CN113102518A - 一种支撑辊传动平整机的辊径偏差预警与在线补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种支撑辊传动平整机的辊径偏差预警与在线补偿方法，从速度调整机理出发，建立了基于速度增量的辊径测算模型，描绘辊径变化过程，设定预警机制，使得操作人员可以实时监控支撑辊辊径偏差程度，做好风险管控预防措施。在机组不停机的情况下，通过在线补偿修正辊径数据，及时补偿辊径，使得实际辊径与录入辊径偏差最小化，降低线速度测算失真程度，有效降低前张力波动变化幅度，避免辊径偏差过大造成的断带或跑偏事故。该方法适用性强，可推广应用到配置支撑辊传动平整机的连续镀锌生产线等。
Description
技术领域
本发明属于平整机辊径偏差控制领域，具体涉及一种支撑辊传动平整机的辊径偏差预警与在线补偿方法。
背景技术
支撑辊传动的平整机在连续热镀锌机组应用广泛，这类平整机的速度一般以支撑辊的辊面速度为测算依据，支撑辊辊面速度V＝传动转速r*支撑辊辊径D*π。
通常整个平整段的速度基准V1为平整机出口的张紧辊辊面速度。如果系统录入的辊径如果比实际大，实际输出的支撑辊辊面速度就小于设定值，此时V1>V0,平整机的张力调节机制会补偿平整机的速度V1至V1’，以保证出口张力稳定。但是当该速度增量Vtech超过设计增量限幅，V1>V1’,出现平整机张紧辊通过带钢拉着平整机的实际现象，参数表观就是平整机出口的张力比设定值大，存在断带风险。反之，系统录入的辊径如果比实际小，则会出现平整机张紧辊与平整机之间不能建立起有效的张力，存在跑偏的风险。
一般情况下，平整机支撑辊随着磨损或者压扁，实际辊径会比录入辊径小，且随着在线使用时间延长，实际辊径越来越小。辊径变化导致平整机实际线速度测算失真，平整机速度增量Vtech超限幅后，平整机出口的张力越来越大，直至引发断带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种支撑辊传动平整机的辊径偏差预警与在线补偿方法，引入基于速度增量的辊径测算模型，描绘辊径变化过程，设定预警机制，通过在线修正辊径数据，降低线速度测算失真程度，有效避免前张力波动变化过大，避免轧制断带或跑偏事故。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种支撑辊传动平整机的辊径偏差预警与在线补偿方法，包括以下步骤：
1)预设平整机后出口张力辊辊面速度为V0，四辊平整机支撑辊辊面速度为V1，平整机前入口张力辊辊面速度为V2，平整机允许张力调整的速度限幅为Vtech；支撑辊录入系统辊径为D0，带钢延伸率为ε；平整机传动转速为r0，带钢经过平整机恒延伸率控制，V0＝V1＝(1+ε)V2，V1＝r0*D0*π；
2)当实际辊径D1<D0，实际传动输出速度V1’<V1＝V0，为了保证平整机出口张力稳定、运行稳定，平整机的张力调节机制会补偿平整机的速度V1’至V1，假设速度增量为△V＝V1-V1’＝V0-V1’，则支撑辊实际辊径为D1＝V1’/r0/π＝(V1-△V)/r0/π＝(V0-△V)/r0/π，辊径偏差△D＝D0-D1＝D0-(V0-△V)/r0/π；
3)当△V>Vtech时，平整机速度增量超过设计增量限幅，出现平整机张紧辊通过带钢拉着平整机的实际现象，存在断带风险，则系统允许的最大辊径偏差为△Dmax＝D0-(V0-Vtech)/r0/π；上述的基于速度增量的辊径测算模型，描绘辊径变化过程，是将实际辊径偏差△D＝D0-(V0-△V)/r0/π的计算数值在HMI画面上实时显示，进一步的，可将变化趋势在HMI画面实时显示；当实际辊径偏差△D＝△Dmax＝D0-(V0-Vtech)/r0/π时，控制系统发出报警信息，提醒操作人员存在辊径偏差超限的情况；
4)在平整机停机状态下，将系统录入的辊径D0直接修改为D0-△D，校核标定轧制线后即可立即恢复生产。
按上述方法补偿修正支撑辊辊径后，使得实际辊径与录入辊径偏差最小化，降低线速度测算失真程度，有效降低前张力波动变化幅度，避免轧制断带或跑偏事故。
本发明具有以下有益效果：(1)从速度调整机理出发，建立了基于速度增量的辊径测算模型，描绘辊径变化过程，设定预警机制，使得操作人员可以实时监控支撑辊辊径偏差程度，做好风险管控预防措施；(2)在机组不停机的情况下，通过在线补偿修正辊径数据，及时补偿辊径，使得实际辊径与录入辊径偏差最小化，降低线速度测算失真程度，有效降低前张力波动变化幅度，避免辊径偏差过大造成的断带或跑偏事故；(3)该方法适用性强，可推广应用到配置支撑辊传动平整机的连续镀锌生产线等。
附图说明
图1是平整机区域示意图。
图2是平整机速度测算示意图。
图中，1、入口张紧辊组，2、出口张紧辊组，3、平整机，4、带钢。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
一种支撑辊传动平整机的辊径偏差预警与在线补偿方法，包括以下步骤：
预设平整机后出口张力辊辊面速度为V0，四辊平整机支撑辊辊面速度为V1，平整机前入口张力辊辊面速度为V2，平整机允许张力调整的速度限幅为Vtech；支撑辊录入系统辊径为D0，带钢延伸率为ε；平整机传动转速为r0，带钢经过平整机恒延伸率控制，V0＝V1＝(1+ε)V2，V1＝r0*D0*π。
当实际辊径D1<D0，实际传动输出速度V1’<V1＝V0，为了保证平整机出口张力稳定、运行稳定，平整机的张力调节机制会补偿平整机的速度V1’至V1，假设速度增量为△V＝V1-V1’＝V0-V1’，则支撑辊实际辊径为D1＝V1’/r0/π＝(V1-△V)/r0/π＝(V0-△V)/r0/π，辊径偏差△D＝D0-D1＝D0-(V0-△V)/r0/π。
当△V>Vtech时，平整机速度增量超过设计增量限幅，出现平整机张紧辊通过带钢拉着平整机的实际现象，存在断带风险，则系统允许的最大辊径偏差为△Dmax＝D0-(V0-Vtech)/r0/π。
基于速度增量的辊径测算模型，描绘辊径变化过程，是将实际辊径偏差△D＝D0-(V0-△V)/r0/π的计算数值在HMI画面上实时显示，进一步的，可将变化趋势在HMI画面实时显示。
设定预警机制，是当实际辊径偏差△D＝△Dmax＝D0-(V0-Vtech)/r0/π时，控制系统发出报警信息，提醒操作人员存在辊径偏差超限的情况；
在线修正辊径数据，是在平整机停机状态下，将系统录入的辊径D0直接修改为D0-△D，校核标定轧制线后即可立即恢复生产。
如附图1中所示，平整机为下支撑辊单辊传动，包括入口张紧辊组1、出口张紧辊组2、平整机3、带钢4。平整机速度测算示意图如图2所示。
以正在生产带钢规格为1.0mm*1250mm的带钢为例，在用支撑辊入系统辊径为D0＝1250mm；带钢延伸率为ε＝1.0％；平整机允许张力调整的速度限幅为Vtech＝0.025m/min；当前平整机后出口张力辊辊面速度为V0＝120m/min，平整机前入口张力辊辊面速度为V2＝118.8m/min；平整机传动转速为r0＝30.65r/min，且平整机允许张力调整的速度△V达到限幅Vtech＝0.025m/min。
当前出口段设定张力T＝75KN，实际张力达到112KN，可从新增的界面显示看到实时测算的支撑辊辊径；同时看到控制系统发出的辊径偏差超限的报警信息。
显示的辊径偏差△D超限，△D>△Dmax＝D0-(V0-Vtech)/r0/π＝1250-(120-0.025)/30.65/π＝4mm。
在平整机停机状态下，将系统录入的辊径D0直接修改为D0-△Dmax＝1246mm，校核标定轧制线后即可立即恢复生产，仍按120m/min速度控制。
此时，出口段设定张力T将恢复到正常设定的75KN，系统查看平整机传动转速为r0＝30.68r/min，平整机允许张力调整的速度△V＝0.005m/min。
操作人员则可在新增的界面显示看到实时测算的支撑辊辊径偏差△D＝D0-(V0-△V)/r0/π＝1246-(120-0.005)/30.68/π＝1.03mm。
进一步的，可按上述方法，再次补偿修正支撑辊辊径，将1246mm修改为(1246-1.03)＝1244.97mm，使得实际辊径与录入辊径偏差最小化，进一步降低线速度测算失真程度。
通过上述方法，可实时监控支撑辊辊径偏差程度，当偏差超过限幅时，先按超限幅值补偿修正支撑辊辊径，使得实际辊径与录入辊径偏差控制在限幅内；之后进一步的，可以直接按显示测算的辊径偏差值来补偿修正，进一步降低线速度测算失真程度，可有效降低前张力波动变化幅度，避免轧制断带或跑偏事故。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (1)
1.一种支撑辊传动平整机的辊径偏差预警与在线补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)预设平整机后出口张力辊辊面速度为V0，四辊平整机支撑辊辊面速度为V1，平整机前入口张力辊辊面速度为V2，平整机允许张力调整的速度限幅为Vtech；支撑辊录入系统辊径为D0，带钢延伸率为ε；平整机传动转速为r0，带钢经过平整机恒延伸率控制，V0＝V1＝(1+ε)V2，V1＝r0*D0*π；
2)当实际辊径D1<D0，实际传动输出速度V1’<V1＝V0，平整机的张力调节机制会补偿平整机的速度V1’至V1，假设速度增量为△V＝V1-V1’＝V0-V1’，则支撑辊实际辊径为D1＝V1’/r0/π＝(V1-△V)/r0/π＝(V0-△V)/r0/π，辊径偏差△D＝D0-D1＝D0-(V0-△V)/r0/π；
3)当△V>Vtech时，平整机速度增量超过设计增量限幅，则系统允许的最大辊径偏差为△Dmax＝D0-(V0-Vtech)/r0/π；当实际辊径偏差△D＝△Dmax＝D0-(V0-Vtech)/r0/π时，控制系统发出报警信息，提醒操作人员存在辊径偏差超限的情况；
4)在平整机停机状态下，将系统录入的辊径D0直接修改为D0-△D，校核标定轧制线后即可立即恢复生产。
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