四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法与流程

本发明涉及消除四辊冷轧机辊印的方法，具体为四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法。

背景技术：

四辊冷轧机被广泛应用在黑色及有色金属带材压延加工行业，而四辊冷轧机在每次更换轧辊后都要对辊系进行压靠，以获得辊缝位置。在对辊系压靠过程，当上下工作辊接触的时候，容易在工作辊表面形成接触印迹，四辊冷轧机在轧制铜带材时，轧辊表面的接触印迹会印到被轧制带材的表面，造成不合格品。

技术实现要素：

本发明提供了一种四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法，该方法根据辊系内四根轧辊直径尺寸及基准靠压辊缝位置，利用plc记忆计算控制功能，实现在辊系压靠过程中控制工作辊接触瞬间的压力、速度等参数，消除接触过程中产生的轧辊辊印。

本发明是采用如下的技术方案实现的：四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法，包括以下步骤：

基准零辊缝位置t0确定过程：当基准轧辊安装在辊系后，基准上工作辊同基准上支承辊已接触，基准下工作辊同基准下支承辊已接触，基准上下工作辊之间有辊缝，压下缸以速度v1向下伸出压到基准上支承辊上，基准上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小，当基准上下工作辊接触，并且油缸压力达到p1值后，plc记录下在压下缸上的位置传感器的数值t0，然后压下油缸缩回，plc控制系统就认为t0为基准零辊缝位置；p1值为四辊冷轧机的一个特定压力参数值，p1值对应零辊缝位置t0。

实际零辊缝位置t0″的预算：plc记录基准压靠完成时基准工作辊直径r′，基准支承辊直径r′和基准零辊缝位置t0；实际冷轧支承辊、工作辊安装完成后将安装好的工作辊直径r″、支承辊直径r″输入至plc中，plc预算出实际零辊缝位置t0″：t0″=t0-2(r′-r″)-（r′-r″）=t0-2r′+2r″-r′+r″。

消除辊印压靠：当实际冷轧轧辊安装在辊系后，上工作辊同上支承辊已接触，下工作辊同下支承辊已接触，上下工作辊之间有辊缝，压下缸以速度v1向下伸出压到上支承辊上，上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小，当位置传感器：t0′=t0″-nmm时，油缸伸出速度由v1转变为液压系统控制允许最小速度v0，这时上工作辊以最慢的向下速度同下工作辊接触，并且压下缸压力达到p1值后，plc记录下在油缸上的位置传感器的数值t，然后压下缸缩回至t-lmm位置。

本发明在预估上下工作辊接触前nmm的位置，将上工作辊向下移动速度降至最低，使上下工作辊接触时减少了惯性及冲击力，从而达到消除辊印的目的。

上述的四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法，消除辊印压靠中压下缸压力达到p1值的过程为：压下缸以位置pid控制方式，设定位置目标值为t0″+mmm，以速度v1向下伸出压到上支承辊上，上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小，当位置传感器：t0′=t0″-nmm时，油缸伸出速度由v1转变为液压系统控制允许最小速度v0，使得工作辊在缓慢的接触过程中达到中间压力p值，当压下缸下压达到中间压力p值时，油缸控制方式转变为压力pid控制，plc同时控制辊系进行旋转，当达到设定旋转速度v时，开始进行加压直到压力p1值，稳定一定时间后记录位置传感器的数值t。

本发明根据轧辊直径尺寸，经过plc计算控制，控制压下速度，达到消除辊印的目的。

附图说明

图1为辊系结构示意图。

图2为基准零辊缝位置t0确定过程示意图。

图3为消除辊印压靠过程示意图。

图4为压靠程序控制流程图。

图中：1-上支承辊，2-上工作辊，3-下工作辊，4-下支承辊，5-辊缝，6-压下缸，7-压力传感器，8-位置传感器。

具体实施方式：

四辊冷轧机压靠过程，确定基准零辊缝位置t0：当基准轧辊安装在辊系后，基准上工作辊同基准上支承辊已接触，基准下工作辊同下支承辊已接触。基准上下工作辊之间有辊缝，压下缸6以压力pid控制方式较快速度v1向下伸出压到基准上支承辊上，基准上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小。当基准上下工作辊接触，并且压下缸6压力达到p1值后，plc记录下在油缸上的位置传感器8的数值t0，然后压下油缸6缩回。plc控制系统就认为t0为基准零辊缝位置。

实际零辊缝位置t0″的预算：利用plc存储功能，记录压靠完成时基准工作辊直径r′，基准支承辊直径r′和位置传感器零点t0。在实际支承辊、工作辊安装完成后将安装好的工作辊直径r″，支承辊直径r″输入至plc存储器中，plc预算出实际的零辊缝位置t0″：t0″=t0-2(r′-r″)-（r′-r″）=t0-2r′+2r″-r′+r″。

消除辊印压靠方案：当实际冷轧轧辊安装在辊系后，上工作辊2同上支承辊1已接触，下工作辊3同下支承辊4已接触。上下工作辊之间有辊缝，压下缸6以位置pid控制方式，设定位置目标值为t0″+5mm，较快速度v1向下伸出压到上支承辊1上，上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小。当位置传感器：t0′=t0″-2mm时，油缸伸出速度由v1转变为液压系统控制允许最小速度v0，这时上工作辊2以最慢的向下速度同下工作辊3接触，当上下工作辊接触并且油缸压力达到较小值p时，油缸控制方式由位置pid控制转变为压力pid控制，同时plc控制轧辊旋转，当转速达到v值时，油缸加压使压力值达到p1值后（p＜p1），稳定10s后plc记录下在油缸上的位置传感器的数值t（其数值小于目标值t0″+5mm，表示达到目标值前已经完成压靠），然后压下油缸缩回至t-5mm位置。四辊冷轧机在轧制0.2mm厚度带材时，油缸就保持在t-0.2mm位置工作。

由于在预估上下工作辊接触前2mm的位置，将上工作辊向下移动速度降至最低，使上下工作辊接触时减少了惯性及冲击力，从而达到消除辊印的目的。

消除辊印压靠要点：

1、采用位置pid，依靠实际辊径由plc计算出预设实际位置t0″，系统可快速运行到设定位置t0″-2mm，当运行到t0″-2mm位置时，系统转入慢速接触运行，由于位置传感器设定目标位置为t0″+5mm，保证辊系可以在缓慢的接触过程中达到中间压力p值。

2、当达到中间压力p值时，系统结束位置环控制转入压力环（pid）控制，同时辊系进行旋转，当达到设定旋转速度v时，开始进行加压直到压力值p1，稳定10s后记录当前位置值。

3、本方法通过计算辊缝精准位置，控制在即将接触时进行低速接触，当接触后旋转辊系，当速度稳定后进入下一阶段压靠，直至完成。通过这一方法可以有效消除在压靠过程中造成的压靠辊印。

技术特征：

1.四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法，其特征在于：

基准零辊缝位置t0确定过程：当基准轧辊安装在辊系后，基准上工作辊同基准上支承辊已接触，基准下工作辊同下支承辊已接触；基准上下工作辊之间有辊缝，压下缸（6）以压力pid控制方式速度v1向下伸出压到基准上支承辊上，基准上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小，当基准上下工作辊接触，并且压下缸（6）压力达到p1值后，plc记录下在油缸上的位置传感器（8）的数值t0，然后压下油缸（6）缩回，plc控制系统就认为t0为基准零辊缝位置；

实际零辊缝位置t0″的预算：利用plc存储功能，记录压靠完成时基准工作辊直径r′，基准支承辊直径r′和位置传感器零点t0，在实际支承辊、工作辊安装完成后将安装好的工作辊直径r″，支承辊直径r″输入至plc存储器中，plc预算出实际的零辊缝位置t0″：t0″=t0-2(r′-r″)-（r′-r″）=t0-2r′+2r″-r′+r″；

消除辊印压靠：当实际冷轧轧辊安装在辊系后，上工作辊（2）同上支承辊（1）已接触，下工作辊（3）同下支承辊（4）已接触，上下工作辊之间有辊缝，压下缸（6）以速度v1向下伸出压到上支承辊（1）上，上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小，当位置传感器（8）指示到设定位置t0′=t0″-nmm时，压下缸（6）伸出速度由v1转变为液压系统控制允许最小速度v0，这时上工作辊（2）以最慢的向下速度同下工作辊（3）接触，并且压下缸压力达到p1值后，plc记录下在油缸上的位置传感器的数值t，然后压下缸缩回至t-lmm位置。

2.根据权利要求1所述的四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法，其特征在于：消除辊印压靠中压下缸压力达到p1值的过程为：压下缸（6）以位置pid控制方式，设定位置目标值为t0″+mmm，以速度v1向下伸出压到上支承辊（1）上，上下工作辊之间辊缝随着压下缸向下伸出逐渐缩小，当位置传感器：t0′=t0″-nmm时，油缸伸出速度由v1转变为液压系统控制允许最小速度v0，使得工作辊在缓慢的接触过程中达到中间压力p值，当压下缸下压达到中间压力p值时，油缸控制方式转变为压力pid控制，plc同时控制辊系进行旋转，当达到设定旋转速度v时，开始进行加压直到压力p1值，稳定一定时间后记录位置传感器的数值t。

技术总结
本发明涉及消除四辊冷轧机辊印的方法，具体为四辊冷轧机辊系压靠辊印控制方法。该方法根据辊系内四根轧辊直径尺寸及基准靠压辊缝位置，利用PLC记忆计算控制功能，实现在辊系压靠过程中控制工作辊接触瞬间的压力、速度等指标，消除接触过程中产生的轧辊辊印。本方法通过计算辊缝精准位置，控制在即将接触时进行低速接触，当接触后旋转辊系，当速度稳定后进入下一阶段压靠，直至完成。通过这一方法可以有效消除在压靠过程中造成的压靠辊印。

技术研发人员：陈勃;段庆阳;杨鹏;李素华;吉喆
受保护的技术使用者：太原晋西春雷铜业有限公司
技术研发日：2020.04.24
技术公布日：2020.09.01