[發明專利]一種用于線材連軋的活套控制方法及裝置

無效

• 申請號: 200710159287.2
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101468361A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 朱軍;榮勝波;吳景輝;史勃
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;B21B41/12;B21B1/18;G05B19/05
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司
• 代理人: 許宗富;周秀梅

技術領域

本發明涉及線材連軋技術，具體地說是一種能有效減小活套起套超調量的線材連軋的活套控制方法及裝置。?

背景技術

連軋生產線的生產過程是這樣的：鋼坯經加熱爐加熱到1100度后，依次通過粗軋、中軋、精軋10個以上軋機的軋制后成為線材成品。為了避免在軋制過程中相鄰兩個機架之間因拉鋼而影響線材的質量，通常在精軋各機架間加裝活套裝置。以往的活套控制方法在起套過程中經常出現較大超調量，從而影響了正常咬鋼，使整根鋼料報廢。?

發明內容

為了克服以往活套控制的不足之處，本發明提供了一套針對活套的新的控制方法及裝置，目的在于能夠有效減小活套起套時的超調量。?

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：?

控制方法：?

用位于相鄰兩架軋機間的導向輪引導線材進入軋機，設在軋機出口處的起套傳感器檢測線材頭部到達信號并發出起套命令，通過起套輔助氣缸平穩起套，采用可編程控制器按照計算的軋機升速曲線參數調節軋機的速度并控制起套輔助氣缸的伸出執行起套；起套完成后，再通過閉環PID數字控制算法調節軋機的速度來控制活套的高度；?

用與起套傳感器相連的可編程控制器上的數字量輸入模塊檢測線材頭部到達信號；用與可編程控制器上的數字量輸出模塊相連的起套輔助氣缸輔助活套起套；?

升速曲線參數為：升速時間Ta＝(V2-V1)/a，保持V2速度時間Tb＝S/(V2-V1)-Ta；其中：V1為第一軋機起套前的速度，V2為第一軋機的起套速度，a為起套加速度，S為活套超出量；升速曲線時間t＝t+Ts，其中：Ts為程序掃描周期；活套超出量S＝m-L，其中：L為兩個導向輪之間的距離，活套構成的圓弧長度m＝2*R*arcsin(L/(2*R))，圓弧半徑R＝(4*H²+L²)/(8*H)，H為活套高度；?

所述可編程控制器程序流程為：?

首先初始化參數：兩個導向輪之間的距離L，軋機A起套前的速度V1，起套速度V2，起套加速度a，速度轉換系數K，程序掃描周期Ts，升速曲?線時間t；設定活套高度H；判斷起套傳感器是否有信號，若結果為是，則繼續執行下一步驟，否則結束程序；計算活套構成的圓弧半徑R＝(4*H²+L²)/(8*H)；計算活套構成的圓弧長度m＝2*R*arcsin(L/(2*R))；計算活套超出量S＝m-L；計算升速曲線參數：升速時間Ta＝(V2-V1)/a，保持V2速度時間Tb＝S/(V2-V1)-Ta；控制起套輔助氣缸伸出；計算升速曲線時間t＝t+Ts；計算電機速度控制量u；當t＜Ta時，u＝K*(V1+a*t)；當Ta＜＝t＜(Ta+Tb)時，u＝K*V2；當(Ta+Tb)＜＝t＜(Ta+2*Tb)時，u＝K*(V2-a*t)；輸出控制量u；判斷t是否大于Ta+2*Tb，若結果為否，則返回到計算升速曲線時間t＝t+Ts，否則繼續執行下一步驟；讀取活套高度反饋值H_f；計算活套高度誤差e＝H-H_f；根據數字PID算法，計算控制量u并輸出；判斷鋼料是否軋制完畢，若結果為否，則返回到讀取活套高度反饋值H_f，否則繼續執行下一步驟；控制起套輔助氣缸回縮，程序結束。?

裝置包括第一、二軋機及活套掃描器、超套傳感器、起套輔助氣缸和導向輪，其中：活套掃描器位于第一、二軋機之間活套起套最高點位置的上方，活套掃描器通過屏蔽雙絞線與可編程控制器相連；起套傳感器設在第二軋機的出口端；起套輔助氣缸位于第一軋機的出口端；在第一軋機與第二軋機之間分別靠近軋機的位置設有導向輪；?

其中：所述可編程控制器上插有模擬量輸入模塊、數字量輸入模塊、數字量輸出模塊及模擬量輸出模塊，活套掃描器通過屏蔽雙絞線與模擬量輸入模塊相連；起套傳感器為熱金屬檢測器，通過電纜與數字量輸入模塊相連；起套輔助氣缸通過電纜與數字量輸出模塊相連。?

本發明的優點與積極效果為：?

本發明結構簡單、使用方便、能夠有效提高軋制過程中的咬鋼成功率及線材的軋制質量。?

附圖說明

圖1為本發明方法的專用裝置結構示意圖；?

圖2為本發明方法的專用裝置電氣原理圖；?

圖3為本發明方法的起套軋機升速曲線圖；?

圖4為本發明方法可編程控制器程序流程圖。?

具體實施方式