专利名称：一种应用于推拉酸洗生产线的线速度控制方法
技术领域：
本发明涉及一种生产线的速度控制方法，具体地说是一种应用于 推拉酸洗生产线的线速度控制方法。
背景技术：
钢带是一种用途广泛的钢铁产品。它大量的应用于汽车等产品的 生产。钢带在生产过程中必须经过酸洗这道工序。目前推拉酸洗带钢 生产线由以下设备组成，如图l所示开巻机l，矫直机2，十二个
挤干辊3，活套入口夹送辊4，活套出口夹送辊6，活套坑5，三个张 紧辊7，巻取机8。根据工艺操作模式，这些设备分为两个部分。第 一部分称为入口部分。它包括开巻机，入口夹送辊，矫直机，12个 挤干辊，活套入口夹送辊。剩下的设备属于第二部分，称作出口部分。 酸洗带钢生产工艺要求不同的操作模式具有不同的线速度。如开 巻机点动速度，出口部分运行速度，入口部分运行速度，充套速度， 入口部分点动速度，出口部分点动速度，出口部分故障时入口部分来 回摆动速度。入口部分运行线速度及出口部分运行线速度在0至 120M/S的速度范围内平滑调节。活套坑宽5米、深10米。在生产过 程中，必须保证带钢在活套坑里形成一定深度的带钢，这样便于调整 钢带的中心，使钢带收巻整齐。入口部分的线速度与出口部分的线速 度可以相同，也可以不同。但受一些因素的影响，入口部分的线速度
与出口部分的线速度总是不同。
现有技术的速度控制方法是在入口设立入口操作台、在出口设立 出口操作台。入口操作台控制入口部分的速度；出口操作台控制出口 部分的速度；当活套建立后，通过人工调节入口、出口速度使得两者 速度尽量相等。现有方法的缺点是两者的速度经常需要人工调节、人 工劳动强度大，如果人工调节不好经常出现故障而影响生产。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种应用于推拉酸 洗生产线的线速度控制方法，从而实现钢带酸洗生产线的自动控制。 本发明的基本原理如下 1.影响线速度因素的分析 我们知道v=w*r/i (1)
上面的公式中，V是线速度，W是电机的转速，i是齿轮比。 生产线上的一个辊子，由一台交流电机驱动，交流电机由一台变 频器驱动。生产线上采用了矢量控制技术而能很好地控制电机的速 度。对于一个辊子，其线速度由转速给定所决定，与在合理范围内变 化的负载无关。
根据表达式(1)我们还能得到，w=v*i/r (2)
对于输入部分，由于开巻机的张力相对于其他辊子的总出力较 小，当我们按表达式(2)为每一个辊子设定转速给定，我们就能任 意地控制入口部分的线速度。
但是对于出口部分，情况要复杂些。存在两种状况。 一种状况是
巻取机的张力相对于其它辊子的总出力较小，另一种情况是巻取机的 张力相对于其它辊子的总出力较大。巻取机的张力由操作人员根据生 产工艺设定。它随带钢的宽度及厚度的变化而变化。假定巻取机的张
力为T,由第一个张紧辊施加在带钢上的力为Tl，由第二个张紧辊 施加在带钢上的力为T2，由第三个张紧辊施加在带钢上的力为T3， 我们可以得出下面的表达式， T>=T1+T2+T3
三个张紧辊的辊径是一样的，假定为D; i是齿轮比，以第一个
张紧辊为例，其电机输出的力矩为M1， Ml=Tl*D/(2*i) (3)
图2是传动控制系统的机械特性，Me是电机的额定转矩，w0 是我们设定的转速给定，wl是电机的实际工作转速。在该图中，a) 示出了当MK-Me时wl=w0。这时传动控制系统工作在正常状态， 速度调节器没有饱和，始终保持wl=w0。 b)示出了当Ml=-Me时 wl>w0，在这种状态下，速度调节器饱和了，传动控制系统保持电机 总是输出额定的制动转矩Me。
第二个张紧辊和第三个张紧辊两个都与第一个张紧辊的工作方 式一样，它们的电机工作在第二象限，总是给带钢提供制动转矩。它 们的实际工作速度有时与我们设定的相等，有时高一些。
上面的分析告诉我们，入口部分的线速度总是等于我们设定的线 速度，因此易于控制。问题是如何控制出口部分线速度。
2.线速度控制方法
对于入口部分，我们根据等式(1)来控制每一个辊子的线速度。
对于出口部分，当T<=Tle+T2e+T3e时，我们根据等式(1)来 控制每一个辊子的线速度，这里每一个辊子的额定张力分别为 Tle=Mle*i*2/D T2e=M2e*i*2/D T3e=M3e*i*2/D
Mle 、 M2e、 M3e分别是第一、第二、第三张紧辊电机的额定 转矩。
对于出口，当T〉Tle+T2e+T3e+F时，wl-w2。 w2是巻取机的极 限线速度，F是由出口部分的其他设备施加在带钢上的摩擦力。w2 比w0稍高一些。
对于出口 ，当Tle+T2e+T3e+F >T >Tle+T2e+T3e时，w0<wl<w2。
当wl〉wO时，出口线速度高于入口线速度，势必减少带钢活套 的深度，直至最终没有活套。这在工艺上是不允许的。因为F是不确 定的，所以仅用T来计算wl是不可能的。控制出口线速度的目的是 保持带钢套量总存在。我们还必须考虑活套深度。假定活套深度为 Dl,那么，10>D1>0 。
活套坑深10米。D1=0，意味着没有活套。
综合考虑T及Dl，我们找到了一种控制出口线速度的妥当的方 法。W3是我们为出口部分设定的线速度，w0是我们为入口部分设 定的线速度，控制方法如下所述。
当T<=Tle+T2e+T3e时，w3=wO (4)
当T>Tle+T2e+T3e，且Dl<4时，w3=3w0-2w2. (5) 当T>Tle+T2e+T3e,且D1〉6时，w3=w0 (6) 对于巻取机通常有，1.03*w0<= w2 <= 1.06*w0。 (7)
表达式(4)意味着出口部分线速度等于入口部分线速度，活套 的深度不变化。表达式(5)意味着出口部分线速度低于入口部分线 速度，线速度差为(w2-w0)，活套的深度以线速度(w2-w0)增加。 表达式(6)意味着出口部分实际线速度高于入口部分线速度，最大 的线速度差为(w2-w0)，活套的深度减少，减少的最大线速度为 (w2-w0)。因为在大多数情况下活套深度减少的最大速度为 (w2-w0)，所以为了保证有一定的活套深度，增加活套深度的最小 线速度为(w2-w0)。
本发明的技术方案是这样实现的它包括以下步骤
(1) 、点动任意一个辊子，由操作台将启动命令传送给CPU， CPU根据等式w=v*i/r传送转速指令给每一个辊子；
(2) 、启动运行开关；
(3) 、根据人工设定的巻取机张力T和三个张紧辊的额定张力 Tle、 T2e、 T3e，判定T是否大于Tle+T2e+T3e,活套深度Dl是否 小于4;
(4) 、当T〉Tle+T2e+T3e且DK4米时，对于任一辊子，计算 wO=2v*i/D 、 w2=1.03w0、 w3=3w0-2w2，其中W3是我们为出口部 分设定的线速度，wO是我们为入口部分设定的线速度，w2是巻取机 的极限线速度；
(5) 、通过传感器检测信号，由CPU判定活套深度Dl是否大 于6，当D1〉6米，对于任一出口部分的辊子，设定w3，0 ;
(6) 、传送启动命令及转速设定w3给每一个出口部分的辊子；
(7) 、传送启动命令并根据等式『^i/r传送选定的转速给定给 每一个入口部分的辊子。
其中运行开关没有启动时，由CPU传送停止指令及转速设定0 给每一个辊子。
其中步骤(4)中当T〈Tle+T2e+T3e时，w3=wO，由CPU传送 启动命令及转速设定w3给每一个出口部分的辊子，并传送启动命令 并根据等式w^v"/r传送选定的转速给定给每一个入口部分的辊子。
其中步骤(5 )中当Dl<=6米时，传送启动命令并根据等式w=v*i/r 传送选定的转速给定给每一个入口部分的辊子。
本发明方法具有控制准确、操作简单的优点，它能够实现钢带酸 洗生产线的自动控制，减轻了工人的劳动强度。
图1为推拉酸洗带钢生产线的设备组成图 图2为传动控制系统的机械特性图 图3为本发明的控制流程图 图4为紧接图3的控制流程图
具体实施例方式
以下结合附图对本发明作进一步描述；
本发明的硬件设备包括CPU模块416，电源模块PS407，通信模
块CP443-5。采用CP443-5，在与所有的变频器之间建立了一个总线 网络控制系统，以上硬件系统为现有技术。如图3、图4所示，本发 明包括以下步骤
(1) 、点动任意一个辊子，由传感器将启动命令传送给CPU, CPU根据等式w=v*i/r传送转速指令给每一个辊子；
(2) 、启动运行开关；
(3) 、根据人工设定的巻取机张力T和三个张紧辊的额定张力 Tle、 T2e、 T3e，判定T是否大于Tle+T2e+T3e，活套深度D1是否 小于4;
(4) 、当T〉Tle+T2e+T3e且DK4米时，对于任一辊子，计算 wO=2v*i/D 、 w2=1.03w0、 w3=3w0-2w2，其中W3是我们为出口部 分设定的线速度，wO是我们为入口部分设定的线速度，w2是巻取机 的极限线速度；
(5) 、通过传感器检测信号，由CPU判定活套深度Dl是否大 于6，当D1〉6米，对于任一出口部分的辊子，设定w3,0 ;
(6) 、传送启动命令及转速设定w3给每一个出口部分的辊子；
(7) 、传送启动命令并根据等式w=v*i/r传送选定的转速给定给 每一个入口部分的辊子。
其中运行开关没有启动时，由CPU传送停止指令及转速设定0 给每一个辊子。
其中步骤(4)中当T^^Tle+T2e+T3e时，w3=w0，由CPU传送 启动命令及转速设定w3给每一个出口部分的辊子，并传送启动命令
并根据等式w^v"/r传送选定的转速给定给每一个入口部分的辊子。
其中步骤(5)中当Dl<=6米时，传送启动命令并根据等式w=v*i/r 传送选定的转速给定给每一个入口部分的辊子。
权利要求
1、一种应用于推拉酸洗生产线的线速度控制方法，它包括以下步骤(1)、点动任意一个辊子，由操作台将启动命令传送给CPU，CPU根据等式w＝v*i/r传送转速指令给每一个辊子；(2)、启动运行开关；(3)、根据人工设定的卷取机张力T和三个张紧辊的额定张力T1e、T2e、T3e，判定T是否大于T1e+T2e+T3e，活套深度D1是否小于4米；(4)、当T＞T1e+T2e+T3e且D1＜4米时，对于任一辊子，计算w0＝2v*i/D、w2＝1.03w0、w3＝3w0-2w2，其中W3是我们为出口部分设定的线速度，w0是我们为入口部分设定的线速度，w2是卷取机的极限线速度；(5)、通过传感器检测信号，由CPU判定活套深度D1是否大于6，当D1＞6米，对于任一出口部分的辊子，设定w3＝w0；(6)、传送启动命令及转速设定w3给每一个出口部分的辊子；(7)、传送启动命令并根据等式w＝v*i/r传送选定的转速给定给每一个入口部分的辊子。
2、 根据权利要求1所述的一种应用于推拉酸洗生产线的线速度 控制方法，其中运行开关没有启动时，由CPU传送停止指令及转速 设定O给每一个辊子。
3、 根据权利要求1所述的一种应用于推拉酸洗生产线的线速度 控制方法，其中步骤(4)中当T〈-Tle+T2e+T3e时，w3-w0，由CPU 传送启动命令及转速设定w3给每一个出口部分的辊子，并传送启动 命令并根据等式w=v*i/r传送选定的转速给定给每一个入口部分的辊 子。
4、根据权利要求1所述的一种应用于推拉酸洗生产线的线速度 控制方法，其中步骤(5)中当01<=6米时，传送启动命令并根据等 式w=v*i/r传送选定的转速给定给每一个入口部分的辊子。
全文摘要
本发明涉及一种生产线的速度控制方法，具体地说是一种应用于推拉酸洗生产线的线速度控制方法。它由传感器将启动命令传送给CPU，CPU根据等式w＝v*i/r传送转速指令给每一个辊子；根据人工设定的卷取机张力T和三个张紧辊的额定张力T1e、T2e、T3e，以及活套深度D1来确定每个辊子的转速，并给定给每一个入口部分的辊子，从而实现钢带酸洗生产线的自动控制。本发明方法具有控制准确、操作简单的优点，它能够实现钢带酸洗生产线的自动控制，减轻了工人的劳动强度。
文档编号G05D13/00GK101109962SQ20071005281
公开日2008年1月23日 申请日期2007年7月23日 优先权日2007年7月23日
发明者汤耀林, 波 黄 申请人:武汉钢铁(集团)公司