一种活套控制系统及活套套量的智能调节控制方法与流程

本发明涉及钢材轧制的活套控制技术领域，具体涉及一种活套控制系统及活套套量的智能调节控制方法。

背景技术：

当前棒材车间轧制棒材成品的轧制机架之间用活套来调节轧件堆拉的情况，实现轧制机架之间的级联速度的智能调节，有效保证轧件的轧制质量。然而由于现有的轧制活套的控制技术不够成熟，活套中轧件的堆拉钢关系是系统通过对实际套量和设定套量之间值的比较来判断，进而对上游机架轧机速度进行提速或降速，在套量调节期间活套套量（活套高度）的上下调节值一直未系统提供的实时变化数值，这样导致在正常生产过程中经常出现活套堆拉等情况的冒料误时。

因此，有必要对轧线活套控制系统进行改造，通过改进和优化活套套量调节控制方法来实现活套套量的智能调节控制功能，为确保轧制过程中活套控制系统的稳定，减少轧线活套误时冒料现象的发生。

技术实现要素：

本发明正是针对现有活套控制系统及活套套量调节中存在的问题，提出一种活套控制系统及活套套量的智能调节控制方法，该系统结构简单可靠，通过该系统可实现活套套量的智能调节控制，从而能确保在棒材轧制过程中活套控制的稳定性，减少轧线活套误时冒料现象的发生，有效提高棒材车间的生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种活套控制系统，包括活套、活套扫描仪、PLC、与活套处于同一轧线且位于活套上游的上游机架轧机、用于驱动上游机架轧机的直流电动机和直流调速装置，所述活套包括活套支架和导槽，所述活套支架与导槽垂直固定连接，在导槽的中部垂直安装有活套检测孔，所述活套扫描仪设置在活套检测孔的一侧并使得活套检测孔位于活套扫描仪的检测角度范围内，所述活套扫描仪对活套进行水平控制，所述上游机架轧机的轧辊与直流电动机传动连接，所述直流电动机与直流调速装置电连接，所述活套扫描仪和直流调速装置均与PLC中的活套控制器相连。

作为本发明的一种改进， 所述活套检测孔与活套支架相互平行，所述活套扫描仪的检测角度为30°～45°，活套扫描仪与活套检测孔之间的水平距离为1000mm～2000mm，并且活套扫描仪的检测角度是以活套扫描仪为圆点成30°～45°扇形角覆盖检测孔，活套检测孔的宽度为50mm，高度为800mm。

作为本发明的一种改进， 所述直流调速装置采用西门子的6RA70直流调速系统。

作为本发明的一种改进， 所述活套扫描仪以高位作为输出模拟电流信号，输出的模拟电流信号范围在4～20mA，无钢时的输出模拟电流信号为20mA，响应时间为2ms。优选的活套扫描仪的型号为HT6-030-IZ1。

作为本发明的一种改进， 所述活套扫描仪的活套扫描光信号的最高位套量为700，最低位套量为0。

利用上述活套控制系统进行活套套量智能调节控制的方法，具体包括如下步骤：

（1）根据轧件的轧制要求，在PLC的活套控制器中预先给定一个设定套量值H_设；

（2）在轧件起落套过程中利用活套扫描仪定期对活套的实际套量值H_测进行检测，并将检测所得实际套量值H_测传送给活套控制器；

（3）设定活套中轧件的堆拉钢关系如下：活套的实际套量值H_测高于设定套量值H_设时为轧件堆钢，而活套的实际套量值H_测低于设定套量值H_设时为轧件拉钢；

（4）所述活套控制器将实际套量值H_测与设定套量值H_设进行比较得到套量调节值H_调，即H_调=H_设-H_测，当H_调为负值（堆钢）时，活套控制器发送降速信号给直流调速装置来对上游机架轧机进行降速处理直至H_调为零，当H_调为正值（拉钢）时，活套控制器发送提速信号给直流调速装置来对上游机架轧机进行提速处理直至H_调为零；具体的活套套量调节规则是：

A、所述活套套量调节值小于0时，活套控制器进行赋值操作；

B、所述活套控制器自动计算并判断活套套量最小值；

C、所述活套落套时活套控制器将上一次调节量最小值进行赋值；

D、所述活套起套，活套套量小于40或等于700时，套量调节值将自动取代上一次调节量最小值。

作为本发明的一种改进， 所述活套套量调节规则具体为：

（1）所述活套套量调节值小于0时，活套控制器进行赋值操作：所述活套起套，当活套套量调节值小于零（为负值）时，套量调节值使用上一次赋值，并在活套套量值比较器小于“0”值输出，此时活套套量值赋值给第一数据块；

（2）所述活套起套，一方面当活套套量值小于“40”时，系统将此时拉钢套量调节值（第二数据块中的数据）取代上一次最小值给第四数据块，另一方面当活套套量值等于“700”时，系统将此时堆钢套量调节值（最小值，也即第二数据块中的数据）取代上一次最小值给第四数据块；

（3）所述活套落套时活套控制器将上一次调节量最小值进行赋值：所述活套落套，活套套量值智能判断第一数据块中活套套量值将最小值赋值给第二数据块，同时将第一数据块和第三数据块中的活套套量值清零；

（4）所述活套起套，活套套量小于40或等于700时，套量调节值将自动取代上一次调节量最小值：所述活套控制器自动计算并判断活套套量最小值：所述活套起套，当活套套量值在40至700之间时，活套控制器将套量调节值最小值数据比较并传送给第三数据块，并且当前套量调节值（第三数据块中的数据）小于第三数据块中的数据时将当前套量调节值传送并赋值给第三数据块。

作为本发明的一种改进， 所述活套扫描仪的扫描周期为2ms。

作为本发明的一种改进， 所述套量调节值H_调延时0.75s返回给直流调速装置。

相对于现有技术，本发明的活套控制系统整体结构设计巧妙，拆卸组装维修更换方便，成本较低，活套套量控制精度高，从而能确保在棒材轧制过程中活套控制的稳定性，减少轧线活套误时冒料现象的发生，有效提高棒材车间的生产效率。系统对活套套量的智能调节为：当堆钢时（套量为700），活套控制器智能判断并保存使用当前堆钢套量调节最小数值（负值），拉钢时（套量为40），活套控制器智能判断并将此时拉钢套量调节值取代上一次套量调节值的最小负值。

附图说明

图1为本发明的活套控制系统结构示意图。

图2为本发明的活套套量智能控制流程图一。

图3为本发明的活套套量智能控制流程图二。

图4为本发明的活套套量智能控制流程图三。

图5为本发明的活套套量智能控制流程图四。

图6为本发明实施例的活套与活套扫描仪的使用状态图。

图中：1-活套支架，2-上游机架轧机，3-下游机架轧机，4-活套检测孔，5-活套扫描仪，6-导槽，7-活套扫描仪测试位置，8-高位，9-低位，10-压轮，11-起套位置，12-落套位置，13-钢筋轧件。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。

如图1和6所示，一种活套控制系统，包括活套、活套扫描仪5、PLC、与活套处于同一轧线且位于活套上游的上游机架轧机2和压轮10、与活套位于同一轧线且位于活套下游的下游机架轧机3和压轮10、用于驱动上游机架轧机2的直流电动机和直流调速装置，所述活套包括活套支架1和导槽6，所述活套支架1与导槽6垂直固定连接，在导槽6的中部垂直安装有活套检测孔4，所述活套扫描仪5设置在活套检测孔4的一侧并使得活套检测孔4位于活套扫描仪5的检测角度A范围内，所述活套扫描仪5对活套进行水平控制，所述上游机架轧机2的轧辊与直流电动机传动连接，所述直流电动机与直流调速装置电连接，所述活套扫描仪5和直流调速装置均与PLC中的活套控制器相连。

当需要调整或更换活套扫描仪时，需提前用测试棒在低位9和活套扫描仪测试位置7处测好活套标高（低位和测试位），并且自始至终需要采用相同的测试棒，以免造成误差。

具体的，所述活套检测孔4与活套支架1相互平行，所述活套扫描仪5的检测角度A为30°～45°，优选地，采用30°检测角。如图6所示，活套扫描仪5与活套检测孔4之间的水平距离为1000mm～2000mm，优选地，采用1500mm的水平检测距离。活套检测孔4的高度为800mm，活套检测孔的宽度为50mm。

进一步的，所述直流调速装置采用西门子的6RA70直流调速系统。

更进一步的，所述活套扫描仪5以高位8作为输出模拟电流信号，输出的模拟电流信号范围在4～20mA，无钢时的输出模拟电流信号为20mA，响应时间为2ms。优选的活套扫描仪的型号为HT6-030-IZ1。

更进一步的，所述活套扫描仪5的活套扫描光信号的高位8套量为700，低位9套量为0。

利用上述活套控制系统进行活套套量智能调节控制的方法，其中活套套量的调节主要是在活套的起套位置11和落套位置12间进行调节，钢筋轧件13也位于活套的起套位置11和落套位置12之间，该方法具体包括如下步骤：

（1）根据轧件的轧制要求，在PLC的活套控制器中预先给定一个设定套量值H_设；

（2）在轧件起落套过程中利用活套扫描仪定期对活套的实际套量值H_测进行检测，并将检测所得实际套量值H_测传送给活套控制器；

（3）设定活套中轧件的堆拉钢关系如下：活套的实际套量值H_测高于设定套量值H_设时为轧件堆钢，而活套的实际套量值H_测低于设定套量值H_设时为轧件拉钢；

（4）所述活套控制器将实际套量值H_测与设定套量值H_设进行比较得到套量调节值H_调，即H_调=H_设-H_测，当H_调为负值（堆钢）时，活套控制器发送降速信号给直流调速装置来对上游机架轧机进行降速处理直至H_调为零，当H_调为正值（拉钢）时，活套控制器发送提速信号给直流调速装置来对上游机架轧机进行提速处理直至H_调为零；具体的活套套量调节规则是：

A、所述活套套量调节值小于0时，活套控制器进行赋值操作；

B、所述活套控制器自动计算并判断活套套量最小值；

C、所述活套落套时活套控制器将上一次调节量最小值进行赋值；

D、所述活套起套，活套套量小于40或等于700时，套量调节值将自动取代上一次调节量最小值。

具体的，上述活套套量调节规则具体为：

（1）所述活套套量调节值小于0时，活套控制器进行赋值操作：所述活套起套，当活套套量调节值小于零时，套量调节值使用上一次赋值，并在活套套量值比较器小于“0”值输出，此时活套套量值赋值给第一数据块（DB800.DBD40）；

（2）所述活套起套，一方面当活套套量值小于“40”时，系统将此时拉钢套量调节值（第二数据块（DB800.DBD48）中的数据）取代上一次最小值给第四数据块（DB800.DBD100），另一方面当活套套量值等于“700”时，系统将此时堆钢套量调节值（最小值，也即第二数据块（DB800.DBD48）中的数据）取代上一次最小值给第四数据块（DB800.DBD100）；

（3）所述活套落套时活套控制器将上一次调节量最小值进行赋值：所述活套落套，活套套量值智能判断第一数据块中活套套量值将最小值赋值给第二数据块（DB800.DBD48），同时将第一数据块（DB800.DBD40）和第三数据块（DB800.DBD44）中的活套套量值清零；

（4）所述活套起套，活套套量小于40或等于700时，套量调节值将自动取代上一次调节量最小值：所述活套控制器自动计算并判断活套套量最小值：所述活套起套，当活套套量值在40至700之间时，活套控制器将套量调节值最小值数据比较并传送给第三数据块（DB800.DBD44），并且当前套量调节值（第三数据块（DB800.DBD44）中的数据）小于第三数据块（DB800.DBD44）中的数据时将当前套量调节值传送并赋值给第三数据块（DB800.DBD44）。

进一步的，所述活套扫描仪的扫描周期为2ms。

更进一步的，所述套量调节值H_调延时0.75s返回给直流调速装置。

实施例：如图6所示，为一活套与活套扫描仪的使用状态图，本型号活套扫描仪可以同时检测被测视角范围内的光信号的最高位（套量700）和最低位（套量0），如图所示1#钢筋和4#钢筋套量，本车间以高位(1#钢筋套量)作为输出模拟电流信号，厂家未将低位信号(4#钢筋套量)引出，因此在生产过程中采集套量高信号进行对轧机堆拉钢调节，在没有信号（钢筋）时，输出模拟信号电流为20mA，即套量为700，在轧制过程中当实际套量值高于设定套量值时被认为是堆钢（调节量为负值），将会自动对上游机进行降速；相反当实际套量值低于设定套量值时被认为是拉钢（调节量为正值），将会自动对上游机进行升速。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。在权利要求中，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序，可将这些单词解释为名称。