[發明專利]基于軋機力矩的快速斷帶檢測及保護方法及其裝置

無效

• 申請號: 201310429243.2
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN104438360A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 肖至勇;葉冬柏;江浩杰;沃海波;孫波
• 申請（專利權）人: 寶鋼不銹鋼有限公司
• 主分類號: B21B38/00
• 分類號: B21B38/00;B21B33/00
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 肖祎

1.一種基于軋機力矩的快速斷帶檢測和保護裝置，所述軋機設有左、右卷取機、左、右轉向輥、左、右測厚儀、左、右測張儀以及軋機壓下系統；其特征在于，所述斷帶檢測和保護裝置包括：軋機變頻器、卷取變頻器和主控可編程邏輯控制器（PLC）；所述PLC包括力矩斷帶檢測器、參數適配器和斷帶保護器；其中：軋機變頻器分別連接力矩斷帶接檢測器、參數適配器和斷帶保護器；所述力矩斷帶檢測器分別連接所述參數適配器和斷帶保護器；所述斷帶保護器連接所述左卷取變頻器和右卷取變頻器；軋機變頻器，周期性實時發送軋機力矩值和接收軋機急停斜率；力矩斷帶檢測器，監控軋機力矩值的變化情況和參數適配器輸出的斷帶門檻值，以快速捕捉斷帶發生與否，并輸出斷帶信號和斷帶位置；斷帶保護器，根據斷帶信號和斷帶位置輸入信號，采取預定的斷帶保護策略，輸出軋機急停斜率、左卷取急停斜率、右卷取急停斜率和輥縫快速打開設定值，軋機變頻器、左卷取變頻器、右卷取變頻器和壓下系統執行機組快速制動和輥縫快速打開。

2.一種基于軋機力矩的快速斷帶檢測及保護方法，其特征在于，采用權利要求1所述的快速斷帶檢測和保護裝置實施，所述方法包括以下步驟：

建立主控PLC與軋機變頻器、左卷取變頻器、壓下系統和右卷取變頻器之間的通訊接口，并確定必要的通訊數據，分別交換的信號為“軋機力矩值”和“軋機急停斜率”和“軋機速度”、“左卷取機急停斜率”、“輥縫快速打開設定值”和“右卷取機急停斜率”；

設置一套力矩斷帶檢測器，在軋制階段投入運行，監控軋機力矩值的變化趨勢和參數適配器輸出的斷帶門檻值，輸出斷帶信號和斷帶位置信號；

設置一套參數適配器，建立軋機負載與斷帶參數之間的適配關系，根據負載情況輸出斷帶門檻值，通過參數優選，滿足不同負載下斷帶檢出的快速響應的需求，并且使參數最優；

設置一套斷帶保護器，建立斷帶保護規則，輸出信號給左卷取機變頻器、軋機壓下系統和右卷取機變頻器；執行斷帶保護，使軋機快速打開，軋機和斷帶側卷取機更快急停。

3.根據權利要求2所述的基于軋機力矩的快速斷帶檢測及保護方法，其特征在于，力矩斷帶檢測器的控制流程包括以下步驟：

初始時,通過主控PLC與軋機變頻器通訊，獲取軋機力矩值和軋機速度值,初始值“斷帶發生”=“false”、斷帶位置=“0”；

判斷軋機速度值，如果大于某確定值15mpm，執行步驟2.3，否則控制結束；

進行軋機力矩T₁分解，分解加減速力矩，計算出軋機實際工作力矩T₃，計算式如下：

T₃=T₁-T₂

T₂=α-Mill×C₁

其中：T₂為軋機加速力矩；C₁為加速力矩轉換系數；J_軋機為軋機轉動慣量；D為軋輥輥徑；Gr為齒輪箱齒輪比；P_軋機為軋機功率；N_軋機為軋機轉速；

對軋機工作力矩T₃的變化進行過濾，采用一次慣性延遲方式，其一次慣性環節傳遞函數為“1/（1+Ts）”；其中：T為環節的時間常數，s為復變量，取值為復數，其表達形式為“s=σ+iω”，其中σ，ω為實數，i為虛數單位，i²=-1；

對軋機工作力矩T₃變化規律進行處理，獲取變化特征值“%T₃”,其表達式如下，周期計算程序掃描周期t內軋機工作力矩變化率：

%T3=T3(i)-T2(i-1)|T3|×t]]>

其中：i為程序第i次掃描周期，i-1為第i次掃描周期前一次掃描周期，t為程序掃描時間；

建立力矩斷帶檢測器，輸入參數“%T₃”和“A3-參數適配器”輸出的“斷帶門檻值”,進行內部運算：當“%T₃”的值大于“斷帶門檻值”時，判定軋機斷帶發生，對斷帶檢出參數“斷帶發生”賦值“true”，否則賦值“false”。同時，根據“軋機速度值”的變化趨勢，判定斷帶發生的位置，當“軋機速度”遞減時，表示出口斷帶，對參數“斷帶位置”賦值“1”；當“軋機速度”遞增時，表示入口斷帶，對參數“斷帶位置”賦值“2”，輸出計算結果；

判斷斷帶標志信號“斷帶發生”的邏輯值，當邏輯值為“True”時，表示軋機發生斷帶，立即運行“A4斷帶保護器”，進行斷帶保護處理；否則返回計算軋機工作力矩T₃的步驟。