卷取区控制资料

卷取区控制

概述卷取区设备完成带钢的成卷、运输。卷取设备包括热输出辊道、侧导板、夹送辊、助卷辊、卷筒、卸卷小车、翻钢机等。一般卷取区有2—3台卷取机，正常情况下，卷取机交替使用，以保证整个轧线轧钢的速度。卷取机的控制包括张力控制、速度控制、辊缝（位置）控制、压力控制及顺序控制。下面就各设备的功能及控制分别描述。一、辊道控制热输出辊道自精轧出口到卷取机夹送辊为止。全部辊道共365个辊子,分为6段,其中1～3段为第一组,4～6段和2#卷取机桥辊道为第二组。每组有一个SOURCE（整流源）提供直流电源，通过每段的逆变柜给该段提供三相交流电源。每台卷取机前有4个机前辊道，机前辊道的电机安放在传动侧，卷取机前还有一个转向辊，这个辊子的作用是：当带钢到达卷取机前往操作侧侧导板移动，便于钢卷单边对齐。热输出辊道把精轧输出带钢运送到卷取机卷取，同时通过设在辊道上的层流冷却装置把带钢的温度降到卷取温度。辊道速度的基准值来自过程机，通过EGD送入卷取机控制器（CSPD）中。一般来讲，辊道的速度基准值以精轧末机架速度为准。在控制器中，根据超前/滞后率计算产生一个速度附加值，通过IsBUS分别送入传动装置。在传动装置中，这两个速度叠加到一起来控制辊道的运转。在带钢没有进卷筒时，辊道以一定的超前速度（一般为0～20%，这个数值一般是通过操作员设定）运转，在辊道和带钢之间建立一定的张力。当精轧机架与卷筒之间建立张力时，辊道以同步速度运转。带钢尾部出F6后，辊道速度切换为滞后速度（0～20%），使在辊道上的钢产生一定的后张力，这个后张力可以使带尾部平整地躺在辊道上而不至于起套。在自动控制程序中，头部跟踪和尾部跟踪是判断带钢头部或尾部所在的依据。头部跟踪的计算公式如下：MAXHEAD=∫sdt

s为精轧末机架速度。起始时间从精轧末机架咬钢开始，卷筒有载信号到结束。尾部跟踪的计算公式如下：MAXTAIL=∫sdt

s为下夹送辊速度反馈值。起始时间从精轧末机架抛钢开始，夹送辊抛钢结束。辊道的运转可以在自动方式下进行，也可以在手动或点动方式下进行。在自动方式下正转，通过操作台面的手柄可以正、反转辊道。在电气控制方面，热输出辊道对轧钢生产的影响主要是跳闸。如果是一段辊道中个别辊子跳闸，影响相对而言较小，如果是一段辊道跳闸就有可能造成废钢。引起跳闸的原因主要有：由于辊道的速度变化较大引起电流的变化率大，或者由于辊道负载大而使电流超过额定电流一定的时间，或者由于电机或电缆的绝缘下降等。二、侧导板控制卷取机侧导板的作用是在卷钢时平行地引导带钢进入卷取机，在卷取的过程中无任使用位置方式或者是压力方式，都可以使带钢单边对齐，因此，侧导板在卷钢时对于卷形质量有很大作用。1#卷取机侧导板的形状与其后面的卷取机侧导板有所不同：1#侧导板前有一个漏斗形的引导导板，它有利于安全地将带钢引入夹送辊。因此在使用1#2#卷取机时都用到1#侧导板。侧导板是由两个平行的挡板组成，宽度范围600~1500mm，开闭通过液压伺服系统驱动。两边各有一个伺服放大系统，驱动各自的伺服阀，实现侧导板的平移、短行程、振动等功能。位置反馈是通过位移传感器，这个位移传感器装在液压缸内，压力反馈通过压力传感器实现。因侧导板较长，故每一边的侧导板都装有一个保证其两端同步移动的机械装置，这个装置的精度在±1mm。在检修或紧急状态时可以通过旁通阀快速把侧导板打到最大位置。侧导板的工作方式有位置控制和压力控制。在等待来钢时，侧导板工作在位置方式，其单侧开口度设定如下：W=WS/2+bSS1+bSS2+c+offsetWS：带钢宽度。bSS1和bSS2分别是短行程1、2的距离，bSS1=25mm，bSS2=20mm。c为5mm，offset操作员根据实际情况或工作经验设定的附加值。侧导板短行程的目的是为了带钢安全地进入侧导板并提高带钢的对中性。短行程第一次动作是检测到带钢进入侧导板时。侧导板单侧动作距离为25mm，两边一共50mm。钢是否进侧导板一般是通过对带钢头部跟踪实现的。当带钢出F6时，头部跟踪功能激活。当MAXHEAD＞119.5M（使用1#DC）或MAXHEAD＞129M（使用2#DC），短行程1（SS1）动作。当钢进夹送辊时，SS2动作，SS2动作完成后，侧导板和带钢接触。当侧导板压力大于设定值，如果操作员选择的是压力调节方式，则侧导板调节方式将从位置调节方式变为压力调节方式。为了更加有利于侧导板和带钢接触，卷筒有负载后，侧导板还有一次动作，一般为5mm，这是对侧导板位置的修正。带钢尾部达到122m（选1#卷取机）或137m（选2#卷取机）时，压力调节方式变为位置调节，同时侧导板的开口度的设定值是此时的实际位置反馈。带钢离开夹送辊时，侧导板恢复原来的设定值。当使用2#DC时，1#侧导板只进行SS1，把钢顺利引入2#卷取机。侧导板压力大小设定。压力的大小以不把带钢夹得变形为原则。目前，梅山主要采用两种计算侧导板压力方法，一个是希马克公司的。这是列表方法，表格如下：带钢厚度（mm）X侧导板压力值（KN）Y082831842162383210361236当给定带钢的厚度时，根据上面的表格就可以算出侧导板的压力给定。公式如下：OUT=yi+[（yi+1-yi）*（INPUT-xi）/（xi+1-xi）]这是一个插补计算。另外一种压力计算方法是根据让侧导板承担总张力的比例来确定压力值，计算公式：A=9.8*(2/G+0.1)*Ys/210FORCE=A*G*W/2/M*PCT/100其中:A单位面积的张力

G带钢厚度

W

带钢宽度

M

侧导板与带钢之间的摩擦系数（0.15）PCT

侧导板承担总张力的比例10%，Ys带钢的屈服应力。以上两种方法计算结果差别不大，一般在5KN左右。目前热轧厂使用的是查表法。上面公式计算出的结果是压力给定的基准，在实际的轧钢中压力给定操作员可以根据实际情况通过调整offset值来确定，一般总的压力设定在1t~3t之间。在轧钢过程中侧导板应注意的事项。1、机械方面侧导板安装要以轧线中心为对称轴对称，侧导板不能与辊子之间有摩擦以免影响电机正常运转。2、侧导板标定要准确。如果标定值与实际值相差较大，会出现夹死带钢，或者进入压力环延迟，对带钢头部卷形不利。3、在投位置环工作时，应注意侧导板压力反馈，如果带钢头尾超宽极易把带钢卡死而废钢，这种情况发生过好几次。如果出现这样的情况，通过台面的按钮可以干预，使侧导板工作在一个比较合适的位置或者压力下。综上所述侧导板的顺序控制过程：1侧导板控制启动而且准备好→2侧导板在打开位置→3控制器接受上位机新的带钢数据计算并把计算出的新的压力和位置基准值传到伺服控制系统→4侧导板到达新的位置→5发出侧导板准备好信号→6带钢头部到达侧导板短行程1动作→7带钢到达夹送辊短行程2动作→8卷筒咬钢侧导板进一步压靠并检测压力值→9侧导板压力到达设定值进入压力环→10带钢尾部进入，侧导板切换到位置环，位置基准是侧导板的反馈→11带钢离开夹送辊侧导板位置到达设定值，进入下一个循环。三、夹送辊控制在等待轧钢的过程中，三个助卷辊辊缝设置从大到小分别为WR1=1+G×1.05+CWR2=0.5+G×1.025+CWR3=G+C这种排列方式可以使带钢头部顺利进入卷筒。助卷辊的压力控制主要是头部进入助卷辊时及卷到尾部时助卷辊的压靠（压尾）。压力给定的大小计算如下：Fref=F*B*σ/（B0*σ0）≥Fmin。在实际的压力给定一般在50KN。标定压力在30KN。踏步（JUMP）控制：踏步控制的目的是为了提高钢卷头部的质量，减少头部几圈的压痕。同时，也为了保护助卷辊的辊面，避免辊面受到冲击，延长助卷辊的使用寿命。所谓踏步控制，简而言之就是在助卷辊未打开之前，在带钢头部到达某个助卷辊时，助卷辊抬起一定高度，等头部过去后再压下来这个过程。要较好的进行踏步控制，首先要确定带钢的头部跟踪，头部位置找准才能准确进行“踏步”，否则会弄错节奏反而造成危害。梅山目前采用的头部跟踪方法，是以卷取机前HMD检测到带钢信号开始，激活计数模板，读如下夹送辊码盘的脉冲，并利用公式A/4096×πD来进行计算。其中A是脉冲次数，D是下夹送辊直径。在进行踏步控制时，踏步的次数和带钢在助卷辊打开的圈数一样多。这个圈数可用这个公式计算：OUT=yi+Δy/Δx（G-xi）踏步什么时候开始？头部第一次通过助卷辊时不踏步，第二次通过才开始。以1#助卷辊为例，当头部到达助卷辊前一定距离，助卷辊开始向外弹跳。这个“一定距离”是多少？计算公式：JDIS=S×[85ms+（G1－9）×4]+60（80）S是下夹送辊的速度反馈，也就是带钢的实际速度。G1是弹跳的高度，G1=G+C，G是带钢厚度，C是附加值，C=yi+Δy/Δx（G-xi）。85ms是液压阀在不饱和状态下弹跳在9mm以内的时间，也就是说弹跳在9mm以内所用的时间相差无几，大约85ms，超过9mm阀进入饱和状态，1mm需4ms，60mm为补偿量。JDIS=HDIS-（L1+L2+L3+C）

L1：HMD到夹送辊的距离。注意，L1比实际距离要大出等于夹送辊超前率的一个量。这是因为在钢未进夹送辊时，夹送辊存在超前率，反馈速度比带钢实际速度大，所以直接用这个反馈速度计算会夸大距离。L2：夹送辊到助卷辊的距离。L3：跟踪延时折算长度，一般延时取30ms。C：周长。这个周长为第一圈钢的外圈周长，一般用π（745+2G）计算。当头部跟踪到达这个数时，助卷辊开始弹跳，到规定的高度停止，在向外弹跳的过程中，助卷辊工作在位置控制方式。停止时间一到，助卷辊向里压靠，这时助卷辊转为压力控制方式，因为如果在位置方式一是不知道给多少压靠距离二是防止助卷辊有过大的冲击，投入压力方式只要接触压力到达给定值就不再压靠。当助卷辊压靠到钢卷上时，第一次踏步完成，依次类推，直到踏完规定圈数，助卷辊完全打开。要注意的是，从第二次踏步开始，弹跳的高度是从当时助卷辊实际的位置计算，随着卷径的增加，每一次助卷辊踏步的都要根据卷径计算出JDIS值。当助卷辊打开时并不是完全打开，而是根据预期卷径的增加逐步打开。直到精轧末机架抛钢，这时卷筒预期涨径计算完成，助卷辊辊缝也不继续增加，停在一个位置，等待带钢尾部的到来，并执行压尾功能。助卷辊最终的开口度和钢卷预期直径、要求压尾的圈数以及操作员根据需要设定的附加值。要注意的是这里所介绍的是最初的程序设计，这种设计思想的出发点比较先进，它的目的是为了让带钢尾部在没有任何冲击的情况下压靠钢卷，但实际应用中由于带钢跟踪，卷径计算等有一定的误差，因此总是和我们理想的状况有一点差别。为了很好地实现压尾功能，我们对压尾程序作了修改，目前我们利用带钢的尾部跟踪来实现，根据对助卷辊压靠时的速度，我们要求在带钢尾部在夹送辊前0.8s时助卷辊压靠，通过计算就可以确定带钢在夹送辊前的距离。当带钢到达指定位置，助卷辊的控制进入压力控制。当助卷辊压尾功能完成后，卷筒开始定位，当卷筒速度反馈为零定位完成，小车上升到位，助卷辊打开，小车移动到打捆位时助卷辊闭合。一个动作循环完成。助卷辊的标定问题。在助卷辊标定的过程中，有时会出现同夹送辊标定中相同的问题，主要是有压力超限或者位置超限，采取的方法同夹送辊一样。助卷辊顺控步骤：1、根据带钢数据，计算出辊缝值，传动控制装置投入运行，并在一个超前率速度下工作。→2、助卷辊移动到指定的位置，此时工作在位置控制方式，发出助卷辊准备好信号。→3、当带钢进入助卷辊，控制方式变为压力控制，帮助带钢缠绕在卷筒上，当带钢厚度大于一定值时投入踏步控制→4、当到达规定的打开圈数时打开，并随着预期卷径的不断增大，辊缝开口度也随着逐步增加，助卷辊进入位置控制方式→5、精轧末机架抛钢，预期卷径计算完成，助卷辊停留在一定位置等待压尾。此时速度在一个有滞后率的状态下工作→6、卷筒定位完成助卷辊打开。→7、卸卷结束助卷辊闭合，一个动作循环完成。五、卸卷控制小车把钢卷从卷筒上卸下来传送到翻钢机。小车在行进过程中有快速/慢速两档。在正常行驶过程中快速行进，接近目标(打捆位、卷筒位、翻卷位等)时就要减速。小车横移和上升/下降都是液压控制，横移时由比例阀驱动，上升由伺服阀驱动。位置计算是通过流量计来检测的，当小车到卷筒位或者打捆位时都对位置进行自动标定，在卷筒位时归零，在打捆位时2730。在下降位是通过限位开关定位，同时上升/下降位清零。上升过程中定位是通过流量计定位。卸卷顺控制步骤。1、小车在卷筒位，下降位。2、小车开始上升。程序计算当小车上升到钢卷的下面的时间大于带尾离开夹送辊的时间，（注意2#助卷辊在打开位，卷筒mndload信号有）小车开始上升。小车上升到钢卷下面时间计算。T1=（1449-D1/2）/100

其中：1449小车在下降位时离卷筒中心线的距离。D1钢卷预期直径，100是小车上升的速度。D1值是通过对精轧末机架的速度的积分得出。从末机架咬钢开始，到末机架抛钢结束。带尾离开夹送辊时间计算。T2=（125-maxtail-slowdist）/（mndrun-ref/60）。目前的程序中还有要求当末机架有钢时小车不能上升，我们需要和6cs商量是否有必要。3、小车上升到位。小车首先快速上升。当上升到等待位置时变慢速。等待位置也是根据预期卷径计算出的。小车在慢速上升的过程中当检测到压力大于一定值时停止。这个值是小车重量加上钢卷重量。4、尾部定位完成，托架辊锁紧，截止阀关闭。小车上升顺序完成。5、小车带钢卷离开卷筒。此时卷筒收缩到位，卷筒反转，外支撑打开，小车离开以较快速度卷筒。当离开卷筒位2250mm时，进入打捆区域。6、进入打捆区域时小车慢速行驶，因为高速行驶定位不准。7、到达打捆位，发出信号给打捆机PLC，打捆结束，小车行走到翻钢机位，翻钢机调节臂上升到