[發明專利]棒線材軋機轉速穩態值擬合方法及裝置

在審

• 申請號: 202011108926.4
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112337981A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 劉東;李鐵;王云波
• 申請（專利權）人: 中冶京誠工程技術有限公司;北京京誠瑞達電氣工程技術有限公司
• 主分類號: B21B37/46
• 分類號: B21B37/46
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 薛平;吳學鋒

本發明公開了一種棒線材軋機轉速穩態值擬合方法及裝置，其中，該方法包括：在棒線材軋機按照設定轉速值工作的過程中，控制棒線材軋機的設定轉速值上升或下降到目標轉速值，使得棒線材軋機的實際轉速值呈現一個階躍響應過程；采集棒線材軋機在穩定階段的實際轉速值；將棒線材軋機在穩定階段的實際轉速值擬合為以時間為橫坐標、以轉速為縱坐標的坐標系中的一條直線；將直線的縱軸截距值確定為棒線材軋機在穩定階段的實際轉速穩態值。本發明能夠提高傳遞函數參數辨識的準確性，從而得到更加符合棒線軋機實際轉速的傳遞函數，進而控制棒線軋機工作有效防止軋機上棒線材發生堆積的情況發生，提高棒線材的生產效率。

技術領域

本發明涉及軋機控制領域，尤其涉及一種棒線材軋機轉速穩態值擬合方法及裝置。

背景技術

本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明實施例提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

棒線材熱連軋生產線，是指通過物理變形的方式，使得又粗又短的鋼坯，經不斷受到擠壓，形成又細又長的鋼材。

在將鋼坯送入到棒線材熱連軋生產線之前，需要對鋼坯進行加熱。常溫的鋼坯，通過步進梁移動到加熱爐中，加熱爐采用煤氣或者天然氣燃燒加熱鋼坯。在加熱爐內，通過步進梁不斷移動鋼坯，能夠使得鋼坯受熱均勻。當鋼坯被加熱到900～1300℃左右，通過出爐口出爐，送到棒線材熱連軋生產線上。由棒線材熱連軋生產線將加熱到900～1300℃左右的鋼坯，通過運輸輥道送入多個軋機(通常為10～30個軋機)，各個軋機的轉速依次升高，使得鋼坯不斷產生橫向和縱向的形變，每經過一個軋機，鋼坯的形狀都會變細、變長，從而每經過一個軋機，鋼坯的移動速度都要增加，當鋼坯被生產線上的所有軋機軋制后，便成為合格的棒線材鋼產品。最后將棒線材鋼產品送到冷床，在冷床上自然冷卻或通過鼓風機強制加速冷卻。圖1為現有技術中提供的一種棒線材軋機控制系統示意圖，如圖1所示，每個軋機由2個軋輥組成，由變頻器通過變頻電纜與電機連接，電機通過連接軸與減速機連接，減速機通過2個萬向軸與每個軋機的2個軋輥連接，由變頻器控制軋機的轉速和轉矩，帶動軋機工作。

圖2為現有技術中提供的一種變頻器控制棒線材軋機轉速和轉矩的示意圖，如圖2所示，變頻器向電機發送速度命令V_set和轉矩命令T_set，讓電機從靜止狀態(轉速為零，即V_set0＝0)緩慢上升到電機的額定轉速V_set1＝V_e，電機反饋給變頻器的信號為實際速度V_act和實際轉矩T_act。其中，V_set和V_act是相對于電機額定轉速的百分比，單位為％；T_set和T_act是相對于電機額定轉矩的百分比，單位為％。

圖3為現有技術中提供的一種棒線材軋機的速度環示意圖，如圖3所示，棒線材軋機轉速閉環傳遞函數可表示如下：

其中，V_set表示速度設定值，隨著上級PLC的改變而改變；V_act表示速度實際值；K_p表示速度環的等效比例；T_i表示速度環的等效積分時間常數；T_c表示電流環等效積分時間常數，由于該參數特別小，通常為被忽略，不再進行討論；T_m表示機電慣量時間常數；T_inp表示外部力矩干擾信號；s表示復頻域算子；

忽略T_c參數后，簡化的傳遞函數表示如下：

為了實現棒線材軋機的精確控制，需要對其轉速特性進行研究，通常需要辨識參數K_p和T_i。