一種冷連軋卷取機(jī)帶尾定位控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軋鋼工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種冷連軋卷取機(jī)帶尾定位控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 冷軋帶鋼正常軋制后，通過冷連軋機(jī)、剪前夾送輥、飛剪、剪后導(dǎo)向輥后，經(jīng)卷取機(jī) 卷取成一定卷徑的鋼卷。在帶鋼軋制工藝上，冷連軋機(jī)的末機(jī)架到卷取機(jī)的整個(gè)區(qū)域稱為 軋制線的出口，出口是冷連軋線上的最后環(huán)節(jié)，在卷取機(jī)上卷取的鋼卷即為冷連軋的最終 成品?，F(xiàn)代鋼鐵企業(yè)普遍采用Carrousel雙卷筒卷取機(jī)。機(jī)組穿帶時(shí)，將帶頭穿至穿帶卷 取芯軸上，穿帶完成后輪盤逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°，穿帶位芯軸定位到卷取位開始軋制，原卷取 位芯軸同時(shí)定位到穿帶位，進(jìn)行穿帶準(zhǔn)備。當(dāng)機(jī)組完成剪切分卷后，卷取位芯軸完成卸卷， 同時(shí)穿帶位芯軸完成穿帶，輪盤再次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°完成芯軸定位，實(shí)現(xiàn)軋機(jī)連續(xù)軋制。
[0003] 最終冷軋成品的質(zhì)量與軋機(jī)各機(jī)架的控制有關(guān)，如厚度控制、張力控制、板形控制 等，雖然出口部分并不能改變帶鋼的質(zhì)量指標(biāo)，但是高質(zhì)量的成品若在出口部分處理不當(dāng)， 將會使其成為廢品或次品，造成不應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)損失。對于整條生產(chǎn)線來說，卷取機(jī)是控制難 度較大的關(guān)鍵設(shè)備，如果卷取機(jī)甩尾時(shí)帶尾位置控制不好，將會導(dǎo)致整個(gè)卸卷生產(chǎn)線降速， 造成后續(xù)自動控制系統(tǒng)程序無法執(zhí)行，從而影響產(chǎn)量。
[0004] 一般帶尾定位分為上卷取和下卷取，若帶尾定位還沒有達(dá)到8點(diǎn)（即以時(shí)鐘12個(gè) 整點(diǎn)位置為參照，其上卷取時(shí)卷取機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶尾在8點(diǎn)和12點(diǎn)之間)或4點(diǎn)（即下卷取 時(shí)卷取機(jī)順時(shí)旋轉(zhuǎn)帶尾在12點(diǎn)和4點(diǎn)之間)位，就需要操作人員人為停止自動程序的執(zhí)行， 操作需要點(diǎn)動旋轉(zhuǎn)卷取機(jī)，目測帶尾位置使之停留在8點(diǎn)或4點(diǎn)位置。然后再啟動半自動 程序卸卷和在鞍座之間移動鋼卷；或者不停止自動程序的執(zhí)行，操作人員就得用手托住過 長的帶尾來完成卸卷和鋼卷在鞍座之間的移動。如果帶尾拖在地上，或者造成最后一圈帶 鋼松弛，將直接影響質(zhì)量，卷取機(jī)上帶尾定位控制非常關(guān)鍵。因此，在卷取過程中，剪切結(jié)束 信號發(fā)出后，帶鋼帶尾的速度如何設(shè)定以及帶尾長度如何定位是決定帶鋼成品質(zhì)量最關(guān)鍵 的收尾階段。目前，鋼企對冷連軋卷取帶尾定位研究較少，普遍采用一次定位技術(shù)，且?guī)?多旋轉(zhuǎn)1圈或多圈，既浪費(fèi)時(shí)間又容易造成定位不準(zhǔn)的問題，本發(fā)明在研究國外先進(jìn)定位 技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出帶尾定位速度和兩次定位長度設(shè)定技術(shù)，以保 證帶尾的定位精度，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種冷連軋卷取機(jī)帶尾定位控制方法，旨在克服人工調(diào)整所帶來的定 位不準(zhǔn)的缺陷，實(shí)現(xiàn)帶尾定位位置的準(zhǔn)確計(jì)算和控制，提高連續(xù)軋制的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì) 量，并減輕勞動強(qiáng)度。
[0006] 為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：
[0007] -種冷連軋卷取機(jī)帶尾定位控制方法，其特征在于，建立帶尾定位速度計(jì)算模型 和一次定位長度計(jì)算模型、二次定位長度計(jì)算模型，其具體方法為：
[0008] I、帶尾定位速度計(jì)算模型
[0009] 帶鋼定位的過程是確定被定位帶鋼尾部的長度，并實(shí)時(shí)根據(jù)張力輥反饋實(shí)際長 度，進(jìn)行速度斜坡定位控制。當(dāng)"剪切完"信號發(fā)出后，必須對卷取機(jī)上的帶鋼帶尾進(jìn)行加 速，以使得當(dāng)前卷的帶尾和新卷的帶頭盡快分離；帶尾離開飛剪和剪后導(dǎo)向輥后，進(jìn)入定位 和減速階段；"剪切完"信號發(fā)出后啟動跟蹤，以便為定位系統(tǒng)操作提供實(shí)際長度檢測信號， 作為定位長度計(jì)算的修正值。其帶尾定位速度計(jì)算模型為：
[0010] Jolt=Apos/TJ
[0011] Vk=O. 5 · Jolt · TJ2=O. 5 · AP0S/TJ · TJ2=O. 5 · Apos · TJ
[0012] TL= (Nm^Nli-Nvos) /Apos= (Vmr-Apos · TJ-Vpos) /Apos
[0013] Tqs=2TJ+TL
[0014] 式中，Vk為定位速度；Vmk為定位起始主令速度；V ptjs為最終定位速度，一般為0值； Aptjs為定位加速度；TJ為加速度斜坡時(shí)間；TL為勻減速時(shí)間；Jolt為加速度變化；Tqs為帶尾 定位時(shí)間。
[0015] 2、帶尾一次定位長度計(jì)算模型
[0016] 當(dāng)帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，帶尾將落在帶卷圓周的一 個(gè)固定位置上，定位長度的計(jì)算在"剪切完"信號發(fā)出后開始，直到定位完成時(shí)結(jié)束；定位長 度依賴于卷徑大小，帶尾一次定位長度在卷取圓周12點(diǎn)（圓周最頂點(diǎn)）附近，由于卷徑D比 剪后導(dǎo)向輥直徑d大很多。故帶鋼一次定位長度設(shè)定模型為：
[0017] WSlpos=I+PTurnpos · π D+PDLpos syn+WDLpos
[0018] 式中，WSlptjs為帶鋼定位長度設(shè)定值；
，a為卷取卷筒圓心到 導(dǎo)向輥水平距離，b為卷取卷筒圓心到導(dǎo)向輥垂直距離，D為卷徑長度；PTurrvs為帶鋼需要 旋轉(zhuǎn)η圈,一次定位取0值；PDLp()S_syn為導(dǎo)向棍到同步點(diǎn)的距離；WDLptjs為距離12點(diǎn)位置的 定位長度偏差，一次定位取-〇. 2 ;
[0019] 帶鋼一次定位長度實(shí)際模型為：
[0020] XDLpos= Δ XNW_count · π D
[0021] 式中，XDLptjs為帶鋼定位長度實(shí)際值；ΛXNW_c〇unt為帶鋼定位旋轉(zhuǎn)圈數(shù)差，一次 定位取〇值；
[0022] 則帶尾長度設(shè)定值與實(shí)際值比較結(jié)果：
[0023] XDLposrest=WSpos-XDLpos
[0024] 一次定位帶鋼降速距離計(jì)算：
[0026] 最后得到定位長度設(shè)定值模型為：
[0027] Lposbr=XDLposrest-XDLposbr=WSl pos-XDLpos-XDLposbr
[0028] 式中，Lptjs 為最終定位長度；Vmk為定位起始主令速度；Vptjs為最終定位速度；Aptjs 為定位加速度；JTptjs為定位加速度調(diào)整時(shí)間；
[0029] 3、帶尾二次定位長度計(jì)算模型
[0030] 當(dāng)帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，帶尾二次定位亦落在帶卷 圓周的一個(gè)固定位置上，直到定位完成時(shí)結(jié)束，定位長度依賴于卷徑大小，帶尾二次定位長 度在卷取圓周6點(diǎn)（圓周最低點(diǎn)）附近；帶鋼二次定位長度設(shè)定模型為：
[0032] 式中，WS2p()S為帶鋼二次定位長度設(shè)定值
，a為卷取卷筒圓 心到導(dǎo)向輥水平距離，b為卷取卷筒圓心到導(dǎo)向輥垂直距離，D為卷徑長度；PTurnlros為帶 鋼需要旋轉(zhuǎn)η圈，二次定位取0. 5 ;roLp()S syn為導(dǎo)向輥到同步點(diǎn)的距離；WDLptjs為距離6點(diǎn)位 置的定位長度偏差，二次定位取-0. 05m ;PTlength為帶尾長度，二次定位取-0. 36m ;PTeOTert 1ε_=νΜΚ1 ·(_〇. 15)+0. 325為帶尾定位修正長度；
[0033] 帶尾二次定位長度實(shí)際模型為：
[0034] XDLpos= Δ XNW_count · π D
[0035] 式中，XDLptjs為帶鋼定位長度實(shí)際值；Λ XNW_c〇unt為帶鋼定位旋轉(zhuǎn)圈數(shù)差；
[0036] 則帶尾長度設(shè)定值與實(shí)際值比較結(jié)果：
[0037] XDLposrest=WSpos-XDLpos
[0038] 二次定位帶鋼降速距離計(jì)算模型為：
[0040] 最后得到帶尾定位長度設(shè)定值模型為：
[0041 ] Lposbr=XDLpos_rest-XDLpos_ br=ffS2pos-XDLpos-XDLposbr
[0042] 式中，Lptjs b,為最終定位長度；Vmk為定位起始主令速度；Vptjs為最終定位速度；Aptjs 為定位加速度；JTptjs為定位加速度調(diào)整時(shí)間。
[0043] 本發(fā)明的有益效果為：
[0044] 本發(fā)明通過帶尾兩次定位長度計(jì)算模型的引入，消除了由于人工調(diào)整所帶來的定 位不準(zhǔn)的問題，提高了帶尾定位位置的計(jì)算和控制精度，使定位偏差從0. 2m降低到0. 05m 以下，在提高冷軋帶鋼成材率的同時(shí)，提高連續(xù)軋制的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，并極大減輕操 作人員的勞動強(qiáng)度。本發(fā)明可充分利用原有控制設(shè)備，節(jié)省技術(shù)引進(jìn)資金投入，并易于維 護(hù)，是一種新的適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用的冷軋卷取機(jī)帶尾定位控制方法。
【附圖說明】
[0045] 圖1是帶尾定位速度與加速度曲線圖；
[0046] 圖2是帶尾一次定位長度計(jì)算方法示意圖；
[0047] 圖3是帶尾二次定位長度計(jì)算方法示意圖；
[0048] 圖4是帶尾定位控制實(shí)際應(yīng)用結(jié)果曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 本發(fā)明冷連軋卷取機(jī)帶尾定位控制方法，以帶尾定位偏差最小作為目標(biāo)函數(shù)，建 立一整套針對冷軋帶鋼成品帶尾定位控制的速度、一次長度定位和二次長度定位控制方 法，以獲得最佳的帶尾定位效果。
[0050] 1、帶尾定位速度計(jì)算模型
[0051] 帶鋼定位的過程是確定被定位帶鋼尾部的長度，并實(shí)時(shí)根據(jù)張力輥反饋實(shí)際長 度，進(jìn)行速度斜坡定位控制。當(dāng)剪切發(fā)生時(shí)，飛剪將帶鋼剪切成兩部分，前一部分繼續(xù)在卷 取機(jī)上進(jìn)行卷取，后一部分繼續(xù)向前運(yùn)行，準(zhǔn)備在另一卷取機(jī)上進(jìn)行穿帶。當(dāng)"剪切完"信號 發(fā)出后，必須對卷取機(jī)上的帶鋼帶尾進(jìn)行加速，以使得當(dāng)前卷的帶尾和新卷的帶頭盡快分 離；帶尾離開飛剪和剪后導(dǎo)向輥后，進(jìn)入定位和減速階段；"剪切完"信號發(fā)出后啟動跟蹤， 以便為定位系統(tǒng)操作提供實(shí)際長度檢測信號，作為定位長度計(jì)算的修正值。定位速度與加 速度曲線如圖1所示。其帶尾定位速度計(jì)算模型為：
[0052] Jolt=Apos/TJ
[0053] Ve=O. 5 · Jolt · TJ2=O. 5 · Apos/TJ · TJ2=O. 5 · Apos · TJ
[0054] TL= (Nm^Nli-Nvos) /Apos= (V腿-Apos · TJ-Vpos) /Apos
[0055] Tqs=2TJ+TL
[0056] 式中，Vk為定位速度；Vmk為定位起始主令速度；V ptjs為最終定位速度，一般為0值； Aptjs為定位加速度；TJ為加速度斜坡時(shí)間；TL為勻減速時(shí)間；Jolt為加速度變化；Tqs為帶尾 定位時(shí)間。
[0057] 2、帶尾一次定位長度計(jì)算模型
[0058] 當(dāng)帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，帶尾不是可以落在帶卷圓周的任一點(diǎn)，而是落在 帶卷圓周的一個(gè)固定位置上。這是生產(chǎn)工藝的要求，必須得到滿足。定位長度的計(jì)算在"剪 切完"信號發(fā)出后開始，直到定位完成時(shí)結(jié)束；定位長度依賴于卷徑大小，帶尾一次定位長 度在卷取圓周12點(diǎn)（圓周最頂點(diǎn))附近，由于卷徑D比剪后導(dǎo)向輥直徑d大很多。帶尾一次 定位長度計(jì)算方法見圖2。故帶鋼一次定位長度設(shè)定模型為：
[0059] WSlpos=I+PTurnpos · π D+PDLpos syn+WDLpos
[0060]