一种用于线材连轧的活套控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于线材连轧的活套控制方法及装置。方法：用位于相邻两架轧机间的导向轮引导线材进入轧机，设在轧机出口处的起套传感器检测线材头部到达信号并发出起套命令，通过起套辅助气缸起套，采用可编程控制器按照计算的轧机升速曲线参数调节轧机的速度并控制起套辅助气缸的伸出执行起套；通过闭环ＰＩＤ数字控制算法调节轧机的速度控制活套的高度。装置包括第一、二轧机及活套扫描器、超套传感器、辅助气缸和导向轮，活套扫描器位于第一、二轧机之间活套起套最高点位置的上方，起套传感器设在第二轧机的出口端；起套辅助气缸位于第一轧机的出口端；在第一、二轧机之间分别靠近轧机的位置设有导向轮。本发明专利技术具有结构简单、使用方便等特点。

Looper control method and device for wire rod continuous rolling

The invention discloses a looper control method and device for wire rod continuous rolling. Methods: the guide wheel is located adjacent to the guide wire into two rolling mill, rolling mill located at the exit of a sensor wire head to signal and a starting set of commands, through a set of auxiliary cylinder set up, using the programmable controller according to the calculation of the mill speed up curve adjusting parameters of rolling speed and auxiliary control the cylinder out of date of execution; adjust the mill by the control algorithm PID digital closed-loop speed control of looper height. Device comprises first, second rolling mill and loop scanner, super set sensor and the auxiliary cylinder and the guide wheel, loop scanner in first, second rolling mill looper has set the highest point above the position, a sensor is arranged on the outlet end of second rolling mill; exports to the first set of auxiliary cylinder end mill; in first, second rolling mill were close between the position is provided with a guide wheel rolling mill. The invention has the advantages of simple structure and convenient use.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及线材连轧技术，具体地说是一种能有效减小活套起套超调 量的线材连轧的活套控制方法及装置。
技术介绍
连轧生产线的生产过程是这样的钢坯经加热炉加热到1100度后，依 次通过粗轧、中轧、精轧10个以上轧机的轧制后成为线材成品。为了避免 在轧制过程中相邻两个机架之间因拉钢而影响线材的质量，通常在精轧各 机架间加装活套装置。以往的活套控制方法在起套过程中经常出现较大超 调量，从而影响了正常咬钢，使整根钢料报废。
技术实现思路
为了克服以往活套控制的不足之处，本专利技术提供了一套针对活套的新 的控制方法及装置，目的在于能够有效减小活套起套时的超调量。 本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的 控制方法用位于相邻两架轧机间的导向轮引导线材进入轧机，设在轧机出口处 的起套传感器检测线材头部到达信号并发出起套命令，通过起套辅助气缸 平稳起套，釆用可编程控制器按照计算的轧机升速曲线参数调节轧机的速 度并控制起套辅助气缸的伸出执行起套；起套完成后，再通过闭环PID数 字控制算法调节轧机的速度来控制活套的高度；用与起套传感器相连的可编程控制器上的数字量输入模块检测线材头 部到达信号；用与可编程控制器上的数字量输出模块相连的起套辅助气缸 辅助活套起套；升速曲线参数为升速时间Ta= (V2-V1) /a,保持V2速度时间Tb=S/ (V2-V1)-Ta;其中VI为第一轧机起套前的速度，V2为第一轧机的起套 速度，a为起套加速度，S为活套超出量；升速曲线时间t=t+Ts,其中Ts 为程序扫描周期；活套超出量S^-L,其中L为两个导向轮之间的距离， 活套构成的圆弧长度 m=2*R*arcsin(L/(2*R)), 圆弧半径 R=(4*H2+L2)/(8*H)， H为活套高度；所述可编程控制器程序流程为首先初始化参数两个导向轮之间的距离L，轧机A起套前的速度Vl, 起套速度V2，起套加速度a,速度转换系数K,程序扫描周期Ts，升速曲线时间t;设定活套高度H;判断起套传感器是否有信号，若结果为是，则 继续执行下一步骤，否则结束程序；计算活套构成的圆弧半径 R=(4*H2+L2)/(8*H);计算活套构成的圆弧长度m=2*R*arcs in (L/(2*R));计 算活套超出量S=m-L;计算升速曲线参数升速时间Ta= (V2-V1)/a，保持 V2速度时间Tb=S/(V2-Vl) -Ta;控制起套辅助气缸伸出；计算升速曲线时 间t=t+Ts;计算电机速度控制量u;当t<Ta时，u=K* (Vl+a*t);当Ta<=t< (Ta+Tb)时，u=K*V2;当(Ta+Tb) <=t< (Ta+2*Tb)时，u=K* (V2-a*t);输 出控制量u;判断t是否大于Ta+2"b,若结果为否，则返回到计算升速曲 线时间t=t+Ts,否则继续执行下一步骤；读取活套高度反馈值Hr;计算活 套高度误差ei-Hf;根据数字PID算法，计算控制量u并输出；判断钢料 是否轧制完毕，若结果为否，则返回到读取活套高度反馈值Hf，否则继续 执行下一步骤；控制起套辅助气缸回缩，程序结東。装置包括第一、二轧机及活套扫描器、超套传感器、起套辅助气缸和 导向轮，其中活套扫描器位于第一、二轧机之间活套起套最高点位置的 上方，活套扫描器通过屏蔽双绞线与可编程控制器相连；起套传感器设在 第二轧机的出口端；起套辅助气缸位于第一轧机的出口端；在第一轧机与 第二轧机之间分别靠近轧机的位置设有导向轮；其中所述可编程控制器上插有模拟量输入模块、数字量输入模块、 数字量输出模块及模拟量输出模块，活套扫描器通过屏蔽双绞线与模拟量 输入模块相连；起套传感器为热金属检测器，通过电缆与数字量输入模块 相连；起套辅助气缸通过电缆与数字量输出模块相连。本专利技术的优点与积极效果为本专利技术结构简单、使用方便、能够有效提高札制过程中的咬钢成功率 及线材的轧制质量。 附图说明图1为本专利技术方法的专用装置结构示意图； 图2为本专利技术方法的专用装置电气原理图； 图3为本专利技术方法的起套轧机升速曲线图； 图4为本专利技术方法可编程控制器程序流程图。 具体实施例方式本专利技术控制方法用位于相邻两架札机间的导向轮6引导线材进入轧 机，设在第二轧机2出口处的起套传感器4检测线材头部到达信号并发出 起套命令，通过起套辅助气缸5平稳起套，釆用可编程控制器8按照计算 的轧机升速曲线参数调节轧机的速度并控制起套辅助气缸5的伸出执行起 套；起套完成后，再通过闭环PID数字控制算法调节轧机的速度来控制活 套的高度。由于闭环PID控制时，活套的实际高度等于或接近于设定的活套高度，因此，活套控制的超调量非常小，从而有效提高了咬钢的成功率。 如图4所示，所述可编程控制器程序流程为首先初始化参数两个导向轮之间的距离L=2400 (mm),第一轧机起套 前的速度Vl=8. 5 (m/s)，起套速度V2=8. 65 (m/s)，起套加速度a=l. 5 (m/s2), 速度转换系数K,程序扫描周期Ts=0. 005 (s)，升速曲线时间1=0;设定活 套高度^400 (mm);判断起套传感器是否有信号，若结果为是，则继续执行 下 一 步骤，否则结東程序；计算活套构成的圆弧半径 R=(4*H2+L2)/(8*H)=3800(mm); 计算活套构成的圆弧长度 m=2*R*arcsin(L/ (2*R))=2440. 56 (mm);计算活套超出量S=m-L=40. 56 (mm); 计算升速曲线参数升速时间Ta=(V2-Vl)/a=0. l(s)，保持V2速度时间 Tb=S/(V2-Vl) -Ta=0. 167(s);控制起套辅助气缸伸出；计算升速曲线时间 t=t+Ts;计算电机速度控制量u;当t<Ta时，u=K* (Vl+a*t);当Ta<=t< (Ta+Tb)时，u=K*V2;当(Ta+Tb) <=t< (Ta+2*Tb)时，u-K* (V2-a*t);输 出控制量u;判断t是否大于Ta+24b，若结果为否，则返回到计算升速曲 线时间t=t+Ts，否则继续执行下一步骤；读取活套高度反馈值Hf;计算活 套高度误差ei-Hf;根据数字PID算法，计算控制量u并输出控制量u;判 断钢料是否轧制完毕，若结果为否，则返回到读取活套高度反馈值Hf,否 则继续执行下一步骤。控制起套辅助气缸回缩；程序结東。本专利技术方法所用装置，如图1及图2所示，包括第一、二轧机l、 2及 活套扫描器3、超套传感器4、起套辅助气缸5和导向轮6,其中活套扫 描器3位于第一、二轧机l、 2之间，其上的镜头对准活套起套时最高点位 置的上方；起套传感器4设在第二轧机2的出口端；起套辅助气缸5位于 第一轧机1的出口端；在第一轧机1与第二轧机2之间分别靠近轧机的位 置设有导向轮6，两个导向轮6之间的距离为L，导向轮的作用是保证线材 能够以垂直于第二轧机2转动轴的方向进入，这样就保证了线材能够顺利 的进入第二轧机2。可编程控制器8，其底板上插有模拟量输入模块9、数 字量输入模块IO、数字量输出模块11及模拟量输出模块12。起套传感器4 为热金属检测器，通过电缆与数字量输入模块10的第一通道相连。活套扫 描器3是一种能够检测活套高度的传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于线材连轧的活套控制方法，其特征在于：用位于相邻两架轧机间的导向轮引导线材进入轧机，设在轧机出口处的起套传感器检测线材头部到达信号并发出起套命令，通过起套辅助气缸平稳起套，采用可编程控制器按照计算的轧机升速曲线参数调节轧机的速度并控制起套辅助气缸的伸出执行起套；起套完成后，再通过闭环ＰＩＤ数字控制算法调节轧机的速度来控制活套的高度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：荣胜波，史勃，吴景辉，朱军，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]