卷取區(qū)控制資料

卷取區(qū)控制

概述卷取區(qū)設(shè)備完成帶鋼的成卷、運(yùn)輸。卷取設(shè)備包括熱輸出輥道、側(cè)導(dǎo)板、夾送輥、助卷輥、卷筒、卸卷小車、翻鋼機(jī)等。一般卷取區(qū)有2—3臺卷取機(jī)，正常情況下，卷取機(jī)交替使用，以保證整個軋線軋鋼的速度。卷取機(jī)的控制包括張力控制、速度控制、輥縫（位置）控制、壓力控制及順序控制。下面就各設(shè)備的功能及控制分別描述。一、輥道控制熱輸出輥道自精軋出口到卷取機(jī)夾送輥為止。全部輥道共365個輥?zhàn)?分為6段,其中1～3段為第一組,4～6段和2#卷取機(jī)橋輥道為第二組。每組有一個SOURCE（整流源）提供直流電源，通過每段的逆變柜給該段提供三相交流電源。每臺卷取機(jī)前有4個機(jī)前輥道，機(jī)前輥道的電機(jī)安放在傳動側(cè)，卷取機(jī)前還有一個轉(zhuǎn)向輥，這個輥?zhàn)拥淖饔檬牵寒?dāng)帶鋼到達(dá)卷取機(jī)前往操作側(cè)側(cè)導(dǎo)板移動，便于鋼卷單邊對齊。熱輸出輥道把精軋輸出帶鋼運(yùn)送到卷取機(jī)卷取，同時通過設(shè)在輥道上的層流冷卻裝置把帶鋼的溫度降到卷取溫度。輥道速度的基準(zhǔn)值來自過程機(jī)，通過EGD送入卷取機(jī)控制器（CSPD）中。一般來講，輥道的速度基準(zhǔn)值以精軋末機(jī)架速度為準(zhǔn)。在控制器中，根據(jù)超前/滯后率計算產(chǎn)生一個速度附加值，通過IsBUS分別送入傳動裝置。在傳動裝置中，這兩個速度疊加到一起來控制輥道的運(yùn)轉(zhuǎn)。在帶鋼沒有進(jìn)卷筒時，輥道以一定的超前速度（一般為0～20%，這個數(shù)值一般是通過操作員設(shè)定）運(yùn)轉(zhuǎn)，在輥道和帶鋼之間建立一定的張力。當(dāng)精軋機(jī)架與卷筒之間建立張力時，輥道以同步速度運(yùn)轉(zhuǎn)。帶鋼尾部出F6后，輥道速度切換為滯后速度（0～20%），使在輥道上的鋼產(chǎn)生一定的后張力，這個后張力可以使帶尾部平整地躺在輥道上而不至于起套。在自動控制程序中，頭部跟蹤和尾部跟蹤是判斷帶鋼頭部或尾部所在的依據(jù)。頭部跟蹤的計算公式如下：MAXHEAD=∫sdt

s為精軋末機(jī)架速度。起始時間從精軋末機(jī)架咬鋼開始，卷筒有載信號到結(jié)束。尾部跟蹤的計算公式如下：MAXTAIL=∫sdt

s為下夾送輥速度反饋值。起始時間從精軋末機(jī)架拋鋼開始，夾送輥拋鋼結(jié)束。輥道的運(yùn)轉(zhuǎn)可以在自動方式下進(jìn)行，也可以在手動或點(diǎn)動方式下進(jìn)行。在自動方式下正轉(zhuǎn)，通過操作臺面的手柄可以正、反轉(zhuǎn)輥道。在電氣控制方面，熱輸出輥道對軋鋼生產(chǎn)的影響主要是跳閘。如果是一段輥道中個別輥?zhàn)犹l，影響相對而言較小，如果是一段輥道跳閘就有可能造成廢鋼。引起跳閘的原因主要有：由于輥道的速度變化較大引起電流的變化率大，或者由于輥道負(fù)載大而使電流超過額定電流一定的時間，或者由于電機(jī)或電纜的絕緣下降等。二、側(cè)導(dǎo)板控制卷取機(jī)側(cè)導(dǎo)板的作用是在卷鋼時平行地引導(dǎo)帶鋼進(jìn)入卷取機(jī)，在卷取的過程中無任使用位置方式或者是壓力方式，都可以使帶鋼單邊對齊，因此，側(cè)導(dǎo)板在卷鋼時對于卷形質(zhì)量有很大作用。1#卷取機(jī)側(cè)導(dǎo)板的形狀與其后面的卷取機(jī)側(cè)導(dǎo)板有所不同：1#側(cè)導(dǎo)板前有一個漏斗形的引導(dǎo)導(dǎo)板，它有利于安全地將帶鋼引入夾送輥。因此在使用1#2#卷取機(jī)時都用到1#側(cè)導(dǎo)板。側(cè)導(dǎo)板是由兩個平行的擋板組成，寬度范圍600~1500mm，開閉通過液壓伺服系統(tǒng)驅(qū)動。兩邊各有一個伺服放大系統(tǒng)，驅(qū)動各自的伺服閥，實(shí)現(xiàn)側(cè)導(dǎo)板的平移、短行程、振動等功能。位置反饋是通過位移傳感器，這個位移傳感器裝在液壓缸內(nèi)，壓力反饋通過壓力傳感器實(shí)現(xiàn)。因側(cè)導(dǎo)板較長，故每一邊的側(cè)導(dǎo)板都裝有一個保證其兩端同步移動的機(jī)械裝置，這個裝置的精度在±1mm。在檢修或緊急狀態(tài)時可以通過旁通閥快速把側(cè)導(dǎo)板打到最大位置。側(cè)導(dǎo)板的工作方式有位置控制和壓力控制。在等待來鋼時，側(cè)導(dǎo)板工作在位置方式，其單側(cè)開口度設(shè)定如下：W=WS/2+bSS1+bSS2+c+offsetWS：帶鋼寬度。bSS1和bSS2分別是短行程1、2的距離，bSS1=25mm，bSS2=20mm。c為5mm，offset操作員根據(jù)實(shí)際情況或工作經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的附加值。側(cè)導(dǎo)板短行程的目的是為了帶鋼安全地進(jìn)入側(cè)導(dǎo)板并提高帶鋼的對中性。短行程第一次動作是檢測到帶鋼進(jìn)入側(cè)導(dǎo)板時。側(cè)導(dǎo)板單側(cè)動作距離為25mm，兩邊一共50mm。鋼是否進(jìn)側(cè)導(dǎo)板一般是通過對帶鋼頭部跟蹤實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)帶鋼出F6時，頭部跟蹤功能激活。當(dāng)MAXHEAD＞119.5M（使用1#DC）或MAXHEAD＞129M（使用2#DC），短行程1（SS1）動作。當(dāng)鋼進(jìn)夾送輥時，SS2動作，SS2動作完成后，側(cè)導(dǎo)板和帶鋼接觸。當(dāng)側(cè)導(dǎo)板壓力大于設(shè)定值，如果操作員選擇的是壓力調(diào)節(jié)方式，則側(cè)導(dǎo)板調(diào)節(jié)方式將從位置調(diào)節(jié)方式變?yōu)閴毫φ{(diào)節(jié)方式。為了更加有利于側(cè)導(dǎo)板和帶鋼接觸，卷筒有負(fù)載后，側(cè)導(dǎo)板還有一次動作，一般為5mm，這是對側(cè)導(dǎo)板位置的修正。帶鋼尾部達(dá)到122m（選1#卷取機(jī)）或137m（選2#卷取機(jī)）時，壓力調(diào)節(jié)方式變?yōu)槲恢谜{(diào)節(jié)，同時側(cè)導(dǎo)板的開口度的設(shè)定值是此時的實(shí)際位置反饋。帶鋼離開夾送輥時，側(cè)導(dǎo)板恢復(fù)原來的設(shè)定值。當(dāng)使用2#DC時，1#側(cè)導(dǎo)板只進(jìn)行SS1，把鋼順利引入2#卷取機(jī)。側(cè)導(dǎo)板壓力大小設(shè)定。壓力的大小以不把帶鋼夾得變形為原則。目前，梅山主要采用兩種計算側(cè)導(dǎo)板壓力方法，一個是希馬克公司的。這是列表方法，表格如下：帶鋼厚度（mm）X側(cè)導(dǎo)板壓力值（KN）Y082831842162383210361236當(dāng)給定帶鋼的厚度時，根據(jù)上面的表格就可以算出側(cè)導(dǎo)板的壓力給定。公式如下：OUT=yi+[（yi+1-yi）*（INPUT-xi）/（xi+1-xi）]這是一個插補(bǔ)計算。另外一種壓力計算方法是根據(jù)讓側(cè)導(dǎo)板承擔(dān)總張力的比例來確定壓力值，計算公式：A=9.8*(2/G+0.1)*Ys/210FORCE=A*G*W/2/M*PCT/100其中:A單位面積的張力

G帶鋼厚度

W

帶鋼寬度

M

側(cè)導(dǎo)板與帶鋼之間的摩擦系數(shù)（0.15）PCT

側(cè)導(dǎo)板承擔(dān)總張力的比例10%，Ys帶鋼的屈服應(yīng)力。以上兩種方法計算結(jié)果差別不大，一般在5KN左右。目前熱軋廠使用的是查表法。上面公式計算出的結(jié)果是壓力給定的基準(zhǔn)，在實(shí)際的軋鋼中壓力給定操作員可以根據(jù)實(shí)際情況通過調(diào)整offset值來確定，一般總的壓力設(shè)定在1t~3t之間。在軋鋼過程中側(cè)導(dǎo)板應(yīng)注意的事項(xiàng)。1、機(jī)械方面?zhèn)葘?dǎo)板安裝要以軋線中心為對稱軸對稱，側(cè)導(dǎo)板不能與輥?zhàn)又g有摩擦以免影響電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2、側(cè)導(dǎo)板標(biāo)定要準(zhǔn)確。如果標(biāo)定值與實(shí)際值相差較大，會出現(xiàn)夾死帶鋼，或者進(jìn)入壓力環(huán)延遲，對帶鋼頭部卷形不利。3、在投位置環(huán)工作時，應(yīng)注意側(cè)導(dǎo)板壓力反饋，如果帶鋼頭尾超寬極易把帶鋼卡死而廢鋼，這種情況發(fā)生過好幾次。如果出現(xiàn)這樣的情況，通過臺面的按鈕可以干預(yù)，使側(cè)導(dǎo)板工作在一個比較合適的位置或者壓力下。綜上所述側(cè)導(dǎo)板的順序控制過程：1側(cè)導(dǎo)板控制啟動而且準(zhǔn)備好→2側(cè)導(dǎo)板在打開位置→3控制器接受上位機(jī)新的帶鋼數(shù)據(jù)計算并把計算出的新的壓力和位置基準(zhǔn)值傳到伺服控制系統(tǒng)→4側(cè)導(dǎo)板到達(dá)新的位置→5發(fā)出側(cè)導(dǎo)板準(zhǔn)備好信號→6帶鋼頭部到達(dá)側(cè)導(dǎo)板短行程1動作→7帶鋼到達(dá)夾送輥短行程2動作→8卷筒咬鋼側(cè)導(dǎo)板進(jìn)一步壓靠并檢測壓力值→9側(cè)導(dǎo)板壓力到達(dá)設(shè)定值進(jìn)入壓力環(huán)→10帶鋼尾部進(jìn)入，側(cè)導(dǎo)板切換到位置環(huán)，位置基準(zhǔn)是側(cè)導(dǎo)板的反饋→11帶鋼離開夾送輥側(cè)導(dǎo)板位置到達(dá)設(shè)定值，進(jìn)入下一個循環(huán)。三、夾送輥控制在等待軋鋼的過程中，三個助卷輥輥縫設(shè)置從大到小分別為WR1=1+G×1.05+CWR2=0.5+G×1.025+CWR3=G+C這種排列方式可以使帶鋼頭部順利進(jìn)入卷筒。助卷輥的壓力控制主要是頭部進(jìn)入助卷輥時及卷到尾部時助卷輥的壓靠（壓尾）。壓力給定的大小計算如下：Fref=F*B*σ/（B0*σ0）≥Fmin。在實(shí)際的壓力給定一般在50KN。標(biāo)定壓力在30KN。踏步（JUMP）控制：踏步控制的目的是為了提高鋼卷頭部的質(zhì)量，減少頭部幾圈的壓痕。同時，也為了保護(hù)助卷輥的輥面，避免輥面受到?jīng)_擊，延長助卷輥的使用壽命。所謂踏步控制，簡而言之就是在助卷輥未打開之前，在帶鋼頭部到達(dá)某個助卷輥時，助卷輥抬起一定高度，等頭部過去后再壓下來這個過程。要較好的進(jìn)行踏步控制，首先要確定帶鋼的頭部跟蹤，頭部位置找準(zhǔn)才能準(zhǔn)確進(jìn)行“踏步”，否則會弄錯節(jié)奏反而造成危害。梅山目前采用的頭部跟蹤方法，是以卷取機(jī)前HMD檢測到帶鋼信號開始，激活計數(shù)模板，讀如下夾送輥碼盤的脈沖，并利用公式A/4096×πD來進(jìn)行計算。其中A是脈沖次數(shù)，D是下夾送輥直徑。在進(jìn)行踏步控制時，踏步的次數(shù)和帶鋼在助卷輥打開的圈數(shù)一樣多。這個圈數(shù)可用這個公式計算：OUT=yi+Δy/Δx（G-xi）踏步什么時候開始？頭部第一次通過助卷輥時不踏步，第二次通過才開始。以1#助卷輥為例，當(dāng)頭部到達(dá)助卷輥前一定距離，助卷輥開始向外彈跳。這個“一定距離”是多少？計算公式：JDIS=S×[85ms+（G1－9）×4]+60（80）S是下夾送輥的速度反饋，也就是帶鋼的實(shí)際速度。G1是彈跳的高度，G1=G+C，G是帶鋼厚度，C是附加值，C=yi+Δy/Δx（G-xi）。85ms是液壓閥在不飽和狀態(tài)下彈跳在9mm以內(nèi)的時間，也就是說彈跳在9mm以內(nèi)所用的時間相差無幾，大約85ms，超過9mm閥進(jìn)入飽和狀態(tài)，1mm需4ms，60mm為補(bǔ)償量。JDIS=HDIS-（L1+L2+L3+C）

L1：HMD到夾送輥的距離。注意，L1比實(shí)際距離要大出等于夾送輥超前率的一個量。這是因?yàn)樵阡撐催M(jìn)夾送輥時，夾送輥存在超前率，反饋速度比帶鋼實(shí)際速度大，所以直接用這個反饋速度計算會夸大距離。L2：夾送輥到助卷輥的距離。L3：跟蹤延時折算長度，一般延時取30ms。C：周長。這個周長為第一圈鋼的外圈周長，一般用π（745+2G）計算。當(dāng)頭部跟蹤到達(dá)這個數(shù)時，助卷輥開始彈跳，到規(guī)定的高度停止，在向外彈跳的過程中，助卷輥工作在位置控制方式。停止時間一到，助卷輥向里壓靠，這時助卷輥轉(zhuǎn)為壓力控制方式，因?yàn)槿绻谖恢梅绞揭皇遣恢澜o多少壓靠距離二是防止助卷輥有過大的沖擊，投入壓力方式只要接觸壓力到達(dá)給定值就不再壓靠。當(dāng)助卷輥壓靠到鋼卷上時，第一次踏步完成，依次類推，直到踏完規(guī)定圈數(shù)，助卷輥完全打開。要注意的是，從第二次踏步開始，彈跳的高度是從當(dāng)時助卷輥實(shí)際的位置計算，隨著卷徑的增加，每一次助卷輥踏步的都要根據(jù)卷徑計算出JDIS值。當(dāng)助卷輥打開時并不是完全打開，而是根據(jù)預(yù)期卷徑的增加逐步打開。直到精軋末機(jī)架拋鋼，這時卷筒預(yù)期漲徑計算完成，助卷輥輥縫也不繼續(xù)增加，停在一個位置，等待帶鋼尾部的到來，并執(zhí)行壓尾功能。助卷輥?zhàn)罱K的開口度和鋼卷預(yù)期直徑、要求壓尾的圈數(shù)以及操作員根據(jù)需要設(shè)定的附加值。要注意的是這里所介紹的是最初的程序設(shè)計，這種設(shè)計思想的出發(fā)點(diǎn)比較先進(jìn)，它的目的是為了讓帶鋼尾部在沒有任何沖擊的情況下壓靠鋼卷，但實(shí)際應(yīng)用中由于帶鋼跟蹤，卷徑計算等有一定的誤差，因此總是和我們理想的狀況有一點(diǎn)差別。為了很好地實(shí)現(xiàn)壓尾功能，我們對壓尾程序作了修改，目前我們利用帶鋼的尾部跟蹤來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)對助卷輥壓靠時的速度，我們要求在帶鋼尾部在夾送輥前0.8s時助卷輥壓靠，通過計算就可以確定帶鋼在夾送輥前的距離。當(dāng)帶鋼到達(dá)指定位置，助卷輥的控制進(jìn)入壓力控制。當(dāng)助卷輥壓尾功能完成后，卷筒開始定位，當(dāng)卷筒速度反饋為零定位完成，小車上升到位，助卷輥打開，小車移動到打捆位時助卷輥閉合。一個動作循環(huán)完成。助卷輥的標(biāo)定問題。在助卷輥標(biāo)定的過程中，有時會出現(xiàn)同夾送輥標(biāo)定中相同的問題，主要是有壓力超限或者位置超限，采取的方法同夾送輥一樣。助卷輥順控步驟：1、根據(jù)帶鋼數(shù)據(jù)，計算出輥縫值，傳動控制裝置投入運(yùn)行，并在一個超前率速度下工作。→2、助卷輥移動到指定的位置，此時工作在位置控制方式，發(fā)出助卷輥準(zhǔn)備好信號。→3、當(dāng)帶鋼進(jìn)入助卷輥，控制方式變?yōu)閴毫刂?，幫助帶鋼纏繞在卷筒上，當(dāng)帶鋼厚度大于一定值時投入踏步控制→4、當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的打開圈數(shù)時打開，并隨著預(yù)期卷徑的不斷增大，輥縫開口度也隨著逐步增加，助卷輥進(jìn)入位置控制方式→5、精軋末機(jī)架拋鋼，預(yù)期卷徑計算完成，助卷輥停留在一定位置等待壓尾。此時速度在一個有滯后率的狀態(tài)下工作→6、卷筒定位完成助卷輥打開?！?、卸卷結(jié)束助卷輥閉合，一個動作循環(huán)完成。五、卸卷控制小車把鋼卷從卷筒上卸下來傳送到翻鋼機(jī)。小車在行進(jìn)過程中有快速/慢速兩檔。在正常行駛過程中快速行進(jìn)，接近目標(biāo)(打捆位、卷筒位、翻卷位等)時就要減速。小車橫移和上升/下降都是液壓控制，橫移時由比例閥驅(qū)動，上升由伺服閥驅(qū)動。位置計算是通過流量計來檢測的，當(dāng)小車到卷筒位或者打捆位時都對位置進(jìn)行自動標(biāo)定，在卷筒位時歸零，在打捆位時2730。在下降位是通過限位開關(guān)定位，同時上升/下降位清零。上升過程中定位是通過流量計定位。卸卷順控制步驟。1、小車在卷筒位，下降位。2、小車開始上升。程序計算當(dāng)小車上升到鋼卷的下面的時間大于帶尾離開夾送輥的時間，（注意2#助卷輥在打開位，卷筒mndload信號有）小車開始上升。小車上升到鋼卷下面時間計算。T1=（1449-D1/2）/100

其中：1449小車在下降位時離卷筒中心線的距離。D1鋼卷預(yù)期直徑，100是小車上升的速度。D1值是通過對精軋末機(jī)架的速度的積分得出。從末機(jī)架咬鋼開始，到末機(jī)架拋鋼結(jié)束。帶尾離開夾送輥時間計算。T2=（125-maxtail-slowdist）/（mndrun-ref/60）。目前的程序中還有要求當(dāng)末機(jī)架有鋼時小車不能上升，我們需要和6cs商量是否有必要。3、小車上升到位。小車首先快速上升。當(dāng)上升到等待位置時變慢速。等待位置也是根據(jù)預(yù)期卷徑計算出的。小車在慢速上升的過程中當(dāng)檢測到壓力大于一定值時停止。這個值是小車重量加上鋼卷重量。4、尾部定位完成，托架輥鎖緊，截止閥關(guān)閉。小車上升順序完成。5、小車帶鋼卷離開卷筒。此時卷筒收縮到位，卷筒反轉(zhuǎn)，外支撐打開，小車離開以較快速度卷筒。當(dāng)離開卷筒位2250mm時，進(jìn)入打捆區(qū)域。6、進(jìn)入打捆區(qū)域時小車慢速行駛，因?yàn)楦咚傩旭偠ㄎ徊粶?zhǔn)。7、到達(dá)打捆位，發(fā)出信號給打捆機(jī)PLC，打捆結(jié)束，小車行走到翻鋼機(jī)位，翻鋼機(jī)調(diào)節(jié)臂上升到