冷连轧机单侧液压缸工作辊弯辊的设定方法与流程

本发明属钢铁生产控制技术领域，尤其涉及一种冷连轧机具有单侧液压缸结构的工作辊弯辊的正负弯辊切换设定方法。

背景技术：

冷连轧机组的生产来料主要是热轧薄板，最终产品用于家电、汽车和建筑等行业。对于一般用户而言，冷轧带钢是其直接面对的轧制成品，因此对其板形以及横截面形状都有很高的要求。工作辊弯辊系统具有结构简单、响应速度快、板形控制效果明显以及便于与其它控制手段相结合等优点，是改善板形最有效、最灵活和最基本的方法，现在的冷连轧机上都配备了液压弯辊装置，而合适的弯辊设定值则是获得良好板形控制质量的关键所在。目前，弯辊力设定模型主要有机理模型和简化模型两种，由于简化模型具有算法简单、易于实现、计算速度快、调试和维护方便等特点，在实际生产中得到了广泛的应用。但简化模型通常基于操作人员的经验或根据一定的理论分析结果，采用理论计算或实测值进行数学回归后得到，并将各种因素对弯辊力的影响当成简单的线性关系来处理，尤其在正弯和负弯切换的设定过程，会带来较大的设定误差，模型的适应性也较差。

对于工作辊弯辊系统，如果工作侧和传动侧有两个液压缸的内外侧结构时，通过内侧液压缸的预先切换，可以做到正弯和负弯之间的无扰切换平稳过渡，但是每侧只有单个液压缸的弯辊结构，在进行正弯和负弯切换过程中，很难做到无死区切换，只有通过合理的切换设定方法，才能实现平稳过渡。为了有效解决上述问题，使轧机的工作弯辊切换比较平稳，避免带钢断带勒辊并保证带钢板形质量，本发明提出冷轧单侧液压缸工作辊弯辊的正弯和负弯无死区切换的设定方法，可以解决弯辊切换过程的对液压系统的冲击问题，降低由此产生的带钢断带勒辊次数，并且也可以显著提高带钢板形质量。

与双侧液压缸工作辊弯辊无死区控制的高速发展相比，单侧液压缸弯辊切换设定控制技术尚在起步阶段，由于液压结构和控制策略的问题，国内外此领域的控制精度普遍不高，实现有效稳定工业应用的较少。其中以SIEMENS公司为代表开发的弯辊控制系统，都是应用二级模型的设定值作为控制依据，然后乘以调控功效系数，得到轧机弯辊的改变量。由于模型关系复杂，回归过程速度较慢且经常发生回归异常，所以其控制精度不高。为提高弯辊切换过程控制精度，对现有控制系统进行研究，利用切换值和保持值的匹配设计达到无死区切换的目的。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题本发明提出一种适合于冷连轧机单侧液压缸的工作辊弯辊设定方法，解决冷轧生产过程中，在工作弯辊正负弯切换时出现的死区问题，确保弯辊液压缸与轴承座紧密接触，实现正负弯辊之间的无间隙平滑切换。减少断带勒辊等问题提高板形质量，以此提高冷轧生产的生产率和稳定性，达到提高成品质量和市场竞争力的目的。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

冷连轧机单侧液压缸工作辊弯辊的设定方法，轴承座与弯辊缸之间为活动连接，弯辊缸的缸头与轴承座内的T形槽之间设有间隙，设定步骤如下：

a整个弯辊工作范围分为工作方式1)工作辊正弯辊；工作方式2)工作辊负弯辊；

b设置弯辊参考值F_REF，弯辊实际值F_ACT，工作方式切换点的切换值F_SWI和保持值F_HLD且F_SWI>F_HLD，弯辊设定值F_SET；

c弯辊调节控制系统初始化，将初始弯辊调节回路处于工作方式1)状态；

d正弯辊切换为负弯辊设定控制：

(1)当F_REF>F_SWI、F_ACT>F_SWI时，保持正常的正弯辊工作状态；

(2)当F_HLD<F_REF<F_SWI、F_HLD<F_ACT<F_SWI且为正弯辊状态时，保持正常的正弯辊工作状态；

(3)当F_REF<F_HLD、F_ACT＝F_HLD且为正弯辊状态时，则设定值F_SET＝F_HLD；

(4)当-F_SWI<F_REF<-F_HLD、F_ACT＝F_HLD时，保持正弯辊状态设定值F_SET＝F_HLD；

(5)当F_REF＝-F_SWI、F_ACT＝-F_HLD->-F_SWI时，切换负弯辊状态设定值F_SET＝-F_SWI；

(6)当F_REF<-F_SWI、F_ACT<-F_SWI时，则保持正常负弯辊工作状态；

e负弯辊切换为正弯辊设定控制：

(1)当F_REF<-F_SWI、F_ACT<-F_SWI时，保持正常的负弯辊工作状态；

(2)当-F_SWI<F_REF<-F_HLD、-F_SWI<F_ACT<-F_HLD且为负弯辊状态时，保持正常的负弯辊工作状态；

(3)当F_REF>-F_HLD、F_ACT＝-F_HLD且为负弯辊状态时，则设定值F_SET＝-F_HLD；

(4)当F_HLD<F_REF<F_SWI、F_ACT＝-F_HLD时，保持负弯辊状态设定值F_SET＝-F_HLD；

(5)当F_REF＝F_SWI、F_ACT＝F_HLD->F_SWI时，切换正弯辊状态设定值F_SET＝F_SWI；

(6)当F_REF>F_SWI、F_ACT>F_SWI时，则保持正常正弯辊工作状态。

本发明以冷轧硅钢1500mm五机架全六辊轧机为对象，以冷轧实现工作辊弯辊正负弯辊的无死区切换作为目标函数，建立了针对单侧液压缸的工作辊弯辊切换设定方法，提出新的适应冷连轧机单侧液压缸工作辊弯辊的正负弯辊切换方法；通过弯辊参考值、弯辊实际值以及工作方式切换点的切换值和保持值的设定，提高冷轧工作辊弯辊的控制精度；分别提出正弯辊切换到负弯辊和负弯辊切换到正弯辊的两种设定方法；实际生产数据结果表明，此方法投入能够实现对于单侧液压缸工作辊弯辊的正负弯辊切换的平滑过渡，减少对液压缸体的冲击，提高了轧制过程的稳定性和精度，同时此方法可以利用原有控制设备易于维护，同时节省技术引进资金投入，满足冷轧日益严格的厚度质量和增强市场竞争力需要。

附图说明

图1本发明的1500mm硅钢冷连轧机结构图；

图2本发明的工作辊弯辊的正负弯辊切换装置液压图(去掉颜色，统一变成黑白的)；

图3本发明的工作辊弯辊调节控制框图；

图4本发明的正负弯辊切换监测图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

如图1所示，本发明提供的技术是在冷轧硅钢1500mm五机架冷连轧机上完成，生产0.5mm规格冷轧产品，带钢宽度B＝1250mm，产品规格ST12，实现过程如下：

1.轧机单侧液压缸工作辊弯辊液压系统如图2所示，设置弯辊参考值为F_REF，弯辊实际值为F_ACT，工作方式切换点的切换值为F_SWI和保持值为F_HLD且F_SWI>F_HLD，弯辊设定值F_SET。

其中，切换值F_SWI＝10％，保持值F_HLD＝8％，工作辊弯辊控制方法如图3所示，采用PID控制算法。

2.正弯辊切换为负弯辊设定控制过程如图4所示中左侧图形

(1)当F_REF>10％、F_ACT>10％时，保持正常的正弯辊工作状态；

(2)当8％<F_REF<10％、8％<F_ACT<10％且为正弯辊状态时，保持正常的正弯辊工作状态；

(3)当F_REF<8％、F_ACT＝8％且为正弯辊状态时，则设定值F_SET＝8％；

(4)当-10％<F_REF<-8％、F_ACT＝8％时，保持正弯辊状态设定值为F_SET＝8％；

(5)当F_REF＝-10％、F_ACT由-8％跳变到-10％，从正弯辊切换到负弯辊状态设定值为F_SET＝-10％。

(6)当F_REF<-10％、F_ACT<-10％时，则保持正常负弯辊工作状态。；

3.负弯辊切换为正弯辊设定控制过程如图4所示中右侧图形

(1)当F_REF<-10％、F_ACT<-10％时，保持正常的负弯辊工作状态；

(2)当-10％<F_REF<-8％、-10％<F_ACT<-8％且为负弯辊状态时，保持正常的负弯辊工作状态；

(3)当F_REF>-8％、F_ACT＝-8％且为负弯辊状态时，则设定值F_SET＝-8％；

(4)当8％<F_REF<10％、F_ACT＝-8％时，保持负弯辊状态设定值F_SET＝-8％；

(5)当F_REF＝10％、F_ACT由8％跳变到10％时，从负弯辊切换正弯辊状态设定值F_SET＝10％。

(6)当F_REF>10％、F_ACT>10％时，则保持正常的正弯辊工作状态。