窄帶鋼活套的自動(dòng)控制

1、窄帶鋼活套的自動(dòng)控制摘要:活套控制是一種目前在熱軋帶鋼軋制控制中應(yīng)用較為廣泛且較為重要的控制手段。文章重點(diǎn)自動(dòng)活套控制系統(tǒng)構(gòu)成，以幫助解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中遇到的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:活套控制熱軋帶鋼級(jí)聯(lián)控制張力在帶鋼連軋生產(chǎn)中，為保證成品質(zhì)量，避免由于各種原因?qū)е碌耐其摗⒗?，在機(jī)架之間設(shè)置了活套裝置，而活套控制也是連軋機(jī)自動(dòng)控制的關(guān)鍵之一。活套是由于在機(jī)架間存儲(chǔ)了多余軋線長(zhǎng)度的軋件而引起的,也正是由于這些多余的軋件，起到了對(duì)軋件推拉的有效緩沖。在控制過(guò)程中，以活套套量為目標(biāo)，以速度調(diào)節(jié)為手段，即可達(dá)到控制活套的目的。本文結(jié)合宣鋼熱軋帶鋼的活套控制的有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。1活套控制系統(tǒng)工作原理如圖1:B為活

2、套擺角設(shè)定值；Vis為第i架軋機(jī)的速度設(shè)定；V(i+1)s為第i+1架軋機(jī)的速度設(shè)定；Vis為第i架軋機(jī)的出口速度；V(i+1)s為第i+1架軋機(jī)的入口速度;SC為速度控制裝置；L為帶鋼的長(zhǎng)度；B為活套擺角反饋值。在實(shí)際過(guò)程中，活套支持器具有以下功能：快速吸收因動(dòng)態(tài)速降而產(chǎn)生的活套量；吸收由于輥縫和軋制速度的波動(dòng)而帶來(lái)的活套變化量；給予帶鋼一定的張力；用于改變上游機(jī)架的速度，使得兩機(jī)架之間保持一定的活套量。所以，活套支持器的自動(dòng)控制，應(yīng)完成兩方面的任務(wù)：第一方面，活套支持器的擺角控制，其目的是吸收因帶鋼的速度偏差而引起的活套；第二方面,張力的自動(dòng)控制，其目的是保持作用于帶鋼上的張力恒定?；钐讛[

3、角的自動(dòng)控制活套支持器擺角的自動(dòng)控制系統(tǒng)是以某一設(shè)定角度為目標(biāo)值，通過(guò)各機(jī)架的速度來(lái)控制活套擺角，以保證張力的恒定。由于是通過(guò)各機(jī)架的速度來(lái)控制活套的角度，因此活套也成為各機(jī)架之間金屬秒流量不相等的檢測(cè)器。于是通過(guò)活套角度控制系統(tǒng)便可以實(shí)現(xiàn)各機(jī)架的金屬秒流量保持恒定，使得各機(jī)架當(dāng)帶鋼在加速或減速時(shí)能保持同步。還可以對(duì)各機(jī)架之間的速度控制的微小偏差進(jìn)行一定的修正。它主要由活套支持器擺角基準(zhǔn)設(shè)定環(huán)節(jié)、擺角檢測(cè)環(huán)節(jié)、活套調(diào)節(jié)器和控制對(duì)象構(gòu)成。2熱連軋電控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與理論依據(jù)2.1速度級(jí)聯(lián)控制在熱連軋機(jī)組中，為保證成品質(zhì)量，以成品機(jī)架（末機(jī)架）為基準(zhǔn)機(jī)架，保持其速度不變，并作為基準(zhǔn)速度設(shè)定，其前面

4、機(jī)架速度根據(jù)金屬秒流量相等的原理，自動(dòng)按比例設(shè)定；在軋制過(guò)程中來(lái)自活套閉環(huán)控制的調(diào)節(jié)量、手動(dòng)干預(yù)調(diào)節(jié)量，依次按逆軋制方向?qū)ζ淝懊娴母鳈C(jī)架速度作增減，實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)控制。速度級(jí)聯(lián)控制是連軋生產(chǎn)線電氣控制思想的精華，它充分體現(xiàn)了鋼材連軋生產(chǎn)的特點(diǎn)。2.2軋線速度設(shè)定自適應(yīng)存儲(chǔ)在軋制表中的初始設(shè)定參數(shù)，如輥徑、速比、計(jì)算速度等存在誤差，這樣就不能完全適應(yīng)各軋機(jī)件的速度級(jí)聯(lián)關(guān)系。而在軋制過(guò)程中,這些誤差會(huì)通過(guò)微張力控制、活套控制以速度修正的形式作用于相應(yīng)的機(jī)架上來(lái)形成真實(shí)的速度級(jí)聯(lián)關(guān)系。速度設(shè)定自適應(yīng)就是根據(jù)速度來(lái)對(duì)相應(yīng)機(jī)架的延伸率進(jìn)行修正，并根據(jù)修正后的延伸率來(lái)修正速度的設(shè)定值，從而使下一個(gè)軋件軋制時(shí)，各

5、機(jī)架間處于更佳的配合狀態(tài),在不斷地修正過(guò)程中，各機(jī)架間將最終處于最佳的配合狀態(tài)。2.3活套高度閉環(huán)控制在帶鋼連軋生產(chǎn)中，為保證成品質(zhì)量，避免由于各種原因?qū)е碌耐其?、拉鋼，在機(jī)架之間設(shè)置了活套裝置，而活套控制也是連軋機(jī)自動(dòng)控制的關(guān)鍵之一。活套是由于在機(jī)架間存儲(chǔ)了多余軋線長(zhǎng)度的軋件而引起的,也正是由于這些多余的軋件，起到了對(duì)軋件推拉的有效緩沖。在控制過(guò)程中，以活套套量為目標(biāo)，以速度調(diào)節(jié)為手段，即可達(dá)到控制活套的目的。具體方法為：當(dāng)活套套量（對(duì)應(yīng)張力）超過(guò)設(shè)定值時(shí)，就降低上游機(jī)架的速度仮之，則升高上游機(jī)架的速度采用PI控制法，即套量差：Lt二Lt-LO式中Lt為活套套量差;Lt為套量實(shí)際值;L0為套

6、量設(shè)定值;t為采樣時(shí)間。對(duì)速度的調(diào)節(jié)量式中VLt為調(diào)節(jié)輸出值；KP為比例調(diào)節(jié)系數(shù)；Ki為積分調(diào)節(jié)系數(shù)；V0為當(dāng)前速度值；LMin為調(diào)控制死區(qū)套量值；LMax為調(diào)活套上極限套量值?；钐渍{(diào)節(jié)量參與速度級(jí)聯(lián)運(yùn)算，即某機(jī)架活套調(diào)節(jié)量變化，會(huì)同時(shí)改變其上游的所有機(jī)架速度，以保證上游機(jī)架調(diào)節(jié)的快速性。2.4微張力控制中、精軋區(qū)立一平、平一立之間的微張力控制由電氣控制系統(tǒng)米用轉(zhuǎn)矩記憶法原理實(shí)現(xiàn)。在軋件的軋制過(guò)程中利用自動(dòng)化系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)和分析軋機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化，根據(jù)軋機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化量從而計(jì)算出軋機(jī)之間形成的張力。及時(shí)地修正軋機(jī)之間的速度關(guān)系，就能把軋機(jī)間的張力控制在最佳狀態(tài)之內(nèi)。同時(shí)以級(jí)聯(lián)調(diào)速的方式按比例調(diào)節(jié)上游其

7、它機(jī)架速度。微張力控制投入使用之后可以有助于提高中、精軋區(qū)軋件斷面積的控制精度，從而使精軋區(qū)來(lái)料料形得到保證。這一點(diǎn)尤其在軋大規(guī)格鋼時(shí)極其重要（因?yàn)榛钐自谒C(jī)架時(shí)同時(shí)去掉）。在本自動(dòng)化系統(tǒng)中，測(cè)張是間接法，而微張控制的控制目的是使軋機(jī)在無(wú)張力矩下軋制。因而，計(jì)算及存儲(chǔ)無(wú)張力矩是控制中的難點(diǎn)。無(wú)張力矩由軋件頭部確定。當(dāng)一根鋼頭部咬入第1架軋機(jī)，電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)速降恢復(fù)后，直到該塊鋼咬入第2架前這段時(shí)間。對(duì)于第1架軋機(jī)而言,相當(dāng)于無(wú)前張力的自由軋制，濾波后采樣此時(shí)的軋制轉(zhuǎn)矩即視為自由軋制轉(zhuǎn)矩。當(dāng)該鋼咬入第2架時(shí)，由于1、2架軋機(jī)速度不匹配導(dǎo)致第1架軋機(jī)的力矩發(fā)生變化，此時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)第2架速度使第1架軋機(jī)恢

8、復(fù)到先前記錄的無(wú)張力軋制狀態(tài)。第1架調(diào)整結(jié)束后且第2架動(dòng)態(tài)速降恢復(fù)后，在軋件咬入第3機(jī)架前，第2架處于無(wú)張力矩軋制狀態(tài)，濾波后采樣此時(shí)第2架軋機(jī)轉(zhuǎn)矩并記錄，以此類推到后面機(jī)架。調(diào)整后的機(jī)架間速度級(jí)聯(lián)關(guān)系被存儲(chǔ)，供下一根鋼軋制時(shí)使用。通過(guò)這種自適應(yīng)調(diào)整，使過(guò)幾根鋼后，軋制微張力保持在工藝要求的范圍（圖2）。微張力參數(shù)計(jì)算。若兩機(jī)架間存在張力偏差，必然有轉(zhuǎn)矩的偏差，根據(jù)電機(jī)學(xué)的有關(guān)公式，可以得到張力差：上式中：Tn為第n架的張力偏差；i為變速箱減速比；D為軋輥直徑；N為第n架的速度；Ne為第n架的額定速度；Tn為第n架的采樣轉(zhuǎn)矩；To為第n架的自由軋制轉(zhuǎn)矩；Kn為張力系數(shù)的給定值，由軋制規(guī)程給出。上式中,K根據(jù)工藝決定。3結(jié)語(yǔ)系統(tǒng)投入后控制效果明顯，主要表現(xiàn)在兩方面：一是系統(tǒng)調(diào)節(jié)迅速一般在換輥后或換規(guī)格后軋制12支鋼,活套高度技能調(diào)節(jié)到設(shè)定高度控制范圍內(nèi)。二是控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好，活套高度變化在進(jìn)入穩(wěn)定正常調(diào)節(jié)階段