热连轧薄规格活套虚套附加给定控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于热连轧带钢轧线的活套自动控制领域。
【背景技术】
[0002]在热连轧精轧区有轧机H)?F6机架和0#?5#活套，任何相邻两个机架之间都有其对应的活套。
[0003]正常情况下活套起套后机架间的活套控制为力矩控制，也就是活套给定力矩与带钢实际力矩的偏差进行控制，它就能解决活套调节的技术控制问题。随着薄规格坯料加大、轧制速度加快，只要精轧机架间带钢温度、板形变化以及加上响应速度稍差的活套比例伺服阀，极易表现出带钢虚套时活套调节慢，致使带钢容易跑偏轧烂，造成带钢产品质量差，严重时导致机架间直接废钢，影响轧线生产的正常进行，给企业造成很大的经济损失。
[0004]也就是带钢的实际力矩小于了带钢给定力矩，使用原活套力矩伺服阀控制给定会由于轧制速度快导致机架间跑偏废钢。
【发明内容】
[0005]为了解决带钢活套虚套时调节慢的问题，本发明提出热连轧薄规格活套虚套附加给定控制方法。即在正常轧制过程中，若带钢活套虚套后立即施加活套伺服附加给定的控制方法，力矩偏差越大附加给定越大，以实现活套快速起套，满足带钢力矩控制要求。
[0006]本发明的技术方案:
[0007](I)本发明的控制条件:
[0008]带钢厚度小于2.0mm及当相邻机架的带钢轧制力负荷值大于目标值为(300-500吨)时，确认该机架跟踪咬钢。为了减少对正常活套控制的影响，当带钢实际力矩小于带钢设定力矩即力矩偏差较小通常小于1000时，控制器计算出虚套伺服阀给定值基本很小(0.1以下)；当带钢实际力矩小于带钢设定力矩即力矩偏差较大通常大于4000时，控制器计算出虚套伺服阀给定值很大(0.5以上)，为此，设计出指数函数控制算法，最后由一级计算机控制信号通道作用于伺服阀，使伺服阀动作将带钢顶起。
[0009]所述虚套伺服阀给定值Srefn = Ssvn+Sadd (I)
[0010]式(I)中，虚套伺服阀给定值Srefn为(_1 ( Srefn ( I) ；Ssvn为原始伺服阀给定值(-1 ( Ssvn ( I);原始伺服阀给定值为正常运行(不发生虚套)时伺服阀给定值，是已知数；Sadd为附加给定值；
[0011]附加给定值Sadd= αχ，a = AM+MTref (2)
[0012]式⑵中附加给定值Sadd为(O ( Sadd ( I) ;ΔΜ为力矩偏差(ΔΜ彡O) ;ΜΤ为带钢张力力矩给定值；X为指数值(指数值为2)。Mftrf为带钢张力力矩给定值:
[0013]带钢张力力矩给定值MTref= kT*T*W*H (3)
[0014]式(3)中，kT为带钢张力系数；T为带钢单位张力设定值N/mm2;W为带钢宽度mm ；H为带钢厚度_。均为公知；是根据带钢的规格来选择不同参数，来自于二级计算机。
[0015]力矩偏差ΔΜ =带钢设定力矩-带钢实际力矩=Meef-Mf
[0016]带钢设定力矩Mkef= Mw+MB+MTrrf+MD (4)
[0017]式⑷中，Mw为活套辊自重力矩；M B为带钢重力力矩；MTrrfS带钢张力力矩；MD为带钢挠曲力矩。
[0018]带钢实际力矩Mf是通过在液压缸两侧油路上安装的压力传感器检测到液压缸无杆腔和有杆腔的油压，然后各乘以作用面积相减后得到液压缸压力F，再乘以相应的力臂LH得到。
[0019]Mf= F*LH，F = P pis*Apis - Peod*Aeod；
[0020]式中，PpisS液压缸无杆腔压力传感器值;A PIS为液压缸无杆腔面积；P _为液压缸有杆腔压力传感器值;AK(I)为液压缸有杆腔面积；LH为液压缸压力F的力臂。
[0021](3)活套系统控制装置
[0022]本发明活套系统控制装置包括控制器、伺服阀、编码器、压力传感器。
[0023]控制器计算出的带钢虚套活套力矩控制值通过点对点形式作用于液压活套伺服阀。一级计算机点对点控制信号通道为SM500，液压活套伺服阀采用Rexroth，型号为:4WRGE10V1-100L。活套角速度来源于活套角度绝对型旋转编码器，其采用德国帝尔(TR)电子公司的CE65M。压力传感器采用HYDAC压力传感器实现，型号为:HDA3840-A-0350_124。
[0024]本发明确保了活套虚套时液压活套的快速调节，解决了薄规格轧制时精轧机架间活套的稳定控制，保证了热轧生产正常和产品质量。
[0025]本发明在太钢热连轧厂精轧机活套系统使用该技术方案后，效果如下:
[0026](I)实现了精轧活套自动控制，消除了液压活套虚套引起带钢跑偏、叠轧等对设备损坏的重大隐患，减少了异常停机时间。
[0027](2)确保了活套的动作正常，解决了在轧制薄规格时热连轧精轧机架间的液压活套虚套调节慢等问题，大大降低了活套造成的产品质量问题，并避免了对正常控制的影响。
[0028](3)节约了故障时间，提高了产品合格率，取得的直接经济效益每年358元左右。
【附图说明】
[0029]图1是本发明虚套后活套伺服阀附加给定力矩偏差幂函数曲线图。
【具体实施方式】
[0030]实施例1:热连轧精轧机组共有0#_5#五个活套，以Q235A碳钢规格1.48mm*1250mm 5#活套为例:当力矩偏差ΔM大于零时，表明该活套带钢虚套，为了不影响正常活套控制，虚套后活套伺服附加给定采用了力矩偏差指数函数曲线如图1进行自适应控制，附加给定值Sadd = a5’ a = AM+MTref，指数值取2，力矩偏差值ΔΜ为4000时，计算得到附加给定为0.64。
[0031]kT 为 0.15，T 为 18，W 为 1250mm，H 为 1.48mm,
[0032]力矩偏差ΔΜ =带钢设定力矩-带钢实际力矩=4000 ；
[0033]带钢设定力矩为12500，当带钢实际力矩为8500时，出现虚套，则力矩偏差ΔΜ =4000 ;张力力矩给定MTref4995
[0034]a = AM^-Mlref= 4000 + 4995 ^ 0.8 ；
[0035]Sadd = α χ= 0.82? 0.64 ；
[0036]最终施加到该活套的伺服阀上的给定值是Srefn = Ssvn+Sadd = Ssvn+0.64。
[0037]实施例2:
[0038]热连轧精轧机组共有0#-5#五个活套，以集装箱板规格1.6mm*1250mm 4#活套为例:当力矩偏差AM大于零时，表明该活套带钢虚套，为了不影响正常活套控制，虚套后活套伺服附加给定采用了力矩偏差指数函数曲线如图1进行自适应控制，其算法如公式1，指数值取2，根据不同的力矩偏差值得到相应的附加给定值，最终施加到该活套的伺服阀上。当力矩偏差值ΔΜ为1000时，计算得到附加给定为0.23。
[0039]kT 为 0.15，T 为 15，W 为 1250mm，H 为 1.48mm,
[0040]力矩偏差ΔΜ =带钢设定力矩-带钢实际力矩=1000 ；
[0041]带钢设定力矩为13500，当带钢实际力矩为12500时，出现虚套，则力矩偏差ΔΜ =1000 ;张力力矩给定MTref4163。
[0042]a = AM^-Mlref= 1000 + 4163 ^ 0.24 ；
[0043]Sadd = α χ= 0.24 0.058 ；
[0044]最终施加到该活套的伺服阀上的给定值是Srefn = Ssvn+Sadd = Ssvn+0.058。
【主权项】
1.热连乳薄规格活套虚套附加给定控制方法，其特征是带钢厚度小于2.0mm及当相邻机架的带钢轧制力负荷值大于目标值为(300-500吨)时，确认该机架跟踪咬钢。当带钢实际力矩小于带钢设定力矩时，控制器根据力矩偏差计算出虚套伺服阀给定值，一级计算机控制信号通道作用于伺服阀，使伺服阀动作将带钢顶起。
2.根据权利要求1所述热连轧薄规格活套虚套附加给定控制方法，其特征是虚套伺服阀给定值Srefn = Ssvn+Sadd ;式中，Ssvn为原始伺服阀给定值，-1 ( Ssvn ( I ;Sadd为附加给定值，O彡Sadd彡I ;Sadd = α χ，α = Λ M+MTref，式中，Δ M为力矩偏差，Δ M彡O ;MTref为带钢张力力矩给定值；x为指数值，指数值为2 ;带钢张力力矩给定值Mtof = kT*T*W*H，式中，kT为带钢张力系数^为带钢单位张力设定值;W为带钢宽度；H为带钢厚度，来自于二级计算机。
【专利摘要】热连轧薄规格活套虚套附加给定控制方法，属于热连轧自动控制领域，其特征是带钢厚度小于2.0mm及当相邻机架的带钢轧制力负荷值大于目标值为（300-500吨）时，确认该机架跟踪咬钢。当带钢实际力矩小于带钢设定力矩，控制器计算出最终伺服阀给定值，一级计算机控制信号通道作用于伺服阀，使伺服阀动作。本发明消除了活套虚套造成的跑偏、轧废及对机械设备损坏的重大隐患，节约了故障时间，提高了产品质量，取得了良好的效益。
【IPC分类】B21B37-50
【公开号】CN104550260
【申请号】CN201510010284
【发明人】张世厚, 康炜, 姚红霞, 闫峥嵘, 李秀萍
【申请人】山西太钢不锈钢股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月8日
【公告号】CN104209342A