S3 (2)
步骤3：当跟踪到带钢头部经过飞剪的后夹送辊时，控制1#导板动作至第二次短行程SW2位置，当1#导板运行至第二次短行程SW2位置时，控制飞剪剪切，其中SW2表示为：
SW2＝S0+S3 (3)
步骤4：飞剪剪切完成后，控制1#导板运行至第一次短行程SW1位置；
步骤5：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤6：当带钢头部的跟踪距离大于2#夹送辊与飞剪之间的距离时，控制2#导板动作至第二次短行程SW2位置；
步骤7：2#卷取机建立张力后，保持2#导板的操作侧位于第二次短行程SW2位置不变，控制2#导板的传动侧开始由位置闭环控制切换为压力闭环控制；
步骤8：当2#卷取机卷钢重量达到预设卷重L2时，控制1#导板动作至第一次短行程位置，控制飞剪剪切；
步骤9：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤10：当2#热金属检测器检测到带钢尾部信号消失时，控制2#导板动作至初始开口度S位置；
步骤11：飞剪剪切完成后，切换到1#卷取机卷取，保持1#导板位于第一次短行程SW1位置不变，根据飞剪剪切完成信号，重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当带钢头部的跟踪距离大于飞剪与1#助卷辊之间的距离时，控制1#导板动作至第二次短行程SW2位置；
步骤12：1#卷取机建立张力后，保持1#导板的操作侧位于第二次短行程SW2位置不变，控制1#导板的传动侧开始由位置闭环控制切换为压力闭环控制；
步骤13：当1#卷取机卷钢重量达到λ倍的预设卷重L1时，控制1#导板开始由压力闭环控制切换为位置闭环控制，其中λ满足0<λ<1；
步骤14：当1#卷取机卷钢重量达到预设卷重L1时，切换到2#卷取机卷取，控制1#导板动作至第一次短行程位置，控制飞剪剪切；
步骤15：飞剪剪切完成后，根据飞剪剪切完成信号，重新建立带钢头部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢头部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至第一次短行程SW1位置；
步骤16：返回步骤6开始下一次逻辑循环，步骤6～步骤15为一个逻辑循环周期，未检测到轧机抛钢前，一直重复步骤6～步骤15的逻辑循环动作；
步骤17：①当检测到轧机抛钢且1#卷取机内有带钢正在卷取，同时1#热金属检测器未检测到带钢时，重新建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至初始开口度S位置；
②当检测到轧机抛钢且2#卷取机内有带钢正在卷取时，控制1#导板动作至第一次短行程SW1位置，当1#热金属检测器未检测到带钢时，重新建立带钢尾部的开始跟踪信号，当跟踪到带钢尾部进入到1#导板内的位置超过1#导板长度的1/3位置时，控制1#导板动作至初始开口度S位置，当跟踪到带钢尾部进入到2#导板内的位置超过2#导板长度的1/3位置时，控制2#导板动作至初始开口度S位置。
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