一种用于粗轧机的板坯镰刀弯控制系统及其方法

摘要

一种用于粗轧机的板坯镰刀弯控制系统及其方法，属于机械自动化控制领域。该控制系统包括：板坯宽度检测模块，两侧辊缝调平模块，计算机控制模块和存储器。板坯宽度检测模块将测宽仪检测的中心线偏移量数据进行处理后发送到计算机控制模块；计算机控制模块汇集板坯的设定值和实测值数据来计算出各道次的调平值，并将调平值发送到两侧辊缝调平模块；两侧辊缝调平模块根据调平值调节粗轧机两侧辊缝，来控制板坯镰刀弯。该控制系统适用于粗轧机上，能够比较准确的计算出各道次的调平值，可有效地控制板坯镰刀弯，保证精轧机组生产的稳定性，缓解了因跑偏、甩尾等因素引起的废钢，提高了成材率，为企业带来了直接的经济效益。

主权项

一种用于粗轧机的板坯镰刀弯控制系统，其特征在于：板坯镰刀弯控制系统包括板坯宽度检测模块，两侧辊缝调平模块，计算机控制模块和存储器；存储器中保存粗轧板坯各道次的镰刀弯弯曲量、弯曲类型和实际调平值；板坯宽度检测模块采集测宽仪检测的中心线偏移量数据，计算板坯镰刀弯的弯曲类型和弯曲程度，并将板坯镰刀弯的弯曲类型和弯曲程度发送到计算机控制模块；为衡量镰刀弯弯曲程度，对出口板坯中心线偏移量数据对其进行抛物线拟合，拟合的曲线如下：y＝ax²+bx+c[l_min,l_max]式中y表示板坯中心点在宽度方向上的偏移量；x表示板坯中心点在长度方向上的值；l_min,l_max表示板坯中心点在长度方向上的取值范围；a、b、c表示二次曲线的系数；将粗轧板坯镰刀弯分为五类：“C”，“S”，“/”，“/”和“N”；其中“/”表示板坯偏向操作侧；“/”表示板坯偏向传动侧；“N”表示板坯板形良好；对于不同类型的镰刀弯，定义不同的镰刀弯弯曲量计算公式；对于“C”型和“S”型镰刀弯，采用如下公式：$\Delta s=\left\{\begin{array}{cc}\frac{y_{head}+y_{tail}}{2}-y_{min}& (a\ge 0)\\ \frac{y_{head}+y_{tail}}{2}-y_{max}& (a<0)\end{array}\right.$对于“/”型镰刀弯，采用如下公式：$\Delta s=\frac{y_{head}+y_{tail}}{2}-y_{min}$对于“/”型镰刀弯，采用如下公式：$\Delta s=\frac{y_{head}+y_{tail}}{2}-y_{\max }$式中y_max，y_min分别为板坯长度方向上中心线侧向偏移的最大值和最小值；y_head，y_tail分别为板坯长度方向上中心线头部和尾部的侧向偏移值；镰刀弯弯曲量Δs为正值，表明板坯弯向操作侧；镰刀弯弯曲量Δs为负值，表明板坯弯向传动侧；计算机控制模块汇集板坯的设定值和实测值数据来计算出各道次的调平值；计算机控制模块包含两部分内容：镰刀弯的预计算模块和镰刀弯的再计算模块；镰刀弯的预计算模块将板坯策略数据和标定或刚度测试数据作为输入条件，计算各道次的操作侧和传动侧辊缝设定值，将传动侧辊缝设定值减去操作侧辊缝设定值，得到各道次的调平值；镰刀弯的再计算模块根据板坯进入轧机后采集的实测数据计算调平值的修正量，并结合各道次的操作侧和传动侧辊缝设定值，来修正后面所有道次的调平值；最后，将修正后的调平值发送到两侧辊缝调平模块；两侧辊缝调平模块接收计算机控制模块计算的调平值，根据此值调节轧机两侧辊缝，来控制板坯镰刀弯；两侧辊缝调平模块设置开关按钮“ON/OFF”，判断该模块是否投入使用；如果投入使用调平模块，开关按钮为“ON”，模块计算的调平值替代原有存储的调平值来作为初始调平值，根据计算的调平值调节粗轧机两侧辊缝；如果关闭使用两侧辊缝调平模块，开关按钮为“OFF”，则原有存储的调平值作为初始调平值参与调节，计算机控制模块计算的调平值作为建议调平值，操作人员根据建议调平值进行手动调节；将中心线偏移量按等距离分为三部分：头部，本体和尾部，分别得到板坯4个点的中心线偏移量y_head、y_body1、y_body2、y_tail，并对其进行对比，判断镰刀弯属于何种类型,并计算出口板坯镰刀弯弯曲量；对于坯镰刀弯类型为“C”的，判断标准为(y_head>y_body1&&y_body2<y_tail)||(y_head<y_body1&&y_body2>y_tail)，末道次弯曲量控制范围为±20mm；对于坯镰刀弯类型为“S”的，判断标准为(y_head>y_body1&&y_body1<＝y_body2&&y_body2>y_tail)||(y_head<y_body1&&y_body1>＝y_body2&&y_body2<y_tail)，末道次弯曲量控制范围为±15mm；对于坯镰刀弯类型为“/”的，判断标准为y_head<y_body1&&y_body1<y_body2&&y_body2<y_tail，末道次弯曲量控制范围为±25mm；对于坯镰刀弯类型为“/”的，判断标准为y_head>y_body1&&y_body1>y_body2&&y_body2>y_tail，末道次弯曲量控制范围为±25mm；若当前道次板坯镰刀弯类型为“C”，“/”,“/”或“N”型，则对于下一道次，两侧辊缝调平模块将开关按钮设置为“ON”，用模块计算的调平值替代原有存储的调平值来作为初始调平值，调节粗轧机两侧辊缝；若当前道次板坯镰刀弯类型为“S”型，则对于下一道次，开关按钮设置为“OFF”，原有存储的调平值作为初始调平值参与调节，计算机控制模块计算的调平值作为建议调平值，操作人员根据建议调平值进行手动调节。