一种基于轧件定位的运输辊道节能方法及其系统与流程

技术特征：

1.一种基于轧件定位的运输辊道节能方法，其特征在于：该方法：利用计算控制系统载入的初始值，初始值，包括：轧件初始长度l₀、运输辊道线速度v、运输辊道转速w、轧件入口厚度h₀、轧件出口厚度h、轧辊直径D(D＝2R)、轧制过程摩擦角β，结合轧件轧制过程中的延展长度变化，得到轧件在不同区域的运动方程，实现轧件的实时定位，通过分析轧件与各区域边缘的相对位置，得到辊道驱动电机的启停时刻表，电机驱动单元根据启停时刻表给出各辊道驱动电机的启停指令，控制相应的辊道驱动电机运行或停止，避免了大面积的运输辊道空转现象，实现了运输辊道的节能控制。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：

步骤1：计算机控制系统启动，载入初始值，所述初始值包括：轧件初始长度l₀、运输辊道线速度v、运输辊道转速w、轧件入口厚度H、轧件出口厚度h、轧辊直径D(D＝2R)、轧制过程摩擦角β；

步骤2：计算机控制系统根据步骤1输入初值得到轧件运动方程(1)，轧件运动方程按照轧件所在区域不同分为三种运动状况：

以轧件刚送入喂料区为计时零点和位置零点，

当扎件位于喂料区时，轧件运动速度与运输辊道线速度v保持一致，根据轧件运动方程确定轧件头部所在位置S₁(t)，根据轧件初始长度l₀，计算出轧件尾部所在位置S₂(t)，

方程如下所示：

$\left\{\begin{array}{c}{S}_1\left(t\right)=v_{g}t\\ S_2\left(t\right)=S_1\left(t\right)-l_0\end{array}\right.---\left(1\right)$

式中，S₁(t)为轧件前端位置，S₂(t)为末端位置，l₀为轧件初始长度，Vg为轧件运动速度，Vg＝v，t为以轧件刚送入喂料区作为计时起点的轧件运动时间；

当轧件位于轧制区，轧件跟随轧辊运动，此时不涉及辊道的控制，以求解轧件在轧制区的运动时间为目标，过程如下：根据轧件入口厚度H、轧辊直径D和轧件出口厚度h求得咬入角α；根据咬入角和轧制过程摩擦角β求得中性角γ；根据中性角、轧件出口厚度和轧辊直径求得中性面处轧件高度h_γ；v_γ为中性面处轧件的水平速度，由轧辊的圆周速度v求得；根据体积不变原理，结合以上各物理量求得轧件出口速度V_h和轧制后轧件长度l₁；

$v_h=\frac{h_{\mathrm{\γ}}{v}_{\mathrm{\γ}}}{h}---\left(2\right),$

式中：V_h为扎件出口速度，h_γ为中性面处轧件高度，v_γ为中性面处轧件的水平速度，h为轧件出口厚度；

$l_1=\frac{l_{0}H}{h}---\left(3\right),$

式中，l₁为轧制后轧件长度，H为轧件入口厚度，h为轧件出口厚度,l₀轧件初始长度；

轧件末端刚好出轧辊，轧制过程结束，轧件进入出料区，轧制过程所用时间记为T，则有：

$T=\frac{l_1}{v_h}---\left(4\right);$

设轧件末端刚好出轧辊的时刻设为T₄，可以求出T₄＝t₃+T；其中，t₃为轧件前端刚进入轧辊的时刻；

在出料区，轧件运动速度与运输辊道线速度v保持一致，结合轧件轧制后长度l₁，确定轧件在出料区的运动方程：

$\left\{\begin{array}{c}{S}_1\left(x\right)=4d+v_g(t-T_{out})\\ S_2\left(x\right)=S_1\left(x\right)-l_1\end{array}\right.---\left(5\right)$

式中，l₁为轧制后轧件长度，t为以轧件刚送入喂料区作为计时起点的轧件运动时间，T_out为轧件末端刚好出轧辊的时刻，4d的含义是指从轧件前端刚进入喂料区到轧件末端刚出轧制区的时间内轧件前端运动的距离,S₁(t)为轧件头部所在位置，S₂(x)为轧件尾部所在位置；

步骤3：根据轧件在不同区域的运动方程，得到启停时刻值和辊道驱动电机转速设定值,启停时刻值对应轧件头部和尾部到达各个区域边缘位置的时刻；

步骤4：将计算得到的辊道驱动电机转速设定值和启停时刻值发送到电机驱动单元；

步骤5：电机驱动单元根据转速设定值控制辊道驱动电机的转速，根据启停时刻值控制各分区的辊道驱动电机启停状态,此外，运输辊道在轧件轧制过程中只起到支撑的效果，轧件的运输依赖于轧辊，辊道驱动电机全部处于停止状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括步骤6.实时确定轧件位置，步骤如下：

首先判断t<t₃是否成立，若成立，则认为轧件在喂料区，根据喂料区轧件运动方程确定轧件具体位置；

若不成立，则判断时刻t>T₄是否成立，若成立，则认为轧件在出料区，根据出料区轧件运动方程确定轧件具体位置；

若不成立，则判断轧件处在轧制过程中，此时所有区域的辊道驱动电机处于停止状态。

4.一种如权利要求2所述的方法的节能控制系统，其特征在于，该系统包括计算机控制系统、电机驱动单元、辊道驱动电机和运输辊道本体；

其中，所述计算机控制系统用于根据现场轧制工艺参数和检测装置检测值得到计算机控制系统的输入初值，计算得到的启停时刻值输出给电机驱动系统；

所述电机驱动单元的输出与相应的辊道驱动电机接线端相连，根据计算机控制系统输出的启停时刻值设定辊道驱动电机的启停状态，并将轧制工艺参数中辊道转速设定值发送到相应的辊道驱动电机；

所述辊道驱动电机用于按照辊道转速设定值带动辊道转动，达到运输轧件的目的；每根辊道由一台交流电动机独立驱动；

所述运输辊道本体是承担托载运送轧件的机械设备，辊道本体由辊道驱动电机带动，辊道本体可以按照位置分布划分不同区域，各个区域内的辊道驱动电机由一台电机驱动单元控制。