一种可逆轧机的传动速度控制方法和系统的制作方法
【专利说明】一种可逆轧机的传动速度控制方法和系统 【技术领域】
[0001] 本发明涉及轧机传动控制技术领域，特别是涉及一种可逆轧机的传动速度控制方 法和系统。 【【背景技术】】
[0002] 现代轧钢工业对产品的质量要求越来越高，从而对轧机主传动控制系统提出了高 精度和高动态性能的技术要求。得益于电力电子技术和工业控制器水平的不断提升，如果 采用高性能的传动控制方法，现代轧机主传动系统控制性能完全可以满足严苛的要求。
[0003] 在现代轧机主传动系统中，交流电机逐渐取代直流电机成为主流，控制系统都采 用了全数字化的交流电机变频器和可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller， 简称：PLC)，高性能的控制系统是一个由速度外环和转矩内环构成的双闭环控制系统，其中 转矩内环使用变频器完成，目前先进的转矩控制采用矢量控制技术或直接转矩控制技术， 可以提供高精度高响应速度的转矩控制性能。而速度外环、转矩计算和改善性能的补偿函 数功能都在PLC中编程完成，最终计算出轧机传动的总转矩设定值，发送给变频器装置，即 可实现轧机主传动的控制。
[0004] 速度外环是一个转速调节器，一般采用一个比例积分（Proportional Integral， 简写为PI)控制器完成，PI控制器的输入量是速度设定值和实际值的偏差，输出的是调速 转矩值。高精度的传动转矩计算还必须考虑轧制中出现的各种转矩，包括轧机空载时的转 矩和加减速阶段的动态转矩。
[0005] 在带钢一个道次的轧制过程中，存在多次加减速过程，当传动速度设定值发生阶 跃变化时，传动速度控制器输出的控制量会有很大波动，进而对传动设备造成较大的冲击， 严重时可能造成系统振荡，变得不稳定。因此速度设定值需要进行平滑处理，再通往速度控 制器。
[0006] 许多单机架可逆轧机采用上下辊单独传动的控制方式，在实际生产过程中，由于 受到工作辊辊径、带钢与轧辊辊面的摩擦系数、冷却条件、乳化液润滑情况等诸多因素的影 响，很难保证上下辊线速度实际值完全一致，特别是在动态过程中更为明显。这种情况会造 成上下辊传动电机负荷的不平衡，电机容易过热。因此，实际轧制时需要进行负荷平衡补 偿，以最小化上下辊转矩差，提高传动控制的稳定性。
[0007] 综上所述，提供一种高性能的单机架可逆轧机的主传动控制方法，提高控制系统 精度并保证良好的稳定性，是单机架轧机生产过程中的现实需求。 【
【发明内容】
】
[0008] 本发明要解决的技术问题是提供一种可逆轧机的传动速度控制方法。
[0009] 本发明进一步要解决的技术问题是提供一种可逆轧机的传动速度控制方法。
[0010] 本发明采用如下技术方案：
[0011] 一种可逆轧机的传动速度控制方法，控制装置接收上级系统发送来的轧制过程中 的传动速度设定值，然后进行处理，所述方法包括：
[0012] 获取当前采样时刻的传动速度设定值A，如果所述传动速度设定值A相比上一时 刻轧机的传动速度设定值B发生了阶跃变化，则确定由所述传动速度设定值B调整为所述 传动速度设定值A的圆整时间和预定加速度，并根据所述圆整时间和预定加速度计算过渡 过程中各采样时刻的速度设定值和加速度设定值；
[0013] 根据所述传动速度设定值A和采样得到的实际速度值，采用比例积分控制器计算 调速转矩；
[0014] 根据所述加速度设定值和轧机的惯量，计算轧机的加速转矩；
[0015] 根据存储的空载转矩，求和所述调速转矩、加速转矩和空载转矩得到总转矩设定 值，并传递给变频器；
[0016] 所述变频器在接收到所述总转矩设定值时，由变频器完成轧机传动的转矩内环控 制，从而完成轧机的传动速度控制。
[0017] 优选的，所述根据所述加速度和轧机的惯量，计算轧机的加速转矩，具体为：
[0018] 利用公式Ma。。= A ehangeX Jstand，计算获取轧机的加速转矩，其中，Ma。。为加速转矩， J stand 为轧机惯量。
[0019] 优选的，所述圆整时间和预定加速度的设置方式包括：由技术人员预先设置。
[0020] 优选的，所述根据所述圆整时间和预定加速度计算过渡过程中各采样时刻的速度 设定值和加速度设定值，具体包括：
[0021] 计算在圆整时间内，加速度值从零加速到所述预设加速度所需的勾加加速度值； 并根据采样时间的大小，计算所述圆整时间所包含的采样时间次数；根据所述匀加加速度 计算所述过渡过程中，在各采样时间上的速度和加速度作为相应的速度设定值和加速度设 定值。
[0022] 优选的，所述由变频器完成轧机传动的转矩内环控制，从而完成轧机的传动速度 控制，具体包括：
[0023] 所述变频器连接轧机传动装置，并将所述总转矩值转化成为所述轧机传动装置提 供的电能；所述在获取到有变频器控制提供的所述电能后，产生所述总转矩值。
[0024] 优选的，所述方法还包括：
[0025] 计算上下传动辊转矩实际值的差值，使用比例积分控制器计算负荷平衡修正值； 分别计算上传动辊和下传动辊的速度负荷平衡的转速修正值，并附加到相应上下传动辊的 转速设定值上去。
[0026] 另一方面，本发明实施例还提供了一种可逆轧机的传动速度控制系统，其特征在 于，所述控制系统包括控制装置、变频器和轧机传动装置，其中，所述控制装置接收上级系 统发送来的轧制过程中的传动速度设定值，然后进行处理，具体的：
[0027] 所述控制装置，用于获取当前采样时刻的传动速度设定值A，如果所述传动速度设 定值A相比上一时刻轧机的传动速度设定值B发生了阶跃变化，则确定由所述传动速度设 定值B调整为所述传动速度设定值A的圆整时间和预定加速度，并根据所述圆整时间和预 定加速度计算过渡过程中各采样时刻的速度设定值和加速度设定值；根据所述传动速度设 定值A和采样得到的实际速度值，采用比例积分控制器计算调速转矩；根据所述加速度设 定值和轧机的惯量，计算轧机的加速转矩；根据存储的空载转矩，求和所述调速转矩、加速 转矩和空载转矩得到总转矩设定值，并传递给变频器；
[0028] 所述变频器，用于将所述总转矩值转化成为所述轧机传动装置提供的电能值；
[0029] 所述轧机传动装置，用于在获取到有变频器控制提供的所述电能后，推动轧机传 动棍转动。
[0030] 优选的，所述根据所述圆整时间和预定加速度计算过渡过程中各采样时刻的速度 设定值和加速度设定值，则所述控制装置还用于：
[0031] 计算在圆整时间内，加速度值从零加速到所述预设加速度所需的勾加加速度值； 并根据采样时间的大小，计算所述圆整时间所包含的采样时间次数；根据所述匀加加速度 计算所述过渡过程中，在各采样时间上的速度和加速度作为相应的速度设定值和加速度设 定值。
[0032] 优选的，所述由变频器完成轧机传动的转矩内环控制，从而完成轧机的传动速度 控制，具体包括：
[0033] 所述变频器连接轧机传动装置，并将所述总转矩值转化成为所述轧机传动装置提 供的电能；所述轧机传动装置，用于在获取到有变频器控制提供的所述电能后，推动轧机传 动辊转动。优选的，所述方法还包括：计算上下传动辊转矩实际值的差值，使用比例积分控 制器计算负荷平衡修正值；分别计算上传动辊和下传动辊的速度负荷平衡的转速修正值， 并附加到相应上下传动辊的转速设定值上去。
[0034] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明实施