本发明涉及热连轧冶金领域，尤其涉及一种应用于热连轧热卷箱和飞剪的电控系统。
背景技术：
在热连轧冶金领域，粗轧工序和精轧工序中间辊道比较冗长，粗轧末道次轧制的带钢在进入精轧工序前停留时间较长，从而造成比较大的热量散失。精轧控制模型对于温度的要求比较高，过多的温降不仅影响精轧各机架的电机负荷，增加耗电量，也对板型造成了很多不利影响。热连轧飞剪控制切头、切尾的长度很不稳定，有时过长有时过短，甚至有未切到及带钢中间切一刀的情况，导致钢坯的成材率无法保证，甚至会造成废钢的事故。
技术实现要素：
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种应用于热连轧热卷箱和飞剪的电控系统。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种应用于热连轧热卷箱和飞剪的电控系统，包括互相配合的速度主令控制系统、头尾跟踪系统、卷径计算系统、时序控制系统和飞剪优化剪切系统；
所述速度主令控制系统与粗轧末道次轧制速度匹配，带钢进入热卷箱加减速并精准的带尾定位；
所述头尾跟踪系统实现对带头带尾的精准跟踪；
所述卷径计算系统利用头尾跟踪系统的头尾数据，根据带材和卷径的关系精准的计算出当前卷径和圈数；
所述时序控制系统利用合理的工艺时序控制各个设备的协调动作，达到热轧工艺需求；
所述飞剪优化剪切系统对经过飞剪的带头带尾位置进行精准跟踪，并计算出飞剪电机开始剪切的提前和滞后量，以实现精准的带头带尾剪切量。
还包括变频器传动控制系统、液压伺服系统、位移传感器、接近开关、热检、编码器、hmi工控画面和plc控制器，所述传动控制系统、液压伺服系统、位移传感器、接近开关、热检、编码器、hmi工控画面均与plc控制器相连。
所述传动控制系统、液压伺服系统、位移传感器、接近开关、热检、编码器、hmi工控画面与plc控制器之间通过工业网络和控制柜相连。
所述变频器传动控制系统、液压伺服系统为控制热连轧热卷箱和飞剪的动力控制系统，所述位移传感器、接近开关、热检、编码器设置在热连轧热卷箱和飞剪的各个工序前后。
所述速度主令控制系统包括热卷箱卷曲主令速度控制系统和热卷箱开卷主令速度控制系统；
所述头尾跟踪系统通过粗轧的通信及热卷箱传动编码器的脉冲数，配合热检信号实现对带头带尾的精准跟踪，并体现在hmi工控画面上；
所述飞剪优化剪切系统利用热检和编码器的脉冲值对经过飞剪的带头带尾位置进行精准跟踪。
本发明的有益效果是：本发明极大程度上保证了粗轧带钢头尾的温度，保证了精轧的工艺轧制要求，同时起到了很理想的除鳞效果，减少了电力资源的能源消耗，软件合理的时序控制系统明显减少了废钢的产生比率和操作工的操作难度。带钢头尾跟踪和带尾定位控制系统能够直观的通过画面反馈给操作工，同时精准的带尾定位减少了操作工人工干预的次数和时间，很大程度上减少了带钢的热量损耗。优化的热卷箱卷曲程序能够消除热卷塔形、松卷、开卷困难等现象。飞剪控制系统能够更加精准的剪切带钢的头尾，从而提高带钢的成材率，提高钢厂的经济效益。
附图说明
图1为本发明的检测元件的摆放位置图；
图2为本发明的热卷箱卷曲主令速度时序图；
图3为本发明的热卷箱开卷主令速度时序图；
图4为本发明热卷箱尾部定位示意图；
图5为本发明的飞剪主令速度时序图；
图6为本发明的飞剪控制时序图；
图中：1-一号热金属检测器；2-二号热金属检测器；3-三号热金属检测器；4-四号热金属检测器；5-五号热金属检测器；6-六号热金属检测器；7-高温计；8-热卷箱区域；9-飞剪区域；10-除鳞箱区域；11-中间辊道；12-热卷箱入口辊道；13-剪前辊道；14-精轧机前除鳞辊道；15-热卷箱卷曲主令速度线；16-短坯粗轧主令速度线；17-长坯粗轧主令速度线；18-热卷箱开卷主令速度线；19-飞剪切头速度线；20-精轧入口速度线；21-飞剪切尾速度线；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一种应用于热连轧热卷箱和飞剪的电控系统，包括互相配合的速度主令控制系统、头尾跟踪系统、卷径计算系统、时序控制系统和飞剪优化剪切系统；
所述速度主令控制系统与粗轧末道次轧制速度匹配，带钢进入热卷箱加减速并精准的带尾定位；
所述头尾跟踪系统实现对带头带尾的精准跟踪；
所述卷径计算系统利用头尾跟踪系统的头尾数据，根据带材和卷径的关系精准的计算出当前卷径和圈数；
所述时序控制系统利用合理的工艺时序控制各个设备的协调动作，达到热轧工艺需求；
所述飞剪优化剪切系统对经过飞剪的带头带尾位置进行精准跟踪，并计算出飞剪电机开始剪切的提前和滞后量，以实现精准的带头带尾剪切量。
还包括变频器传动控制系统、液压伺服系统、位移传感器、接近开关、热检、编码器、hmi工控画面和plc控制器，所述传动控制系统、液压伺服系统、位移传感器、接近开关、热检、编码器、hmi工控画面均与plc控制器相连。
所述传动控制系统、液压伺服系统、位移传感器、接近开关、热检、编码器、hmi工控画面与plc控制器之间通过工业网络和控制柜相连。
所述变频器传动控制系统、液压伺服系统为控制热连轧热卷箱和飞剪的动力控制系统，所述位移传感器、接近开关、热检、编码器设置在热连轧热卷箱和飞剪的各个工序前后。
所述速度主令控制系统包括热卷箱卷曲主令速度控制系统和热卷箱开卷主令速度控制系统；
所述头尾跟踪系统通过粗轧的通信及热卷箱传动编码器的脉冲数，配合热检信号实现对带头带尾的精准跟踪，并体现在hmi工控画面上；
所述飞剪优化剪切系统利用热检和编码器的脉冲值对经过飞剪的带头带尾位置进行精准跟踪。
具体实施例：
本发明配置有若干个热检装置，即热金属检测器(热检hmd)，这些热金属检测器的摆放位置如图1所示，一号热金属检测器1的检测探头面向中间辊道11与热卷箱入口辊道12之间；二号热金属检测器2、三号热金属检测器3、四号热金属检测器4的检测探头面向热卷箱区域8；五号热金属检测器5的检测探头面向剪前辊道13；六号热金属检测器6的检测探头面向飞剪区域9和除鳞箱区域10的精轧机前除鳞辊道14之间，高温计7位于热卷箱区域8与剪前辊道13之间。
热卷箱卷曲主令速度控制系统，如图2所示，图中三条线分别包括热卷箱主令速度线15、短坯粗轧主令速度线16和长坯粗轧主令速度线17。粗轧末道次开始，热卷箱速度在钢坯头部抵达粗轧出口时开始加速到穿带速度；粗轧短钢坯根据自身设定速度抛钢，长钢坯会在减速点减到热卷箱穿带速度，形成连轧时会跟随热卷箱的速度进行升速，粗轧抛钢之后热卷箱升速到卷曲速度；热卷箱根据跟踪的带头带尾位置和计算出来的带尾长度值进行降速及带尾定位，定位完成速度变为零。
热卷箱开卷主令速度控制系统，如图3所示，图中折线为热卷箱开卷主令速度线18。热卷箱开卷时会跟随精轧入口轧机的速度，在精轧咬钢开始升速后，热卷箱也会跟随精轧入口机架速度开始加速，根据跟踪位置开卷完成后开始减速到零，完成开卷。
带尾定位，中间坯尾部到达热卷箱入口辊道12时进行尾部定位控制，使得卷取完成时中间坯尾部定位在距钢卷水平线设定角度位置，以便于开卷起插入。因此，需要计算出尾部长度并控制尾部定位速度来实现精确定位，由图4可以推导出定位长度公式lr＝d1+r×(π-θ)+bc。
飞剪位置和速度控制，如图5和6所示，图5中的三条线分别为飞剪切头速度线19、精轧入口速度线20和飞剪切尾速度线21；当飞剪启动自动轧钢，飞剪剪前辊道13及机架辊执行开卷区速度。飞剪剪刃移动到切头剪刃等待位(即切头剪刃130°，切尾剪刃310°)，当中间坯头部到达飞剪剪前辊道13，五号热金属检测器5检测到中间坯头部，系统根据卷箱夹送辊编码器值计算中间坯头部位置，通过计算发出剪切命令，飞剪由切头等待位开始加速至剪切速度(开卷速度)，剪切完成后快速制动，然后进行剪刃定位，剪刃移动至切尾剪刃等待位(即切头剪刃310°，切尾剪刃130°)，等待切尾。中间坯尾部到达飞剪剪前辊道13，五号热金属检测器5检测到中间坯尾部时,系统根据除鳞箱出口上夹送辊编码器值计算中间坯尾部位置，通过计算发出剪切命令，飞剪由切尾剪刃等待位反向摆动到切尾启动位(320°)，到达启动位后立刻加速至切尾速度，剪切完成后快速制动，然后进行剪刃定位，剪刃移动到切头等待位，等待下一次切头。
本发明增加一套热卷箱电气控制系统，不仅能够保持粗轧末道次带钢头尾的温度恒定，减少热量的散失，还能起到很好的除鳞效果。新增加的热卷箱控制系统具有合理的主令控制系统，能够和粗轧、精轧前后工序速度协调；精准的卷径计算系统，计算出实时的卷径和圈数；精准的带尾定位系统，继而顺利的开卷。飞剪控制系统采用编码器的脉冲数和热检相结合的方式更加精准的跟踪带材的头尾位置，配合飞剪传动控制系统实现精准的头尾切割。
本发明极大程度上保证了粗轧带钢头尾的温度，保证了精轧的工艺轧制要求，同时起到了很理想的除鳞效果，减少了电力资源的能源消耗，软件合理的时序控制系统明显减少了废钢的产生比率和操作工的操作难度。带钢头尾跟踪和带尾定位控制系统能够直观的通过画面反馈给操作工，同时精准的带尾定位减少了操作工人工干预的次数和时间，很大程度上减少了带钢的热量损耗。优化的热卷箱卷曲程序能够消除热卷塔形、松卷、开卷困难等现象。飞剪控制系统能够更加精准的剪切带钢的头尾，从而提高带钢的成材率，提高钢厂的经济效益。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。