CN1623700A - 精轧机活套控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

精轧机活套控制方法及系统，涉及自动控制技术，特别涉及对精轧机活套进行控制的技术。本发明提供一种精轧机活套控制方法，包括张力环与电压环控制，以张力信号作为电压信号的外限幅，然后对限隔后的信号进行电流调节，用以控制活套电机。本发明还提供一种精轧机活套控制系统。本发明的有益效果是，在活套软着陆，即活套在落套的时候，活套辊即将落到轧制线机械零位时，几乎不产生对底座的冲击，其主要作用是减少对活套机械设备和电控设备的冲击，延长使用寿命。且活套软接触起套接触带钢时，对带钢冲击较小，不会产生张力突增，有利于对带钢头部和宽度进行控制。

Description

精轧机活套控制方法及系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术，特别涉及对精轧机活套进行控制的技术。

背景技术

精轧机活套位于两台精轧机之间，用于吸收主传动系统因咬钢动态速降而形成的带钢套量，并维持轧制过程中精轧机间的正常套量，维持作用在带钢上的微张力。现有的精轧机活套控制如图1与图2所示，在张力给定基准与电压给定基准之间由切换指令进行切换，其缺点是，切换为有触点切换，不易实现软接触和软着陆控制，活套落套时，对活套底座的冲击比较大，影响了活套机械设备的寿命，缩短了机械设备的检修周期，增加了检修费用；在活套起套时，由于活套没有软接触功能，对带钢的冲击比较大，作用在带钢上的张力波动较大，影响了成品厚度控制精度。本发明所述的“张力环”、“电压环”、“速度环”等，在《带钢热连轧计算机控制》(机械工业出版社，1997年4月第一版)中有详细描述。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种精轧机活套控制方法及系统，以使活套实现软接触和软着陆控制。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种精轧机活套控制方法，包括张力环与电压环控制，以张力信号作为电压信号的外限幅，然后对限幅后的信号进行电流调节，用以控制活套电机。

所述张力信号为张力给定基准信号，所述电压信号为电压给定基准信号。采用了两套参数，对应于起套和落套控制。

本发明还提供一种精轧机活套控制系统，包括控制台、可编程控制器、活套传动系统、活套电机、过程计算机、可编程计算机、活套角度反馈电路、精轧机主传动电路和主传动电机，所述活套传动系统包含限幅调节器，过程计算机与可编程控制器连接，控制台与可编程控制器连接，可编程控制器发送电压信号和张力信号到限幅调节器，以张力信号作为电压信号的外限幅，限幅调节器输出被限幅的电压信号。

活套传动系统采用两套控制参数，对应于起套和落套控制，由可编程控制器送出参数切换指令控制参数调用切换。

本发明的有益效果是，在活套软着陆，即活套在落套的时候，活套辊即将落到轧制线机械零位时，几乎不产生对底座的冲击，其主要作用是减少对活套机械设备和电控设备的冲击，延长使用寿命。且活套软接触起套接触带钢时，对带钢冲击较小，不会产生张力突增，有利于对带钢头部和宽度进行控制。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1是精轧机活套控制系统的整体组成原理图。

图2是作为现有技术的活套控制系统切换部分示意图。

图3是本发明系统示意图。

具体实施方式

图1为控制系统整体，图2为图1所示控制系统的一部分，图1与图2为现有技术，在张力给定基准与电压给定基准之间由切换指令进行切换。本发明如图3所示，对图2所示的控制策略作了改进，以张力信号作为电压信号的外限幅，然后对限幅后的信号进行电流调节。

如图1和图3，可编程控制器2主要完成活套起落套和力矩控制，可编程控制器6主要完成精轧机速度控制和活套高度闭环控制。过程计算机5给可编程控制器2设定活套张力，给可编程控制器6设定活套工作角度，控制台1发送操作人员设置命令到可编程控制器2和可编程控制器6，由可编程控制器2送出电压给定基准(V ref)和张力给定基准信号(I ref)。电压给定基准信号经电压调节器11调节后，由限幅调节器12进行限幅，限幅调节器12以所述张力基准作为外限幅，由活套传动系统以限幅后的信号控制活套电机4，并反馈活套的实际角度到可编程控制器6。可编程控制器6通过精轧机主传动电路8控制主传动电机9。本发明实施例中，可编程控制器2采用GE系列GE90/70PLC，可编程控制器6采用GE90/70PLC。

精轧机活套是低惯量电动活套。活套电机采用低惯量进口电机，活套传动装置由ABB公司的DCS 500组成。精轧主传动电机使用交流变频电机，精轧主传动控制系统采用西门子Simadyn-D交交变频调速系统；活套基础自动化系统由美国GE 90/70组成，过程计算机系统由ALPHA计算机组成。本发明所述人机接口电路包括键盘和显示器。

起/落套时，采用电压环控制，以张力给定基准作为速度调节器的外限幅，即起/落套后，电压环迅速饱和，电流调节器13的输入即为张力给定基准，并没有电压环与张力环的切换过程。为了能更好的分别控制起、落套，在传动系统里采用两套参数，分别对应于起套和落套控制。参数选择由可编程控制器完成，并给出参数切换指令。

本发明将活套基础自动化系统与活套传动系统有机结合，实现软接触与软着陆功能。活套传动系统部分取消了现有技术中的电压环和张力环切换的逻辑，将原张力基准改为速度调节器的外限幅，并修改电压环的PI参数，加速时间、减速时间、增加角度软化处理、调试SMOOTH1和SMOOTH2。同时，在传动系统里采用了两套参数，分布按起套/落套时序，由PLC控制调用不同的参数组。作为实施例，具体的参数见表1。

                       表1

活套基础自动化部分：取消了现有技术中的电压环和张力环切换的逻辑，将原张力基准改为电压调节器的外限幅，张力基准按下述分段函数关系给出，采用自动或人工调节方式。

一般，I₁ref＞I₂ref。作为实施例，取Φ₀＝18°，t₀＝1.0秒。

(Φ为活套臂的实际摆角，t为起套逝去时间。)

即能保证起套快速性和软接触。

位置环增益的调试，围绕起套的快速性接触时的软化和落套着陆时的缓慢性的目的展开。增益参数按以下分段函数选取。

一般a₁＞b₁，a₂＞b₂，a₁＞a₂。a_i、b_i为基础自动化子系统内位置环增益系数。

采用现有技术，起套时迅速将带钢抵住，落套时活套下落速度较快，下落角度几乎为直线，对活套底座等设备冲击较大，产生的负面影响也较多。采用本发明，起套时，先起到一定角度，再起到工作角度，实现软接触功能；落套时，在活套离开带钢后，并不直线下降，而是在即将落到轧制线上时，活套有一个稍微停顿，再继续下落到机械零位，所以活套对底座几乎不产生冲击。并且，由于活套工作中电流较稳定，作用在带钢上的张力波动较小，有利于带钢的厚度和宽度控制。

Claims (5)

1、精轧机活套控制方法，包括张力环与电压环控制，其特征在于，以张力信号作为电压信号的外限幅，以限幅后的信号控制活套电机。

2、如权利要求1所述的精轧机活套控制方法，其特征在于，所述张力信号为张力给定基准信号，所述电压信号为电压给定基准信号。

3、如权利要求1或2所述的精轧机活套控制方法，其特征在于，采用了两套参数，对应于起套和落套控制。

4、精轧机活套控制系统，包括控制台(1)、可编程控制器(2)、活套传动系统(3)、活套电机(4)、过程计算机(5)、可编程计算机(6)、活套角度反馈电路(7)、精轧机主传动电路(8)和主传动电机(9)，所述活套传动系统(3)包含限幅调节器(12)，过程计算机(5)与可编程控制器(2)连接，控制台(1)与可编程控制器(2)连接，其特征在于，可编程控制器(2)发送电压信号和张力信号到限幅调节器(12)，以张力信号作为电压信号的外限幅，限幅调节器(12)输出被限幅的电压信号。

5、如权利要求4所述的精轧机活套控制系统，其特征在于，活套传动系统(3)采用两套控制参数，对应于起套和落套控制，由可编程控制器(2)送出参数切换指令控制参数调用切换。

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