保证处理线上带钢转向稳定的转向辊控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种保证处理线上带钢转向稳定的转向辊控制方法，步骤如下：1)PLC接收处理线上运行带钢的屈服强度和厚度参数；2)根据前述参数设定PLC的转向辊力矩控制参数Qn；3)当处理线上带钢恒速运行时，通过将调节系数A设定为最小值控制转向辊力矩控制器；当带钢处于加减速时，调大所有转向辊力矩控制器调节系数A；当处于加减速的带钢加速度超过加速度变化死区范围时，将所有转向辊力矩控制器调节系数A设为最大值。本发明能够保证转向辊转向稳定、避免转向振荡对产品质量影响，可广泛应用于带钢生产【技术领域】。
【专利说明】保证处理线上带钢转向稳定的转向辊控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及带钢生产【技术领域】，具体地指一种保证处理线上带钢转向稳定的转向 辊控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着高强钢品种的开发，处理线在生产轧制厚规格高强钢时，由于转向辊调节 控制与转向辊机械系统不匹配，致使处理线上转向辊间带钢转向出现振荡现象，造成带钢 产品质量差，严重时会导致停机废钢，严重影响处理线生产的正常进行，带来很大的经济损 失。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是要提供一种保证转向辊转向稳定、避免转向振荡对产品质量影 响的保证处理线上带钢转向稳定的转向辊控制方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明所设计的保证处理线上带钢转向稳定的转向辊控制方 法，包括如下步骤：l)PLC(ProgrammableLogicController可编程逻辑控制器）接收处理 线上运行带钢的屈服强度和厚度参数；2)根据前述参数设定PLC的转向辊力矩控制参数 Qn:Qn=A+GAIN^EVn+A+GAINMWlhDEVH+Qn，其中，Qn:为采样时刻η的转向辊力矩 控制器的输出，Qlri:为采样时刻η-1的转向辊力矩控制器的输出，Ty程序扫描时间，Tn:积 分时间，GAIN:增益比例系数，A:调节系数，DEVn:为采样时刻η的转向辊力矩差Nm，所述力 矩差Nm=给定力矩-实际力矩，DEVlri:为采样时刻η-1的转向辊力矩差Nm，所述力矩差Nm =给定力矩-实际力矩；3)当处理线上带钢恒速运行时，通过将调节系数A设定为最小值 控制转向辊力矩控制器；当带钢处于加减速时，调大所有转向辊力矩控制器调节系数A;当 处于加减速的带钢加速度超过加速度变化死区范围时，将所有转向辊力矩控制器调节系数 A设为最大值。
[0005] 作为优选方案，所述步骤3)中，当带钢处于加减速时，越靠近中段活套的转向辊 力矩控制器调节系数A取值越小，而越接近开卷机前段和卷取机后段的转向辊力矩控制器 调节系数A取值越大，分别与开卷机的前段和卷取机的后段对应的转向辊力矩控制器的调 节系数A取值最大。
[0006] 进一步地，所述步骤3)中，转向辊力矩控制器调节系数A的取值范围为0. 7-1。 [0007] 再进一步地，所述步骤3)中，转向辊共有七个，分别为依次排列的1#转向辊、2# 转向辊、4#转向辊、5#转向辊、6#转向辊、8#转向辊和9#转向辊，其中，1#转向辊靠近开卷 机，9#转向辊靠近卷取机，5#转向辊靠近中段的活套；当处理线上带钢恒速运行时，七个转 向辊调节系数A设定为最小值为0. 7 ;当带钢处于加减速时，5#转向辊对应的转向辊力矩控 制器调节系数A为0. 75,分别与1#转向辊和9#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系 数A取值为1，2#转向辊和8#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值为0. 9,4# 转向辊和6#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值为0. 8 ;带钢加速度超过加 速度变化死区范围时，将调节系数A设为1。
[0008] 还进一步地，所述步骤3)中，越靠近中段活套的转向辊力矩控制器的加速度变化 死区范围取值越大，而越接近开卷机前段和卷取机后段的转向辊力矩控制器的加速度变化 死区范围取值越小，分别与开卷机前段和卷取机后段对应的转向辊力矩控制器的加速度变 化死区范围取值最小，与中段活套对应的转向辊力矩控制器的加速度变化死区范围取值最 大。
[0009] 更进一步地，加速度变化死区范围为0. 02m/s2-0. 08m/s2。
[0010] 更进一步地，所述步骤2)中，QdPQlri的输出范围是0-1，TC1程序扫描时间为 l-15ms，Tn积分时间为5-15s，GAIN增益比例系数为9*10 -6-18*1〇Λ
[0011] 本发明的工作原理是这样的：根据处理线上带钢屈服强度（大于400N/mm2)和成 品厚度（大于2mm)，做为对应的厚规格高强钢的判断处理标志。再根据带钢的跟踪信号完 成逻辑连锁功能，从而满足转向辊自动控制要求。
[0012] 正常情况下除区域主速度转向辊外的其余七个转向辊的控制为力矩控制，它能解 决带钢转向调节的技术控制问题。针对厚规格高强钢的转向辊力矩控制器由PLC控制，实 现了调节系数引导的带钢转向自动控制，通过改变转向辊力矩控制器调节系数A的大小， 实现转向辊力矩控制器与机械系统之间的控制匹配，满足了带钢控制工艺要求。通过计算 和实际调试，确定了除区域主速度转向辊外的转向辊力矩的控制参数。
[0013] 除区域主速度转向辊外的转向辊力矩控制参数仏算法如下：
[0014] Qn=A*GAIN*DEVn+A*GAIN* (T0/Tn-1) ^DEVlri+Qlri，
[0015]其中，
[0016] Qn:为采样时刻η的转向辊力矩控制器的输出（0-1)，
[0017] Qlri:为采样时刻η-1的转向辊力矩控制器的输出（0-1)，
[0018] Τ。:程序扫描时间（l-15ms)，
[0019]Tn:积分时间（5_15s)，
[0020] GAIN:增益比例系数（9*1〇-6-18*1〇-6)，
[0021] A:调节系数（0· 7-1)，
[0022] DEVn:为采样时刻η的转向辊力矩差Nm，所述力矩差Nm =给定力矩-实际力矩，
[0023] DEVlri:为采样时刻η-1的转向辊力矩差Nm，所述力矩差Nm=给定力矩-实际力矩。
[0024] 转向辊传动装置根据PLC控制芯片传来的调节系数A调整转向辊的力矩输出，从 而调整处理线上转向辊间带钢转向的大小，保证了处理线上带钢转向的稳定。
[0025] 在设定转向辊力矩控制器调节系数A时，需考虑以下两个方面：
[0026] 1、逻辑关系：
[0027] 当处理线上带钢恒速运行时，转向辊正常控制，将调节系数A设定为最小值0.7。 当处理线上带钢处于加减速状态且加速度超过加速度变化死区范围时，将所有转向辊力矩 控制器调节系数A设为最大值"1"，从而改变转向辊的力矩控制，既确保了转向辊的正常控 制，又同时解决了加减速时转向振荡问题，并保证了带钢产品质量。加速度变化死区范围根 据设备特性具体调试确定。
[0028] 2、调节系数A设定：
[0029] 调节系数A在带钢恒速运行时取值为0. 7,当带钢处于加减速时，调大所有转向辊 力矩控制器调节系数A，其中，越靠近中段活套的转向辊力矩控制器调节系数A取值越小， 而越接近开卷机前段和卷取机后段的转向辊力矩控制器调节系数A取值越大，分别与开卷 机的前段和卷取机的后段对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值最大，每个转向辊对 应的调节系数A具体数值取决于转向辊传动设备和转向辊各自的特性；加速度变化死区范 围可根据情况选择确定，一般越靠近中段活套的转向辊力矩控制器的加速度变化死区范围 取值越大，而越接近开卷机前段和卷取机后段的转向辊力矩控制器的加速度变化死区范围 取值越小，分别与开卷机前段和卷取机后段对应的转向辊力矩控制器的加速度变化死区范 围取值最小，与中段活套对应的转向辊力矩控制器的加速度变化死区范围取值最大，具体 数值需要结合设备工艺调试确定，参考范围为〇. 02m/s2-0. 08m/s2。
[0030] 综上所述，本发明的优点在于：
[0031] 1、在生产厚规格高强钢时，实现了转向辊自动控制，解决了处理线上转向辊间出 现的转向振荡等问题，减少了异常停机时间。
[0032] 2、确保了转向辊的控制正常，不仅保证了加减速时转向辊的控制，而且也确保了 稳态时转向辊的自动控制，避免了由于转向振荡对机械设备的损坏；并大大降低了由于加 减速时转向振荡现象造成的产品质量问题，合理解决了转向辊控制的快速性与稳定性的关 系，保证了对转向辊的正常控制。
[0033] 3、减少了故障时间，提尚了广品合格率。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1为本发明保证处理线上带钢转向稳定的转向辊控制方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0035] 以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
[0036] 参见图1，本发明保证处理线上带钢转向稳定的转向辊控制方法，包括如下步骤：
[0037] 1)PLC接收处理线上运行带钢的屈服强度和厚度参数；
[0038] 2)根据前述参数设定PLC的转向辊力矩控制参数Qn:
[0039] Qn=A*GAIN*DEVn+A*GAIN* (T〇/Tn-1) ^DEVlri+Qlri，
[0040] 其中，
[0041] Qn:为采样时刻η的转向辊力矩控制器的输出（0-1)，
[0042] Qlri:为采样时刻η-1的转向辊力矩控制器的输出（0-1)，
[0043] Ttl:程序扫描时间（l-15ms)，
[0044] Tn:积分时间（5_15s)，
[0045] GAIN:增益比例系数（9*1〇-6-18*1〇-6)，
[0046]A:调节系数（0.7-1)，
[0047] DEVn:为采样时刻η的转向辊力矩差Nm，所述力矩差Nm =给定力矩-实际力矩，
[0048] DEVlri:为采样时刻η-1的转向辊力矩差Nm，所述力矩差Nm=给定力矩-实际力矩；
[0049] 3)当处理线上带钢恒速运行时，通过将调节系数A设定为最小值控制转向辊力矩 控制器；当带钢处于加减速时，调大所有转向辊力矩控制器调节系数A;当处于加减速的带 钢加速度超过加速度变化死区范围时，将所有转向辊力矩控制器调节系数A设为最大值。
[0050] 其中，所述步骤3)中，当带钢处于加减速时，越靠近中段活套的转向辊力矩控制 器调节系数A取值越小，而越接近开卷机前段和卷取机后段的转向辊力矩控制器调节系数 A取值越大，分别与开卷机的前段和卷取机的后段对应的转向辊力矩控制器的调节系数A 取值最大。在本实施例中，转向辊力矩控制器调节系数A的取值范围为0.7-1，具体调节数 值如下：除区域主速度转向辊外的转向辊共有七个，分别为依次排列的1#转向辊、2#转向 辊、4#转向辊、5#转向辊、6#转向辊、8#转向辊和9#转向辊，由于3#转向辊和7#转向辊均 为区域主速度转向辊，所以不在本发明的考虑范围之内，其中，1#转向辊靠近开卷机，9#转 向辊靠近卷取机，5#转向辊靠近中段的活套；当处理线上带钢恒速运行时，七个转向辊调 节系数A设定为最小值为0. 7 ;当带钢处于加减速时，5#转向辊对应的转向辊力矩控制器调 节系数A为0. 75,分别与1#转向辊和9#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取 值为1，2#转向辊和8#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值为0. 9,4#转向 辊和6#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值为0. 8 ;带钢加速度超过加速度 变化死区范围时，将调节系数A设为1。具体参见表1。
[0051] 表1生产厚规格高强钢时调节系数A设定数据
[0052]
【权利要求】
1. 一种保证处理线上带钢转向稳定的转向棍控制方法，其特征在于：包括如下步骤： 1. PLC接收处理线上运行带钢的屈服强度和厚度参数； 2) 根据前述参数设定PLC的转向辊力矩控制参数Qn: Qn= A*GAIN*DEV n+A*GAIN* (T0/Tn-1) *DEVn_1+Qn_1， 其中， Qn:为采样时刻n的转向辊力矩控制器的输出， Qm:为采样时刻n-1的转向辊力矩控制器的输出， I；:程序扫描时间， Tn:积分时间， GAIN :增益比例系数， A :调节系数， DEVn:为采样时刻n的转向辊力矩差Nm，所述力矩差Nm=给定力矩-实际力矩， DEVn_i:为采样时刻n-1的转向辊力矩差Nm，所述力矩差Nm =给定力矩-实际力矩； 3) 当处理线上带钢恒速运行时，通过将调节系数A设定为最小值控制转向辊力矩控制 器；当带钢处于加减速时，调大所有转向辊力矩控制器调节系数A ;当处于加减速的带钢加 速度超过加速度变化死区范围时，将所有转向辊力矩控制器调节系数A设为最大值。
2. 根据权利要求1所述的保证处理线上带钢转向稳定的转向棍控制方法，其特征在 于：所述步骤3)中，当带钢处于加减速时，越靠近中段活套的转向辊力矩控制器调节系数 A取值越小，而越接近开卷机前段和卷取机后段的转向辊力矩控制器调节系数A取值越大， 分别与开卷机的前段和卷取机的后段对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值最大。
3. 根据权利要求2所述的保证处理线上带钢转向稳定的转向棍控制方法，其特征在 于：所述步骤3)中，转向辊力矩控制器调节系数A的取值范围为0. 7-1。
4. 根据权利要求3所述的保证处理线上带钢转向稳定的转向棍控制方法，其特征在 于：所述步骤3)中，转向辊共有七个，分别为依次排列的1#转向辊、2#转向辊、4#转向辊、 5#转向辊、6#转向辊、8#转向辊和9#转向棍，其中，1#转向辊靠近开卷机，9#转向辊靠近 卷取机，5#转向辊靠近中段的活套；当处理线上带钢恒速运行时，七个转向辊调节系数A设 定为最小值为〇. 7 ;当带钢处于加减速时，5#转向辊对应的转向辊力矩控制器调节系数A为 〇. 75,分别与1#转向辊和9#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值为1，2#转 向辊和8#转向辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值为0. 9,4#转向辊和6#转向 辊对应的转向辊力矩控制器的调节系数A取值为0. 8 ;带钢加速度超过加速度变化死区范 围时，将调节系数A设为1。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的保证处理线上带钢转向稳定的转向棍控制方 法，其特征在于：所述步骤3)中，越靠近中段活套的转向辊力矩控制器的加速度变化死区 范围取值越大，而越接近开卷机前段和卷取机后段的转向辊力矩控制器的加速度变化死区 范围取值越小，分别与开卷机前段和卷取机后段对应的转向辊力矩控制器的加速度变化死 区范围取值最小，与中段活套对应的转向辊力矩控制器的加速度变化死区范围取值最大。
6. 根据权利要求5所述的保证处理线上带钢转向稳定的转向棍控制方法，其特征在 于：加速度变化死区范围为〇. 02m/s2-0. 08m/s2。
7. 根据权利要求1至4中任一项所述的保证处理线上带钢转向稳定的转向棍控制方 法，其特征在于：所述步骤2)中，QJPQm的输出范围是0-1，h程序扫描时间为l-15ms， Tn积分时间为5-15s，GAIN增益比例系数为9*10 _6-18*10_6。
【文档编号】B21B37/00GK104492820SQ201410584270
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】姚伟东, 周子伟, 肖银平, 谭杰, 林晓华, 罗静 申请人:武汉钢铁(集团)公司