一种跳动辊张力控制方法
【专利摘要】本发明提供了一种跳动辊张力控制方法，包括步骤：根据期望的带钢张力，设定跳动辊的位置控制气缸的压力；通过闭环PI控制来控制叠加到张力辊和入口密封辊上的张力附加速度，从而控制带钢的张力，其中，所述闭环PI控制的输入为跳动辊的位置偏差，所述闭环PI控制的输出为所述张力附加速度。本发明通过对跳动辊位置的控制，达到立式光亮退火炉小张力控制的目的，并通过对控制过程的优化，保持立式光亮退火炉张力在机组升降速过程中的稳定，提高产品质量。
【专利说明】一种跳动辊张力控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及冶金自动化领域，具体地，涉及一种跳动辊张力控制方法。
【背景技术】
[0002]张力辊组一般由入口和出口呈S形分布的张力辊组成，作用是使带材产生一定的张力，后张力辊组的线速度高于前张力辊组，带钢的张力是由线速度差产生的。入口张力辊的作用是提高入口段张力，使带钢达到拉伸所需的拉伸力，出口张力辊的作用是使带钢张力降低到输出值。
[0003]经对现有技术进行检索，检索到如下公开文献:
[0004]公开文献1(申请号为200920216578.5、名称为跳动辊张力控制装置的中国实用新型专利)公开了一种跳动辊张力控制装置，包括张紧辊轮，所述张紧辊轮的轮轴安装在一个气缸或液压缸的活塞杆上，气缸或液压缸的缸体竖向固定在生产线上，还包括气泵或液压站通过上管路和下管路向气缸或液压缸缸体内的活塞上、下两侧的腔体通入压缩空气或液压油，一个控制器控制所述上管路和下管路上的压力控制阀，通过调节压力控制阀控制活塞上、下两侧腔体内空气或液压油的压强差，使其对活塞产生的压力差满足钢带的张力要求。这种跳动辊张力控制装置，能够实现方便、无级地调节跳动辊对不锈钢带产生的张力，使用方便且精度高。
[0005]公开文献2 (申请号为201020268425.8，名称为跳动辊张力控制装置的中国实用新型专利)公开了一种跳动辊张力控制装置，浮动弹跳辊的轮轴两端分别安装在伺服气缸的活塞杆上，伺服气缸的缸体竖直固定在跳动辊的支架上，伺服气缸的活塞上腔气路依次安装了第一气控调压阀、第一电磁换向阀、第一电控调压阀，第一电控调压阀与第一张力控制器电气连接；伺服气缸的活塞下腔气路依次安装了第二气控调压阀、第二电磁换向阀、第二电控调压阀，第二电控调压阀与第二张力控制器电气连接；浮动弹跳辊的传动端安设一位移传感器，用于检测所述浮动弹跳辊的位置，并且将检测到的位移信号转换成电信号，传递给退火炉入口侧的电机。本实用新型有利于减少生产断带事故，提高成材率，减少能耗，同时也提高了生产作业率，有效地保护了退火炉，延长炉子的使用寿命。
[0006]公开文献I和公开文献2公开的技术方案主要是如何设计出一套跳动辊位置控制的机械控制装置，但并没有阐述如何通过控制跳动辊的位置，来控制炉内张力。因此有必要开发一种如何利用跳动辊的位置控制实现带钢张力控制的方法。
【发明内容】
[0007]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种能够利用跳动辊的位置控制实现带钢张力控制的跳动辊张力控制方法。
[0008]根据本发明的一个方面，提供一种跳动辊张力控制方法，包括步骤:根据期望的带钢张力，设定跳动辊的位置控制气缸的压力；通过闭环PI控制来控制叠加到张力辊和入口密封辊上的张力附加速度，从而控制带钢的张力，其中，所述闭环PI控制的输入为跳动辊的位置偏差，所述闭环PI控制的输出为所述张力附加速度。
[0009]优选地，所述张力附加速度乘以一定系数后被叠加到所述入口密封辊上。
[0010]优选地，所述张力附加速度乘以系数1-κ后被叠加到所述入口密封辊上，其中，所述系数中K的取值范围为-1〈κ〈1，且K的符号和附加速度的方向相反。
[0011]优选地，对所述张力辊的主令速度叠加所述张力附加速度。
[0012]与现有技术相比，本发明通过对跳动辊位置的控制，达到立式光亮退火炉小张力控制的目的，并通过对控制过程的优化，保持立式光亮退火炉张力在机组升降速过程中的稳定，提高产品质量。本发明已经实际测试，在使用本发明优化的控制技术后，光亮炉张力稳定，并满足工艺控制要求，机组升降速过程中的带钢张力波动明显减小，跳动辊前的堆钢现象基本杜绝。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0014]图1为张力辊和入口密封辊的控制原理示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0016]本发明采用了优化控制技术，可以有效控制立式退火炉内带钢小张力，并基本杜绝了跳动辊前堆钢的现象，对于所有使用跳动辊的立式退火炉的带钢小张力控制都可借鉴使用。具体地，根据本发明提供的跳动辊张力控制方法，包括步骤:根据期望的带钢张力，设定跳动辊的位置控制气缸的压力；通过闭环PI控制来控制叠加到张力辊和入口密封辊上的张力附加速度，从而控制带钢的张力，其中，所述闭环PI控制的输入为跳动辊的位置偏差，所述闭环PI控制的输出为所述张力附加速度。所述张力附加速度乘以系数1-K后被叠加到所述入口密封辊上，其中，所述系数中K的取值范围为-1〈κ〈1，且K的符号和附加速度的方向相反。所述张力附加速度乘以一定系数后被叠加到所述入口密封辊上。
[0017]更为具体地，本领域技术人员理解，在不锈钢立式光亮退火炉中，炉内张力一般由附加张力和带钢自重产生张力，炉内张力越大，板型越不好控制，因此，一般附加张力越小越好。为了达到光亮炉内带钢附加小张力的控制，一般在立式光亮退火炉的炉顶辊和入口密封辊间配有跳动辊，跳动辊的位置可以通过带比例阀控制的低摩擦气缸进行调节，同时在跳动辊上还安装有位置传感器。当跳动辊位置控制气缸的压力和带钢实际张力平衡时，跳动辊便会稳定在某一位置。当立式光亮退火炉的带钢张力产生波动时，跳动辊的位置会随之产生改变。因此，要控制退火炉内带钢张力，只需要预先设定气缸的压力，然后控制跳动辊的位置即可。
[0018]进一步地，跳动辊的位置控制采用闭环PI控制方式，输入为跳动辊位置偏差，输出为张力附加速度(该附加速度被叠加于张力辊之上)。当带钢张力偏小时，跳动辊位置在气缸推动下下降，此时张力辊被叠加负向的附加速度，带钢张力变大，跳动辊上升到正常位置；当带钢张力偏大时，跳动辊位置在带钢张力作用下上升，此时张力辊被叠加正向的附加速度，带钢张力变小，跳动辊下降到正常位置。
[0019]更进一步地，由于立式光亮炉内带钢张力比较小，而张力辊和跳动辊间距离相对较长，同时他们之间还隔着入口密封辊，因此，跳动辊的位置对于入口密封辊的速度变化相比张力辊速度变化而言更加敏感。因此，当机组加减速造成带钢张力波动时，由于张力辊对跳动辊的位置控制存在滞后性(相对入口密封辊而言)，往往容易造成张力辊和密封辊间产生堆钢现象。基于此，有必要将密封辊处的附加速度乘上一个系数(例如系数为1-K ;其中-1〈κ〈1，K的符号和附加速度的方向相反)。
[0020]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种跳动辊张力控制方法，其特征在于，包括步骤:根据期望的带钢张力，设定跳动辊的位置控制气缸的压力；通过闭环PI控制来控制叠加到张力辊和入口密封辊上的张力附加速度，从而控制带钢的张力，其中，所述闭环PI控制的输入为跳动辊的位置偏差，所述闭环PI控制的输出为所述张力附加速度。
2.根据权利要求1所述的跳动辊张力控制方法，其特征在于，所述张力附加速度乘以一定系数后被叠加到所述入口密封辊上。
3.根据权利要求2所述的跳动辊张力控制方法，其特征在于，所述张力附加速度乘以系数1-K后被叠加到所述入口密封辊上，其中，所述系数中K的取值范围为-1〈κ〈1，且K的符号和附加速度的方向相反。
4.根据权利要求1所述的跳动辊张力控制方法，其特征在于，对所述张力辊的主令速度叠加所述张力附加速度。
【文档编号】B65H23/26GK103910222SQ201310005290
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月7日 优先权日:2013年1月7日
【发明者】熊峰 申请人:上海宝信软件股份有限公司