一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法技术

本发明专利技术涉及一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法，轧机辊缝是由电动压下位置和液压压下位置共同决定的，即轧机辊缝为电动辊缝与液压辊缝之和。电动压下用于无负载情况下大范围粗调轧机辊缝，液压压下在各种场合下均可用来小范围精调轧机辊缝。两种压下均采用比例积分（PI）控制器，控制器的目标值设定采用斜坡信号逐渐向辊缝目标值接近的方法，同时对斜坡信号进行曲线处理。通过采用液压压下在线动态补偿电动压下的方法，可以达到快速定位轧机辊缝的目的。当电动压下辊缝偏差落到区间[-g,g]内时，液压压下就可以完全补偿电动压下辊缝偏差，实现轧机辊缝准确到位，从而实现轧机电动+液压组合压下快速定位。

【技术实现步骤摘要】
一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法
本专利技术属于冶金机械及自动化、轧制技术，尤其涉及一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法。
技术介绍
电动压下系统是由压下电机通过齿轮、涡杆减速机构带动压下螺丝构成的，压下动作缓慢，压下加速度与轧制力有很大关系，同时，频繁往复的压下动作也会加大机械部件的磨损，其优点是压下行程较大；液压压下系统是由伺服机构通过机械油路带动活塞完成压下动作，具有快速、准确的特点，并且与轧制压力关系较小，但对于采用的“电动+液压”形式的液压系统，一般活塞的行程都较短。80年代以前建成的轧机大都采用全电动压下方式，80年代以后新建的热连轧机一般采用全液压压下方式，大部分中板轧机和改造的热连轧机采用了“电动+液压”形式。轧机压下定位需要通过轧机自动位置控制（APC，AutomaticPositionControl）系统来实现。APC是板带生产过程中厚度控制的主要执行机构，从轧制力的来源上分为全电动、全液压、电动+液压三种。压下电机一般安装于轧机顶部平台，通过压下螺丝作用于上辊系，通过调节上辊系位置而改变轧机辊缝。而液压缸安装分为下置式和上置式，下置式是指安装于下支撑辊轴承座以下的位置，通过调节下辊系位置而改变轧机辊缝；上置式是指安装于上支撑辊轴承座以上的位置，通过调节上辊系位置而改变轧机辊缝。相对而言，上置式液压缸工作环境比较干净，检修方便，液压缸动作对轧制标高没有影响，但液压管路长，不利于液压系统稳定；而下置式液压缸工作环境比较恶劣，检修麻烦，液压缸动作对轧制标高有影响，液压管路短，有利于液压系统稳定。目前，欧美的轧机多采用上置式，日本的多采用下置式。电动+液压组合压下多用于中厚板轧机及热连轧粗轧机等需要大幅压下的轧制场合，此类轧机一般需要进行多道次往复轧制，根据需要从几个道次到二十几个道次均有可能，因此，轧机压下的快速定位能节约每一道次的整体轧制时间，加快轧制节奏，保持板带温度，提高产品性能和产量。对于具有电动+液压组合压下的轧机，传统的辊缝控制方法是先电动压下动作，待其反馈值到达电动辊缝目标值精度范围内后，锁定电动压下，同时液压压下动作以补偿电动辊缝与轧机辊缝之间的偏差。即存在一个电动压下在前、液压压下在后，分步动作达到轧机辊缝的过程。并且，APC系统在收到一个新的辊缝设定值时，PI控制器的输入也采用斜坡信号，但该斜坡信号是折线形式而非曲线形式，即从当前辊缝直接以最大速度朝目标辊缝动作，待到达目标辊缝后速度直接变回0，缺少一个动作初期的加速过程（从0升到最大速度vMAX）和动作末期的减速过程（从最大速度vMAX降到0），由于惯性的存在，这种方法使APC系统运行不平稳且存在超调。目前，国内采用电动+液压组合压下（或侧压）的轧机很多，相关的论文和专利也能检索到，但涉及压下系统快速性方面的专利和文献却较少。“一种粗轧立辊轧机辊缝定位的方法”（专利号CN101979167A）提出在立辊轧机二次定位时，如果二次设定值在一次设定值±5mm范围内变化，则直接采用液压缸定位；如果两次设定值偏差超出±5mm，则采用电动侧压定位。该专利技术实际是在二次设定时，当设定值（指二次设定的设定值）与反馈值（指一次设定的设定值，在二次设定时已经到位）偏差小于5mm时，仅让液压机构执行动作，否则让电动机构执行，该方法没有提出电动与液压机构同时动作，让液压机构实时补偿电动机构的问题。“一种四辊可逆轧机零位标定和辊缝定位的方法”（专利号CN101972779A）提到一种组合压下轧机快速定位标零辊缝的方法，在标零过程中，电动压下、液压压下分步动作实现零位标定。太原科技大学陈海波的毕业论文“板带轧机压下系统自动控制系统的研究”提到由电动压下进行辊缝粗调，液压压下系统负责辊缝精调；根据实际轧制生产过程，建立了较为全面的伺服液压压下系统的动态模型，并引用模糊PID控制技术，建立了轧机液压压下模糊PID控制系统。“热连轧特殊钢动态自适应压下控制方法”（专利号CN104209344A）根据精轧机架咬钢后的0.2秒时间，对机架压下装置进行修正控制，来补偿咬钢给辊缝带来的冲击。北京科技大学的黄绍辉在论文“电动-液压综合AGC系统的仿真研究”中提出电动+液压组合压下对消除板带厚度偏差的方法并进行了仿真，但是并未对提高压下系统的快速性进行研究。酒泉钢铁公司孙晓东在论文“中厚板轧机电动及液压组合压下厚度控制系统”中描述了组合厚度控制实现的关键技术，提出了辊缝测量常见问题及解决思路，以产品质量检测数据为依据，得出组合厚度控制系统能有效保障中厚板产品质量的结论，但未对提高压下系统的快速性进行研究。
技术实现思路
针对轧机电动和液压组合压下定位速度慢的缺点，本专利技术提出了一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法，使液压压下在线动态补偿电动压下，可以达到快速定位轧机辊缝的目的。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法，采用液压压下对电动压下优先补偿，可以达到快速定位轧机辊缝的目的，所述方法具体包括以下步骤：步骤1）确定补偿量g；步骤2）根据设备参数结合现场调试结果确定电动压下精度ΔS；步骤3）根据设备参数结合现场调试结果确定电动压下最大速度vMAX_E和最大加速度aMAX_E；步骤4）根据设备参数结合现场调试结果确定液压压下最大速度vMAX_H和最大加速度aMAX_H；步骤5）定位性能验证；步骤6）抱闸制动。进一步的，所述步骤1）具体为：①防止大幅影响轧机标高，g≤5mm；②液压缸行程为50mm，轧机零位标定时液压缸活塞处于其动作范围中部，即液压缸活塞动作范围接近±25mm，为使活塞动作时液压缸机械特性位于正常工作范围即行程的80%，则活塞动作范围应为±25mm*80%=±20mm，即g≤20mm；③为了达到更快定位，g选可选范围内的最大值。进一步的，所述步骤5）具体为：设定轧机辊缝的值作为电动辊缝目标值，使用电动压下PI控制器控制电动压下朝此目标值运动，实时计算轧机辊缝设定值和电动辊缝反馈值，并将轧机辊缝设定值和电动辊缝反馈值两数值的差值限幅到液压压下补偿区间[-g，g]内，将此数值作为液压辊缝目标值，同时液压压下PI控制器控制液压压下朝此目标值运动，所述电动压下PI控制器与液压压下PI控制器的目标值并不直接等于辊缝目标值，而是采用斜坡信号逐渐向辊缝目标值接近的方法，同时对斜坡信号进行曲线处理。进一步的，所述斜坡信号逐渐向辊缝目标值接近的方法为：辊缝设定值设定为SSET，则电动压下与液压压下分别以最大加速度aMAX_E和aMAX_H升速，电动压下与液压压下分别达到最大速度vMAX_E和vMAX_H后，保持速度，实时监测，在辊缝接近设定值时，电动压下与液压压下分别以最大加速度aMAX_E和aMAX_H减速，最终速度为0，辊缝平稳达到设定值SSET。进一步的，所述步骤6）具体如下：在电动压下动作过程中，电机抱闸打开，一旦实测轧制力大于预设轧制力4000KN，即认为轧件进入轧机机架，此时控制系统将压下电机的速度设定置零，当压下电机的速度接近抱闸速度时，电机抱闸合上。与现有控制方法相比，本专利技术的主要优点在于：1.在组合压下轧机大幅动作时（幅度超过5mm），能显著减少定位时间。在电动压下动作过程中，电动压下始终本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法，其特征在于，采用液压压下对电动压下优先补偿，可以达到快速定位轧机辊缝的目的，所述方法具体包括以下步骤：    步骤1）确定补偿量g；步骤2）根据设备参数结合现场调试结果确定电动压下精度ΔS；步骤3）根据设备参数结合现场调试结果确定电动压下最大速度vMAX_E和最大加速度aMAX_E；步骤4）根据设备参数结合现场调试结果确定液压压下最大速度vMAX_H和最大加速度aMAX_H；步骤5）定位性能验证；步骤6）抱闸制动。

【技术特征摘要】
1.一种轧机电动和液压组合压下快速定位的方法，其特征在于，采用液压压下对电动压下优先补偿，可以达到快速定位轧机辊缝的目的，所述方法具体包括以下步骤：步骤1）确定补偿量g；步骤2）根据设备参数结合现场调试结果确定电动压下精度ΔS；步骤3）根据设备参数结合现场调试结果确定电动压下最大速度vMAX_E和最大加速度aMAX_E；步骤4）根据设备参数结合现场调试结果确定液压压下最大速度vMAX_H和最大加速度aMAX_H；步骤5）定位性能验证；步骤6）抱闸制动。2.根据权利要求1所述的轧机电动和液压组合压下快速定位的方法，其特征在于，所述步骤1）具体为：①防止大幅影响轧机标高，g≤5mm；②液压缸行程为50mm，轧机零位标定时液压缸活塞处于其动作范围中部，即液压缸活塞动作范围接近±25mm，为使活塞动作时液压缸机械特性位于正常工作范围即行程的80%，则活塞动作范围应为±25mm*80%=±20mm，即g≤20mm；③为了达到更快定位，g选可选范围内的最大值。3.根据权利要求1所述的轧机电动和液压组合压下快速定位的方法，其特征在于，所述步骤5）具体为：设定轧机辊缝的值作为电动辊缝目标值，使用电动压下PI控制器控制电动压下朝此目标值运动，实时计...

【专利技术属性】
技术研发人员：张飞，宗胜悦，凌智，裴红平，王彬彬，陈菡萏，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11