可逆冷轧机停车控制方法

摘要

本发明涉及可逆冷轧机停车控制方法，属于轧钢自动化控制技术领域。该方法是：设定每道次轧制的带卷出口厚度和轧制辊印间距；从第二道次开始计算每道次的辊印高度和辊印高度比较值；从第二道次开始，由现有轧机控制系统读取每道次带卷入口厚度和带卷入口厚度实际值，并比较后得到每道次带卷入口厚度偏差；比较带卷入口厚度偏差与辊印高度比较值后由轧机控制系统实时计算辊印实际位移或开始停车计时；由轧机控制系统实时计算出辊印停车位移或停车延时；当辊印实际位移等于辊印停车位移或停车计时到达停车延时时，由轧机控制系统控制轧机在每道次停车。该方法能对可逆冷轧机每道次轧制带卷的带尾位置进行精确定位，从而提高带卷轧制成材率。

权利要求

1.一种可逆冷轧机停车控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据轧制工艺要求，设定每道次轧制的带卷出口厚度，并设定轧制辊印间距，所述辊印间距是指每道次轧制后的余材长度；

2）启动轧机后由现有轧机控制系统读取轧制道次数，从第二道次开始分别计算每道次的辊印高度，其中作为反向穿带的第二道次的辊印高度是带卷来料厚度与第一道次的带卷出口厚度之差，第三道次的辊印高度是第一道次与第二道次的带卷出口厚度之差，从第四道次开始以后的其他道次的辊印高度分别是上三道次与上一道次的带卷出口厚度之差，再将计算出的每道次的辊印高度乘以设定比例分别计算每道次的辊印高度比较值；

3）从第二道次开始，由现有轧机控制系统读取每道次的带卷入口厚度，按照每道次的轧制方向，分别选择现有轧机控制系统设于轧机轧制入口一侧的测厚仪，读取每道次的带卷入口厚度实际值，将带卷入口厚度与带卷入口厚度实际值进行比较，得到每道次的带卷入口厚度偏差，---所述每道次带卷入口厚度是根据轧制工艺要求设定的上一道次的带卷出口厚度；

4）将每道次的带卷入口厚度偏差与辊印高度比较值进行比较，当带卷入口厚度偏差大于等于辊印高度比较值时，由现有轧机控制系统产生辊印到达测厚仪位置的信号，并以该测厚仪位置作为跟踪计算每道次辊印的坐标原点，实时读取带卷移动速度，通过积分算法实时得出每道次的辊印实际位移；

5）由现有轧机控制系统根据读取每道次的带卷速度和轧机停车斜率，通过积分算法实时计算出每道次带卷由带卷移动速度降至零需要走过的停车距离，再将停车距离加上设定的轧制辊印间距，得到每道次的辊印停车位移；

6）由现有轧机控制系统实时比较所述辊印实际位移和辊印停车位移，当辊印实际位移等于辊印停车位移时，由现有轧机控制系统向轧机发出停车命令，完成每道次的轧机停车。

2.一种可逆冷轧机停车控制方法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据轧制工艺要求，设定每道次轧制的带卷出口厚度，并设定轧制辊印间距；

2）启动轧机后由现有轧机控制系统读取轧制道次数，从第二道次开始分别计算每道次的辊印高度，其中作为反向穿带的第二道次的辊印高度是带卷来料厚度与第一道次的带卷出口厚度之差，第三道次的辊印高度是第一道次与第二道次的带卷出口厚度之差，其他道次的辊印高度分别是上三道次与上一道次的带卷出口厚度之差，再将计算出的每道次的辊印高度按照设定比例分别计算每道次的辊印高度比较值；

3）从第二道次开始，由现有轧机控制系统读取每道次的带卷入口厚度，按照每道次的轧制方向，分别选择现有轧机控制系统设于轧机轧制入口一侧的测厚仪，读取每道次的带卷入口厚度实际值，将带卷入口厚度与带卷入口厚度实际值进行比较，得到每道次的带卷入口厚度偏差，---所述每道次带卷入口厚度是根据轧制工艺要求设定的上一道次的带卷出口厚度；

4）将每道次的带卷入口厚度偏差与辊印高度比较值进行比较，当带卷入口厚度偏差大于等于辊印高度比较值时，由现有轧机控制系统产生辊印到达测厚仪位置的信号并开始每道次的停车计时；

5）由现有轧机控制系统根据读取每道次的带卷速度和轧机停车斜率计算出每道次的停车延时，或由现有轧机控制系统直接读取根据试验设定的每道次的停车延时；

6）当停车计时累计到达停车延时时，由现有轧机控制系统向轧机发出停车命令，完成每道次的轧机停车。

3.根据权利要求1或2所述可逆冷轧机停车控制方法，其特征在于：所述设定比例是

40%-80%。

说明书

可逆冷轧机停车控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种控制可逆冷轧机停车的方法，属于轧钢自动化控制技术领域。

背景技术

[0002] 可逆冷轧机用于将热轧带卷经若干道次的往复轧制，轧制成冷轧带卷。以单机架可逆冷轧机为例，其主要工艺设备配置如图1所示，其轧制过程一般是：将热轧带卷送入开卷机1后撑起带卷，开卷机1以穿带速度转动，带头穿过轧机2后经转向辊3进入卷取机4被夹住，穿带结束后调整设定轧机1的辊缝、张力等到位后开始第一道次轧制，当带尾脱离开卷机1进入轧机2之前，停止第一道次轧制；第二道次轧制前首先进行反向穿带，轧机1和卷取机4以穿带速度反转(相对于第一道次)使带尾向卷取机5方向运行，经转向辊6进入卷取机5被夹住，反向穿带后调整设定轧机1的辊缝、张力等到位后开始开始第二道次轧制，当带卷在卷取机4上剩2～3圈时控制轧机1减速直至停机；从第三道次轧制开始以下各道次轧制情形基本一致，都是每次轧制前调整设定轧机1辊缝、张力、弯辊等设定到位后，在卷取机5和卷取机4之间来回进行轧制，最后成为成品卷材。

[0003] 从上述轧制过程可知：要确保整个轧制过程的稳定性和带卷轧制的成材率，在每一道次轧制到带卷的带尾位置，轧机进行准确的停车定位非常重要。如果停车过早，带卷的带头、带尾将留下较长多余部分，从而影响带卷轧制的成材率；如果停车过晚，轧机轧过上道次的辊印(呈凸台状)，就会使本道次轧制入口的带卷厚度突变为上道次的入口厚度，极易引发粘辊等重大事故，或者引起带尾脱离卷取机造成失张。

[0004] 现有轧制生产中对于可逆冷轧机的停车控制，普遍采用的方法是：从第二道次开始，基于上道次轧制时轧机出口处计算的带卷长度L，在本道次反向轧制时，带卷长度从L逐渐变小，直至为0，理论上在长度为0处是上道次轧制开始的位置，在此基础上，设定预留量，考虑带卷速度和停车距离等因素，当带卷长度逐渐变小到设定停车点时的带卷长度时，进行停车。检索发现：中文期刊《轧钢》2002年第6期刊载的《圈数计在可逆式冷轧机上的应用》和中文期刊《微计算机信息》2007年第23卷第13期刊载的《自动停车在可逆冷轧机控制系统上的应用》二篇文献所公开的技术方案，都是通过全程计算带卷长度的方法进行可逆冷轧机停车定位的。

[0005] 上述通过带卷长度来进行停车定位的方法在原理上可行，但是在实际应用中，存在以下缺点：由于每道次的带卷长度可达数百米或千米以上，对这样长度的带卷进行精确跟踪，跟踪的允许误差范围对于停车定位所要求的精度来说明显过大；加之受到如带卷打滑、反向无张力条件下穿带等因数影响，计算带卷长度的准确性往往不高，由此导致可逆冷轧机停车定位的精度不高，甚至影响到轧制的正常进行。

发明内容

[0006] 本发明解决的技术问题是：提出一种能够对可逆冷轧机每道次轧制带卷的带尾位置进行精确定位的轧机停车控制方法；使用本方法可以有效保证轧制安全，防止过轧，并可以精确控制余材长度，从而提高带卷轧制的成材率。

[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之一是：一种可逆冷轧机停车控制方法，包括以下步骤：

[0008] 1)根据轧制工艺要求，设定每道次轧制的带卷出口厚度，并设定轧制辊印间距；

[0009] 2)启动轧机后由现有轧机控制系统读取轧制道次数，从第二道次开始分别计算每道次的辊印高度，其中作为反向穿带的第二道次的辊印高度是带卷来料厚度与第一道次的带卷出口厚度之差，第三道次的辊印高度是第一道次与第二道次的带卷出口厚度之差，其他道次的辊印高度分别是上三道次与上一道次的带卷出口厚度之差，再将计算出的每道次的辊印高度按照设定比例分别计算每道次的辊印高度比较值；

[0010] 3)从第二道次开始，由现有轧机控制系统读取每道次的带卷入口厚度，按照每道次的轧制方向，分别选择现有轧机控制系统设于轧机轧制入口一侧的测厚仪，读取每道次的带卷入口厚度实际值，将带卷入口厚度与带卷入口厚度实际值进行比较，得到每道次的带卷入口厚度偏差，

[0011] ---所述每道次带卷入口厚度是根据轧制工艺要求设定的上一道次的带卷出口厚度；

[0012] 4)将每道次的带卷入口厚度偏差与辊印高度比较值进行比较，当带卷入口厚度偏差大于等于辊印高度比较值时，由现有轧机控制系统产生辊印到达测厚仪位置的信号，并以该测厚仪位置作为跟踪计算每道次辊印的坐标原点，实时读取带卷移动速度，通过积分算法实时得出每道次的辊印实际位移；

[0013] 5)由现有轧机控制系统根据读取每道次的带卷速度和轧机停车斜率，通过积分算法实时计算出每道次带卷由带卷移动速度降至零需要走过的停车距离，再将停车距离加上设定的轧制辊印间距，得到每道次的辊印停车位移；

[0014] 6)由现有轧机控制系统实时比较所述辊印实际位移和辊印停车位移，当辊印实际位移等于辊印停车位移时，由现有轧机控制系统向轧机发出停车命令，完成每道次的轧机停车。

[0015] 为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案之二是：一种可逆冷轧机停车控制方法，包括以下步骤：

[0016] 1)根据轧制工艺要求，设定每道次轧制的带卷出口厚度，并设定轧制辊印间距；

[0017] 2)启动轧机后由现有轧机控制系统读取轧制道次数，从第二道次开始分别计算每道次的辊印高度，其中作为反向穿带的第二道次的辊印高度是带卷来料厚度与第一道次的带卷出口厚度之差，第三道次的辊印高度是第一道次与第二道次的带卷出口厚度之差，其他道次的辊印高度分别是上三道次与上一道次的带卷出口厚度之差，再将计算出的每道次的辊印高度按照设定比例分别计算每道次的辊印高度比较值；

[0018] 3)从第二道次开始，由现有轧机控制系统读取每道次的带卷入口厚度，按照每道次的轧制方向，分别选择现有轧机控制系统设于轧机轧制入口一侧的测厚仪，读取每道次的带卷入口厚度实际值，将带卷入口厚度与带卷入口厚度实际值进行比较，得到每道次的带卷入口厚度偏差，

[0019] ---所述带卷入口厚度是根据轧制工艺要求设定的上一道次的带卷出口厚度；

[0020] 4)将每道次的带卷入口厚度偏差与辊印高度比较值进行比较，当带卷入口厚度偏差大于等于辊印高度比较值时，由现有轧机控制系统产生辊印到达测厚仪位置的信号并开始每道次的停车计时；

[0021] 5)由现有轧机控制系统根据读取每道次的带卷速度和轧机停车斜率计算出每道次的停车延时，或由现有轧机控制系统直接读取根据试验设定的每道次的停车延时；

[0022] 6)当停车计时累计到达停车延时时，由现有轧机控制系统向轧机发出停车命令，完成每道次的轧机停车。

[0023] 本发明的可逆冷轧机停车控制方法与前述现有常规方法相比，改变了轧机停车控制的对象，更贴近于控制目的。通过设定辊印间距(即控制每道次轧制后的余材长度)和以入口厚度偏差判断辊印起始跟踪原点，利用现有轧机控制系统，只要跟踪很短距离(带尾一段，一般约2米)即可精确计算得到辊印实际位移和辊印停车位移并按照位移控制停车；或者只要跟踪很短的时间(停车延时，可通过精确计算得到或试验设定)按照时间控制停车。由于摆脱了常规方法全带长计算的依赖，因此计算的精度要求降低了1000倍；也就是说，可以大大提高控制轧机停车的位置精确度。此外，本发明的可逆冷轧机停车控制方法，还可以通过设定每道次的辊印间距来修正实际辊印间距，因此可以非常准确控制每道次轧制后形成的实际辊印间距，从而大大增加产品成材率。

[0024] 上述本发明可逆冷轧机停车控制方法的两种技术方案是属于一个总构思下的两种技术方案，不同之处只是在同样得到“辊印到达测厚仪位置”的信号后，利用现有轧机控制系统分别跟踪位移和时间来控制停车，而在同样速度时分别跟踪位移和时间只不过是殊路同归。

[0025] 上述技术方案的完善是：所述设定比例是40％-80％。

附图说明

[0026] 下面结合附图对本发明的可逆冷轧机停车控制方法作进一步说明。

[0027] 图1是现有单机架可逆冷轧机的工艺布置结构示意图。

[0028] 图2是本发明实施例一的可逆冷轧机停车控制方法的流程图。

[0029] 图3是本发明实施例一的可逆冷轧机停车控制方法中各道次轧制辊印示意图。

[0030] 图4是本发明实施例二的可逆冷轧机停车控制方法的流程图。

具体实施方式

[0031] 实施例一

[0032] 本实施例的可逆冷轧机停车控制方法以现有单机架可逆冷轧机为例说明，其工艺布置结构如图1所示，一台开卷机1，一座六辊可逆轧机2，二台卷取机4、5，二台测厚仪A、B分别布置在轧机2前后轧制入口处的位置。首先主要根据钢卷的初始信息和轧制目标值，计算轧制所需道次，以及每道次时的轧制速度、压下率、前后张力、弯辊力大小等，然后下发到现有轧机控制系统。本实施例确定进行五道次轧制，带卷来料厚度H0：3.5mm，带卷成品厚度(轧制目标值)H5：1.0mm，穿带速度0.5m/s，轧机停车斜率2m/s/s，测厚仪和轧机间距离2.5m。

[0033] 具体控制方法如图2所示，包括以下步骤：

[0034] 1)根据轧制工艺要求，设定轧制每道次的带卷出口厚度，并设定轧制辊印间距。其中第一道次带卷出口厚度H1：2.45mm，第二道次出口厚度H2：1.7mm，第三道次出口厚度H3：1.3mm，第四道次出口厚度H4：1.1mm，第五道次出口厚度H5：1.0mm，本实施例为说明简洁起见设定相邻道次的轧制辊印间距均是相同的0.1m。

[0035] 2)启动轧机后由现有的轧机控制系统读取轧制道次数，从第二道次开始分别计算每道次辊印高度，其中作为反向穿带的第二道次的辊印高度是带卷来料厚度与上一道次的带卷出口厚度之差，第三道次的辊印高度是第一道次与第二道次的带卷出口厚度之差，其他道次的辊印高度分别是上三道次与上一道次的带卷出口厚度之差。然后再将计算出每道次的辊印高度按照设定比例分别计算每道次的辊印高度比较值。设定比例主要是根据轧制工艺要求选取的经验值，本实施例的设定比例取50％，如图3所示，每道次的辊印高度和辊印高度比较值计算如下：

[0036] ①第二道次的辊印高度为H0-H1＝3.5-2.45＝1.05mm，第二道次的辊印高度比较值为1.05×50％＝0.525mm，

[0037] ②第三道次的辊印高度为H1-H2＝2.45-1.7＝0.75mm，第三道次的辊印高度比较值为0.75×50％＝0.375mm，

[0038] ③第四道次的辊印高度为H1-H3＝2.45-1.3＝1.15mm，第四道次的辊印高度比较值为1.15×50％＝0.575mm，

[0039] ④第五道次的辊印高度为H2-H4＝1.7-1.1＝0.6mm，第五道次的辊印高度比较值为0.6×50％＝0.3mm。

[0040] 3)从第二道次开始，由现有轧机控制系统读取每道次的带卷入口厚度，每道次的带卷入口厚度是根据轧制工艺要求设定的上一道次的带卷出口厚度。按照每道次的轧制方向，分别选择现有轧机控制系统设于轧机轧制入口一侧的测厚仪，读取每道次的带卷入口厚度实际值，将带卷入口厚度与带卷入口厚度实际值进行比较，得到每道次的带卷入口厚度偏差。本实施例中，第二道次、第四道次选取测厚仪B作为轧制入口测厚仪，第三道次、第五道次选取测厚仪A作为轧制入口测厚仪。

[0041] 4)将每道次的带卷入口厚度偏差与辊印高度比较值进行比较，当带卷入口厚度偏差大于等于辊印高度比较值时，由现有轧机控制系统产生“辊印到达测厚仪位置”的信号，并以该测厚仪位置作为跟踪计算每道次辊印的坐标原点，实时读取带卷移动速度，通过积分算法实时得出每道次的辊印实际位移。

[0042] 5)由现有轧机控制系统根据读取的每道次的带卷移动速度和轧机停车斜率，计算带卷由带卷移动速度降至零需要走过的停车距离，再将停车距离加上辊印间距，得到每道次的辊印停车位移。以第二道次为例计算如下：

[0043] 第二道次的带卷移动速度＝0.5m/s×2.45m/3.5m＝0.35m/s，

[0044] 第二道次的停车斜率＝2m/s/s×2.45m/3.5m＝1.4m/s/s，

[0045] 第二道次的停车距离＝0.5m/s×(0.352m/s)/1.4m/s/s＝0.044m，[0046] 第二道次的辊印停车位移＝2.5m-(0.044m+0.1m)＝2.356m，

[0047] 其他道次的计算与上述第二道次类同，在此不再赘述。

[0048] 6)由现有轧机控制系统实时比较辊印实际位移和辊印停车位移，当辊印实际位移等于辊印停车位移时，轧机控制系统向轧机发出停车命令，完成每道次的轧机停车。

[0049] 实施例二

[0050] 本实施例的可逆冷轧机停车控制方法是在实施例一基础上的改进，如图4所示，除与实施例一相同步骤以外所不同的是：

[0051] 1、在第4)步骤中，当现有轧机控制系统产生产生“辊印到达测厚仪位置”信号后，由现有轧机控制系统开始每道次的停车计时；

[0052] 2、在第5)步骤中，由现有轧机控制系统根据读取每道次的带卷速度和轧机停车斜率计算出每道次的停车延时，或由现有轧机控制系统直接读取根据试验设定每道次的停车延时。还是以第二道次为例计算停车延时如下：

[0053] 当产生“辊印到达测厚仪位置”信号时，说明辊印距离轧机2.5m，轧机从0.5m/s降到0的时间＝0.5m/s/2m/s/s＝0.25s，带卷走过的距离＝0.35m/s×0.25s/2＝0.05m，停车延时＝(2.5m-0.1m-0.05m)/0.35m/s＝6.7s。

[0054] 其他道次停车延时的计算与上述第二道次类同，在此不再赘述。3、在第6)步骤中，当停车计时累计到达6.7s或其他道次的停车延时时，由现有轧机控制系统向轧机发出第二道次或其他道次的停车命令，完成第二道次或其他道次的轧机停车。

[0055] 在上述实施例所述的具体技术方案基础上可以想见的变化有：

[0056] 一、上述实施例中的厚度、速度、高度和距离等参数的具体数值可以有不同变化。比如轧制辊印间距也可以是0.05m、0.15m或其他数值，而且相邻道次的轧制辊印间距也可以是不同数值；再比如设定比例也可以取40％、60％、80％或其他数值；等等。

[0057] 二、上述实施例是以五道次轧制举例，显然轧制道次也可以是其他数量，比如三道次、四道次、六道次或更多道次等，但至少是三道次。不管轧制道次是多少，每道次的停车控制方法均相同。具体实施步骤在此不再重复描述。

[0058] 三、以上是以单机架可逆冷轧机为例进行了说明，本发明的可逆冷轧机停车控制方法同样适合于双机架可逆冷轧机的带尾停车控制。具体使用中，两者的步骤实质上相同，区别仅在于双机架可逆冷轧机组轧制每道次的厚度变化量是由两个机架分担完成的，所以在使用时，完全可以等同于上述实施例中单机架可逆冷轧机停车控制方法进行实施。具体实施步骤在此不再重复描述。

[0059] 本发明的可逆冷轧机停车控制方法不局限于上述实施例所述的具体技术方案，凡采用等同替换形成的技术方案均为本发明要求的保护范围。