CN101219438A

CN101219438A - 热连轧机活套控制方法及所用控制器

Info

Publication number: CN101219438A
Application number: CNA2008100260249A
Authority: CN
Inventors: 孙平; 毛新平; 景根荣
Original assignee: ZHUJIANG IRON AND STEEL CO Ltd GUANGZHOU
Current assignee: ZHUJIANG IRON AND STEEL CO Ltd GUANGZHOU
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2028-01-25
Also published as: CN101219438B

Abstract

本发明公开了一种热连轧机活套控制方法，该方法包括如下步骤：a、预先对活套控制器中的参数进行设定，即设置至少两个活套装置的角度区间，并使活套装置在不同角度区间内对应不同补偿系数；b、热连轧机开始运行，角度解码器将活套装置的角度信号反馈至活套控制器；c、活套控制器将反馈的活套装置角度信号与设定的角度区间进行对比，以确定活套装置的补偿系数；d、活套控制器根据活套补偿系数，确定其输出的补偿值并将该补偿值输出至活套伺服阀，用于对活套装置进行补偿。本发明改善活套控制性能，提高活套的稳定性。

Description

热连轧机活套控制方法及所用控制器

技术领域

本发明涉及热连轧机，具体涉及一种热连轧机活套控制方法及所用控制器。

背景技术

如图1所示，在两机架间设置了活套装置2，热连轧机的运行过程中，活套装置2对钢带体1起到支撑作用，并吸收因动态速变而产生的套量，维持正常的连轧关系和保持基本恒定的张力，连轧机架间保持一定的活套量，并能有限地吸收套量变化；其另一作用是作为检测装置，检测套量和张力，作为活套控制器的反馈信号。

图2所示为活套装置的结构示意图，由于活套装置2机械结构特性，活套支撑液压力是由活套液压缸11作用到活套力臂13上再推动活套转动，活套支架14与水平面之间存在一个夹角，即为活套角，活套的支撑力随着这个夹角变化，因此，活套力与活套角是一个非线性关系，作为机架间张力的测量功能，活套测量到的力包含了：机架张力、钢带体1重量和活套辊自重形成的重力矩，不同套量变化时，钢带体1重量和活套自重，随活套角度变化，并且是非线性关系。

活套角工作范围是9°至61°，原系统的补偿是固定补偿，以活套工作角度25°时活套的重量和钢带体的重量为补偿值；但在实际运行过程中，特别是在轧制薄规格钢时，活套会在25°±10°的范围内波动，而在穿带的过程中甚至达到50°，当活套离开25°角时，这种补偿值就存在偏差，加剧了活套的波动，薄规格轧制时更为剧烈，严重时会造成堆钢事故；原系统设计的是一个固定的活套重量补偿值，以抵消活套在25°处的重量，很明显，现有技术中，活套补偿方法中，补偿不准确；现有补偿方法所用控制器如图3所示，现有技术中，并未根据活套装置的角度信号对补偿系数进行调整，系数所采用的活套补偿系数为一个常数，活套的稳定性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种热连轧机活套控制方法及所用控制器，本发明改善活套控制性能，提高活套的稳定性。

本发明所述热连轧机活套控制方法包括如下步骤：

一种热连轧机活套控制方法，该方法包括如下步骤：

a、预先对活套控制器中的参数进行设定，即设置至少两个活套装置的角度区间，并使活套装置在不同角度区间内对应不同补偿系数；

b、热连轧机开始运行，角度解码器将活套装置的角度信号反馈至活套控制器；

c、活套控制器将反馈的活套装置角度信号与设定的角度区间进行对比，以确定活套装置的补偿系数；

d、活套控制器根据活套补偿系数，确定其输出的补偿值并将该补偿值输出至活套伺服阀，用于对活套装置进行补偿。

在运行过程中，随着活套角度的变化，活套的支撑力随着这个夹角变化，因此，活套力与活套角是一个非线性关系，所以，在活套不同的角度区间，分别取不同的补偿系数，对活套装置进行补偿，本发明对活套控制性能进行改善，对活套的非线性特性进行矫正。

具体而言，所述补偿系数包括活套重量补偿系数及套量重量补偿系数，在不同的角度区间内，设定有不同的活套重量补偿系数及不同的套量重量补偿系数；在热连轧机工作过程中，活套角度偏差Δ＝活套实际角度-活套基准角度，如果活套角度正偏差Δ越大，所述活套重量补偿系数越小，所述套量重量补偿系数越大；如果活套角度负偏差Δ越大，所述活套重量补偿系数越大，所述套量重量补偿系数越小。

本发明的实际运算如下：

1.补偿逼近模块的设计

由于活套装置角度的变化，会改变活套装置的重量和钢带体套量的重量，设计一个补偿逼近模块，活套的角度作为信号输入，输出信号作为重量信号的补偿，其中

补偿重量：W＝W_L+W_m

W_L---活套重量

W_m---套量重量

套量重量：W_m＝Δl*b*h*ρ

b*h---钢带的截面积

ρ----钢的比重

Δl---套量。

本发明通过一个补偿逼近模块(该补偿逼近模块可通过为一个软件模块，也可为一个硬件模块)；在控制器数据存储区建立活套角度与活套重量、套量长度的数据关系库；从输入活套角度的输入寄存器中读取活套的实际角度，作为功能块的输入值；控制器的输出数据传送到活套力矩补偿寄存器。

2.对活套的非线性特征进行补偿

如图4所示，活套接触点到轴点上的高度：HR＝r_roll+R_arm*Sinα

活套接触点到轴点的间距：PJR＝R_arm*Cosα

r_roll---活套桃半径

R_arm---活套支撑臂长度

轧制线距离：

l_{g} = \sqrt{l^{2} + {(d (G + 1) - d (G))}^{2}}

b段钢带体的长度：

l_{α 1} = \sqrt{{(b + PJR)}^{2} + {(HR - d (G))}^{2}}

c段钢带体的长度：

l_{α 2} = \sqrt{{(c - PJR)}^{2} + {(HR - d (G + 1))}^{2}}

b段钢带体的夹角：

α_{1} = arctg (\frac{HR - d (G)}{b + PJR})

c段钢带体的夹角：

α_{2} = arctg (\frac{HR - d (G + 1)}{c - PJR})

d(G)---轧辊轧制面的高度

b---d(G)到轴点的间距

c---d(G+1)到轴点的间距。

活套的套量：Δl＝l_α1+l_α2-l_g，由此可见，活套的套量Δl的计算非常复杂，而由于控制器不支持复杂的运算，以及系统快速性能的要求，不能采用传统的函数计算方法，在这里采用了简洁的折线近似模拟曲线的方法，即在不同的活套角度区间分别采用不同的补偿系数进行补偿。

补偿后的活套重量：W_L＝原活套重量×活套重量补偿系数

补偿后的套量重量：W_m＝原套量重量×套量重量补偿系数

其补偿后的值：W＝W_L+W_m＝原活套重量×活套重量补偿系数+原套量重量×套量重量补偿系数。

在系统运行时，先计算活套角度偏差(活套角度偏差Δ＝实际测量的角度-活套基准角度)，再根据不同的活套角度，选取相应的活套重量补偿系数及套量重量补偿系数，有效的改善活套控制性能，提高活套的控制精度。

附图说明

图1是活套装置装于热连轧机上的示意图；

图2是活套装置的结构示意图；

图3是现有补偿方法所用控制器的原理图；

图4是热连轧机中，活套装置与钢带体等之间的尺寸、受力关系图；

图5本发明所述方法的流程图；

图6是本发明方法中，活套控制器的原理图；

附图标记说明：

1、钢带体，2、活套装置，3、角度转换模块，4、活套力矩控制模块，5、微分补偿模块，6、力矩转换模块，7、力矩给定模块，8、补偿逼近模块，9、累加器，10、活套伺服阀，11、活套液压缸，12、角度解码器，13、活套力臂。

具体实施方式

如图5所示，一种热连轧机活套控制方法，该方法包括如下步骤：

a、预先对活套控制器中的参数进行设定，即设置至少两个活套装置2的角度区间，并使活套装置2在不同角度区间内对应不同补偿系数；

b、热连轧机开始运行，角度解码器12将活套装置2的角度信号反馈至活套控制器；

c、活套控制器将反馈的活套装置2的角度信号与设定的角度区间进行对比，以确定活套装置2的补偿系数；

d、活套控制器根据活套补偿系数，确定其输出的补偿值并将该补偿值输出至活套伺服阀

10，用于对活套装置2进行补偿。

在热连轧机工作过程中，活套角度偏差Δ＝活套实际角度-活套基准角度，活套角度偏差Δ越大，所述活套重量补偿系数越小，所述套量重量补偿系数越小；在不同的活套角度偏差Δ的情况下，活套重量补偿系数、套量补偿系数可见表1：

表1：活套角度偏差Δ与活套重量补偿系数、套量补偿系数对应表

序号	活套角度偏差(实际值-25°)	活套重量补偿系数	套量补偿系数
序号	活套角度偏差(实际值-25°)	活套重量补偿系数	套量补偿系数	1	-10	1.0168	0.940
2	-8	1.0083	0.951	1	-10	1.0168	0.940
2	-8	1.0083	0.951	3	-6	1.0051	0.975
4	-4	1.0036	0.986	3	-6	1.0051	0.975
4	-4	1.0036	0.986	5	-2	1.0023	0.993
6	0	1	1	5	-2	1.0023	0.993
6	0	1	1	7	2	0.9928	1.001
8	4	0.9810	1.013	7	2	0.9928	1.001
8	4	0.9810	1.013	9	6	0.9686	1.026
10	8	0.9535	1.039	9	6	0.9686	1.026

11	10	0.9317	1.053
11	10	0.9317	1.053	12	12	0.9002	1.069
13	14	0.8637	1.085	12	12	0.9002	1.069
13	14	0.8637	1.085	14	16	0.8108	1.099
15	18	0.7325	1.126	14	16	0.8108	1.099

本发明热连轧机活套装置2用控制器的原理图如图6所示，该控制器包括：

a、角度转换模块3，该角度转换模块3用于控制目标与实际角度偏差的计算、判断活套所处的过程段(起套、套量控制和落套)；

b、力矩给定控制模块7，该力矩给定控制模块7用于按过程选择和计算力矩控制的控制目标值；

c、活套力矩控制模块4，该活套力矩控制模块4用于活套的力矩控制；

d、力矩转换模块6，该力矩转换模块6用于将液压管路上的压力信号转换成液压缸力矩的量值；

e、微分补偿模块5，该微分补偿模块5用于计算活套移动变化的速率；

f、多个累加器9，用于对信号进行叠加；

该控制器还包括补偿逼近模块8，该补偿逼近模块8用于对活套装置2实际角度与给定的活套基准角度进行比较，计算活套装置2的角度偏差Δ，并根据活套装置2的角度偏差Δ确定相应的补偿系数，而对活套装置2进行补偿。

Claims

1.一种热连轧机活套控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.如权利要求1所述热连轧机活套控制方法，其特征在于，所述补偿系数包括活套重量补偿系数及套量重量补偿系数，在不同的角度区间内，设定有不同的活套重量补偿系数及不同的套量重量补偿系数。

3.如权利要求2所述热连轧机活套控制方法，其特征在于，在热连轧机工作过程中，活套角度偏差Δ＝活套实际角度-活套基准角度，如果活套角度正偏差Δ越大，所述活套重量补偿系数越小，所述套量重量补偿系数越大；如果活套角度负偏差Δ越大，所述活套重量补偿系数越大，所述套量重量补偿系数越小。

4.一种热连轧机活套控制器，该控制器包括：

a、角度转换模块，该角度转换模块用于控制目标与实际角度偏差的计算、判断活套所处的过程段；

b、力矩给定控制模块，该力矩给定控制模块用于按过程选择和计算力矩控制的控制目标值；

c、活套力矩控制模块，该活套力矩控制模块用于活套的力矩控制；

d、力矩转换模块，该力矩转换模块用于将液压管路上的压力信号转换成液压缸力矩的量值；

e、微分补偿模块，该微分补偿模块用于计算活套移动变化的速率；

f、多个累加器，用于对信号进行叠加；

其特征在于，该控制器还包括补偿逼近模块，该补偿逼近模块用于对活套装置实际角度与给定的活套基准角度进行比较，计算活套装置的角度偏差Δ，并根据活套装置的角度偏差Δ确定相应的补偿系数，而对活套装置进行补偿。