[發明專利]一種冷連軋穿帶卷取的間接張力控制方法及系統

在審

• 申請號: 202211089402.4
• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN115634940A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 張巖;秦大偉;陳百紅;劉寶權;孫瑞琪
• 申請（專利權）人: 鞍鋼集團北京研究院有限公司;鞍鋼集團自動化有限公司
• 主分類號: B21B37/54
• 分類號: B21B37/54;B21C47/04;B21B38/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明提供一種冷連軋穿帶卷取的間接張力控制方法及系統，利用設置附加速度的限幅設定控制，利用穿帶卷取的鋼卷計算卷徑和附加速度設定值計算出轉矩設定值，達到使剪切后帶鋼平穩的建立穿帶，并能夠快速而準確地建立帶鋼間接張力控制方式，提高張力控制精度。包括：步驟1：確定穿帶卷取主令速度的設定；步驟2：確定穿帶卷取張力建立的附加速度設定；包括：對穿帶卷取主令速度進行處理得出預處理速度、對預處理速度進行高低限幅、對限幅后的預處理速度進行斜坡積分計算，最后得出附加速度設定值；步驟3：間接張力控制時，進行穿帶卷取鋼卷卷徑計算，利用穿帶卷取的鋼卷計算卷徑和附加速度設定值計算出轉矩設定值。

技術領域

本發明涉及冶金自動化技術領域，特別涉及一種冷連軋穿帶卷取的間接張力控制方法及系統。

背景技術

輪盤式卷取又稱Carrousel卷取，它的張力控制是冷連軋生產最核心的技術之一。其最終產品的質量在很大程度上取決于穿帶卷取張力建立與控制，如收卷的松緊度、端面的平整度、定直徑下的長度偏差等。所以，帶鋼在剪切后穿帶時張力建立的精確性和快速性直接影響其卷形質量和生產效率，如果在穿帶時張力建立的時間長、波動過大，就會出現松卷和繃卷現象，嚴重時甚至出現斷帶和無法卸卷的問題，使生產無法正常進行。對穿帶卷取張力控制系統的性能來說，取決對以下兩個方面的調控能力:(1)在剪切后如何控制穿帶卷取使其能夠在主線速度的基礎上，附加合理的速度快速建立張力；(2)穿帶卷取從穿帶到卷n圈形成內徑張力，如何能夠很好的完成內徑張力設定要求。在建張期間，速度調節器和電流調節器均投入使用，速度調節器的輸出作為電流調節器的給定值，為了避免速度的超調造成的張力波動，速度調節器的輸出值經過一個限幅。由于卷取機系統是一個參數時變的系統，為了適應系統參數的變化，達到較好的控制效果，速度調節器設計成自適應調節器，根據系統參數的變化調節速度調節器的比例系數。

與卷取機恒張力控制的高速發展相比，輪盤式卷取在剪切后穿帶及過渡到正常軋制速度的張力建立與控制技術尚在起步階段，國內外此領域的控制精度普遍不高，實現有效穩定工業應用的較少。其中以SIEMENS公司為代表開發的卷取穿帶張力控制系統，都是應用傳動模型的設定值作為控制依據，然后乘以斜坡系數，得到穿帶卷取的速度改變量。由于模型關系復雜，回歸過程速度較慢且經常發生回歸異常，所以其控制精度不高。公開號為CN109848247A的中國專利公開了“一種控制帶鋼卷取張力的方法和裝置”，以及公開號為CN103170524A的中國專利公開了“冷連軋生產線轉盤式高速卷取機控制方法及系統”，通過實際卷徑獲取模塊，轉動慣量獲取模塊等實現卷取控制。但當生產超出經驗或試驗數據的新規格、品種和表面產品時，以及卷取機能力和狀態劣化時，現有技術未給出相應的穿帶張力設定方法，因此，迫切的需要一種新的方案解決該技術問題。

發明內容

為提高穿帶卷取張力建立過程控制精度，本發明對現有控制系統進行研究，提供一種冷連軋穿帶卷取的間接張力控制方法及系統，利用設置附加速度的限幅設定控制，利用穿帶卷取的鋼卷計算卷徑和附加速度設定值計算出轉矩設定值，達到使剪切后帶鋼平穩的建立穿帶，并能夠快速而準確地建立帶鋼間接張力控制方式，提高張力控制精度。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種冷連軋穿帶卷取的間接張力控制方法，包括如下步驟：

步驟1：確定穿帶卷取主令速度的設定；

步驟2：確定穿帶卷取張力建立的附加速度設定；包括：對穿帶卷取主令速度進行處理得出預處理速度、對預處理速度進行高低限幅、對限幅后的預處理速度進行斜坡積分計算，分為快速積分斜坡和慢速積分斜坡，最后得出附加速度設定值ΔV_set；當間接張力控制使能時，選擇快速積分斜坡；否則，選擇慢速積分斜坡；

步驟3：間接張力控制時，進行穿帶卷取鋼卷卷徑計算，利用穿帶卷取的鋼卷計算卷徑D_cal和附加速度設定值ΔV_set計算出轉矩設定值；在此模式下，轉矩設定值作為速度控制器輸出限幅值。