一种热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轧钢自动化控制，特别是热连轧机精轧入口夹送辊的控制，具体涉及 一种热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法。
【背景技术】
[0002] 为保证带钢在热连轧机组正常的咬钢，在热连轧机前安装了夹送辊，其主要的功 能是辅助带钢正常的咬入轧机，如图1所示。在夹送辊的结构中，其上辊是固定的，与带钢 接触，乳制时总是旋转的，速度与带钢的速度一致，下辊是上下可移动的，且夹送辊的操作 侧、传动侧分别装有两个液压缸，夹送辊由传动侧和操作侧的液压缸驱动，来完成辊缝的定 位，每个液压缸各装一个位置传感器，用于测量液压缸的实际位置，夹送辊的结构如图2所 /Jn 〇
[0003] 在现场的实际生产过程中，由于夹送辊辊缝的控制由液压缸完成，当油缸漏油，传 感器零漂等可能使除磷箱夹送辊两侧高度不一致的情况下，导致夹送辊无法正常压到带钢 上，由于其在正常的工作状态下，直接对飞剪的控制有影响，故目前在此类异常发生后我们 一般情况下采用把上夹送辊手动上抬后，在上下夹送辊之间垫上垫块等措施进行临时处 理，但在实际的生产过程中，由于该夹送辊位置还是不断的有设定参数的干扰，故对于垫块 的选择上是有一定的要求的，一旦选择不正确，将导致该夹送辊油缸或夹送辊本体的异常， 故这种处理具有一定的风险，同时，在处理过程中有一定的停机时间。
[0004] 为此，如何解决在此类情况下，该夹送辊位置控制的状态，从而保证带钢正常通过 就显得较为重要。
[0005] 在专利申请号为96113266. 3《由轧辊水平运动引起的在轧机机架上的力的平衡方 法》中，有关其核心是在两个调整气缸中的压力用于确定在辊缝一侧上的轧制力，测力装置 所示力用于确定在辊缝另一相对侧上的轧制力，根据可由在工作辊驱动气罐中的压力而确 定的工作辊轴向力，同时计算确定出在轧制运行中的机架中的轴向力。
[0006] 在专利申请号为86201082《电动压下高精度辊缝检测装置》中主要涉及解决电动 压下轧钢机辊缝位置精密测量的可靠位置。其具有冲击、振动、摆动的恶劣轧钢环境中使微 米级高精度的传感器(光电脉冲发生器或光电编码器)通过本装置能够准确可靠的工作。辊 缝值的变化是通过轧机的压下螺丝转动得动的。压下螺丝通过传递物(7)和轴承(6)弹性连接 件(5)传到装有弹性环上的传感器，使其得到的信号通过数显仪表转为相应的辊缝值。
[0007] 在专利申请号为CN200820190932. 7《具有位置偏差消除功能的带钢夹送辊控制装 置》中主要涉及一种具有位置偏差消除功能的带钢夹送辊控制装置，由位置控制器、压力控 制器、选择功能模块和数模转换模块构成，位置控制器与选择功能模块相连，压力控制器通 过选择功能模块与数模转换模块输入端相连接，数模转换模块的输出作为控制输出，其特 点是：还有一个位置偏差控制器与选择功能模块相连接。由于本实用新型在原控制装置的 基础上，增加了位置偏差控制器，使得本实用新型具有下述优点：1.采取电气控制手段来 消除位置偏差，只涉及增加电气模块，修改部分源程序，简单方便；2.通过调整控制器的放 大系数能将两侧位置偏差控制在所需的范围内，灵活方便。
[0008] 在专利申请号为CN200920104227. 5《夹送辊辊缝调试装置》中主要涉及包括测力 传感器显示仪表和二个双剪切梁测力传感器，二个双剪切梁测力传感器安装在上、下夹送 辊之间，二个传感器的高度尺寸一致、输出灵敏度大小一样；整套装置使用的电源为220V 市电；测力传感器显示仪表接在220V市电电源上；将检测时传感器的压力信号转换为数字 信号，并通过LED灯显示出来；上夹送棍和双剪切梁测力传感器的接触位置设在辊缝调试 装置中间；下夹送棍和测力传感器的接触位置设在辊缝调试装置两个端部，由两段弧组成， 中间是个凹形长槽。
[0009] 通过对上述的专利技术分析，其中第一项涉及了一种轧制力的控制方法，而第二 到第四项涉及了一种夹送辊的改进，但均未涉及到在连轧机前的夹送辊在位置异常时，如 何实现在线的位置控制。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是提供一种热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，该方法采用不 限时自动位置控制，改善现有技术中对夹送辊位置异常时，采用的人工控制方法，提高控制 速度和控制精度，满足现场生产的要求，用以解决人工控制方法效率低、控制精度差的问 题。
[0011] 为实现上述目的，本发明的方案是：一种热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法， 包括如下步骤：
[0012] (1)设定夹送辊的最大位置和夹送辊传动侧与工作侧油缸的动作速度，并给定夹 送辊传动侧与工作侧允许的位置偏差量；
[0013] (2)通过PLC控制夹送辊传动侧与工作侧油缸的动作来控制夹送辊动作，并根据 所述的油缸内的位置传感器检测夹送辊传动侧与工作侧的实际位置；
[0014] (3)判断夹送辊传动侧与工作侧的实际位置偏差是否超过给定的位置偏差量，如 果未超过，则采用线性控制方式控制夹送辊的动作；如果超过，则采用非线性控制方式控制 夹送辊的动作；
[0015] (4)判断夹送辊是否到达设定的最大位置，如果没有到达，则继续通过油缸控制夹 送辊动作；如果到达，则进入步骤（5);
[0016] (5)判断夹送辊传动侧与工作侧的位置偏差是否超过给定的偏差量，如果超过，则 继续通过PLC控制油缸动作来控制夹送辊动作；如果没有超过，则此次控制结束。
[0017] 进一步地，所述的步骤（3)中，所述的线性控制方式为：
[0018] ν=ΚΧ Δχ
[0019] 其中，V表示不同位置偏差下油缸动作的速度设定值，根据油缸特性确定；
[0020] Λ X表示夹送辊传动侧与工作侧的实际位置偏差；
[0021] K表示按响应速度所相应设定的线性控制斜率。
[0022] 进一步地，所述的步骤（3)中，所述的非线性控制方式为：
[0023] V = ^/2 xffx (Δ.ν - Axoo )
[0024] 其中：v表示不同位置偏差下油缸动作的速度设定值，根据油缸特性确定；
[0025] α表示曲线弧度系数；
[0026] Λ χ表示夹送辊传动侧与工作侧的实际位置偏差，取值范围5-15mm ;
[0027] Λ X00表示线性控制时夹送辊传动侧与工作侧的实际位置偏差，Λ X00彡IOmm ;K 表示按响应速度所相应设定的线性控制斜率。
[0028] 进一步地，所述的线性控制方式与非线性控制方式相互切换时的转换点为：
【主权项】
1. 一种热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤： (1) 设定夹送辊的最大位置和夹送辊传动侧与工作侧油缸的动作速度，并给定夹送辊 传动侧与工作侧允许的位置偏差量； (2) 通过PLC控制夹送辊传动侧与工作侧油缸的动作来控制夹送辊动作，并根据所述 的油缸内的位置传感器检测夹送辊传动侧与工作侧的实际位置； (3) 判断夹送辊传动侧与工作侧的实际位置偏差是否超过给定的位置偏差量，如果未 超过，则采用线性控制方式控制夹送辊的动作；如果超过，则采用非线性控制方式控制夹送 棍的动作； (4) 判断夹送辊是否到达设定的最大位置，如果没有到达，则继续通过油缸控制夹送辊 动作；如果到达，则进入步骤（5); (5) 判断夹送辊传动侧与工作侧的位置偏差是否超过给定的偏差量，如果超过，则继续 通过PLC控制油缸动作来控制夹送辊动作；如果没有超过，则此次控制结束。
2. 根据权利要求1所述的热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征在于所述的 步骤（3)中，所述的线性控制方式为： ν=ΚΧ Δχ 其中，V表示不同位置偏差下油缸动作的速度设定值，根据油缸特性确定； Δ X表示夹送辊传动侧与工作侧的实际位置偏差，取值范围5-15mm ; K表示按响应速度所相应设定的线性控制斜率。
3. 根据权利要求1所述的热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征在于所述的 步骤（3)中，所述的非线性控制方式为： V = a (A.Y - Axoo) 其中：V表示不同位置偏差下油缸动作的速度设定值，根据油缸特性确定； α表示曲线弧度系数； Δ X表示夹送辊传动侧与工作侧的实际位置偏差，取值范围5-15mm ; Δ χοο表示线性控制时夹送棍传动侧与工作侧的实际位置偏差，Δ χοο < IOmm ; K表示按响应速度所相应设定的线性控制斜率。
4. 根据权利要求2~3任一项所述的热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征 在于所述的线性控制方式与非线性控制方式相互切换时的转换点为： Δ,νο = K2 其中：△ XO表示对夹送辊进行线性控制和非线性控制的转换点； α表示曲线弧度系数； K表示按响应速度所相应设定的线性控制斜率。
5. 根据权利要求1所述的热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征在于所述的 步骤（4)中，当夹送辊当前的实际位置与设定的最大位置之间的偏差Λ s小于等于0. 5_， 且确定油缸处于静止状态时，则判定夹送辊到达设定的最大位置。
6. 根据权利要求5所述的热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征在于所述的 步骤（4)中，如果油缸前后两次扫描周期的位置之差小于设定值L，则判定油缸处于到达设 定的最大位置后的静止状态。
7. 根据权利要求1所述的热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征在于所述的 步骤（1)中设定的夹送辊传动侧和工作侧的位置偏差量为2_。
8. 根据权利要求6所述的热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，其特征在于L的取 值范围为：〇· 1~〇· 5mm。
【专利摘要】本发明涉及一种热连轧机精轧入口夹送辊位置控制方法，该方法在夹送辊辊缝控制过程中，根据夹送辊两侧的不同位置偏差决定采用线性控制和非线性控制方式，通过线性与非线性控制方式相结合，由非线性控制过程中的曲线曲率和线性控制过程中的直线斜率来确定线性控制和非线性控制的切入转换点，进而实现位置偏差的精度控制，同时，根据在控制过程中的两种控制方式的特点相结合以实现一种不间断的高精度位置控制，以满足整个自动定位控制的要求。解决人工控制方法效率低、控制精度差的问题。
【IPC分类】B21B37-00
【公开号】CN104874611
【申请号】CN201410068191
【发明人】荣鸿伟, 郁华军, 周兴泽
【申请人】宝山钢铁股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月27日