基于时间优化的可逆热轧机速度自动控制设备及方法技术

本发明专利技术涉及的基于时间优化的速度自动控制的设备，其包括调节速度设备和通讯设备，其中：所述调节速度设备包括电信号依次连接的用于计算轧件长度的计算装置，用于下道次轧件长度的估计装置，根据轧件的初始数据选择加速度的加速度装置，用于计算当前工作模式下的轧件运行速度的速度计算装置，用于接收轧件的初始数据的接收装置，以及用于轧件的测量数据和过程数据处理及保存的功能装置；所述通讯设备装在上述各个功能装置之间，该通讯设备完成上述调节速度设备中的各个装置之间的信号通讯功能。本发明专利技术能够克服人工操作轧制时，速度过低，厚度控制误差加大的问题，可以在较短时间内安全地完成轧制轧件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及可逆热轧机的速度控制领域，特别是涉及一种单机架可逆热轧机在较短时间完成轧制加热后的高温轧件的速度的自动控制方法。
技术介绍
可逆热轧机的生产过程如下轧件由上料跨的推出机从加热炉中移出，放在出炉辊道上，在轧件输送辊道上设置高压水除鳞装置，经过除鳞后的轧件由辊道运输到四辊可逆轧机进行轧制。轧机前后设有对中轧件的推床和可以将轧件回转90°实现展宽轧制的锥形辊道，轧件在轧机上进行可逆多道次轧制轧到要求的成品宽度和厚度。在轧制入口侧上配有高压水二次除鳞喷嘴，根据轧件表面氧化铁皮情况，决定是否采用高压水二次除鳞喷嘴。在热轧中厚板轧机的生产过程中，以前操作工根据轧制规程手动调节轧机辊缝值，当轧机辊缝调整完后，将轧机运转到进轧件速度，再将轧机前辊道运行起来，将轧件送到轧机辊缝中轧制，操作机组加速，当轧机要离开轧机辊缝时，机组速度降低到某个低速， 等轧件抛出后，再降到零速，再进行反向轧制，如此重复，直到经过所需轧制道次。随着控制技术的发展，自动轧制逐步取代手动轧制，减少操作工对机组的操作，优点在于减少操作时间，提高操作精度，降低操作难度，减少操作失误。自动轧制主要包括两个方面的功能，其一是轧机辊缝的自动调节，即辊缝控制器在上道次结束后，根据过程计算机的道次设定值，经辊缝调节到本道次设定值。另一方面，在辊道输送轧件、轧件进入轧机、 轧件离开轧机、轧件和轧机减速到零、反向轧制等过程中，自动进行速度控制。速度控制是轧机诸多控制中最重要的一个方面，优化速度控制方案对提高轧制节奏、降低劳动强度、改善轧件形状、提高厚度精度，提高生产率等具有重要的意义。目前速度控制方法轧机速度控制主要包括轧机道次改变时方向的变化，轧制过程中的速度给定，立辊和辊道的速度控制等。轧制过程中，当压下和推床自动定位完成，轧件机到机前热检后，轧机以咬入速度等待轧件进入，压头检测到轧件咬入之后，轧机升速到轧制速度，通过热金属检测器判断轧件抛出减速点，在尾部降至轧件抛出速度，当轧件抛出之后，轧机根据情况启动下一道次的轧制，当轧制条件具备后，启动轧辊转到相应方向待轧速度，偶道次轧制速度方向与奇数道次相反。这种速度控制方式的缺点在于在轧制过程中升速、停止升速、开始减速和停止减速的时间点由操作工操作或靠热金属检测器来决定，因此可能出现加速或减速过早或过晚等问题，因此会增加道次时间或者损害设备。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术所存在的问题，提供一种自动车L制过程中，使轧制时间较短的速度自动控制设备及方法。本专利技术解决其技术问题采用以下的技术方案本专利技术提供的基于时间优化的速度自动控制的设备，包括调节速度设备和通讯设备， 其中所述调节速度设备包括电信号依次连接的用于计算轧件长度的计算装置，用于下道次轧件长度的估计装置，根据轧件的初始数据选择加速度的加速度装置，用于计算当前工作模式下的轧件运行速度的速度计算装置，用于接收轧件的初始数据的接收装置，以及用于轧件的测量数据和过程数据处理及保存的功能装置；所述通讯设备装在上述各个功能装置之间，该通讯设备完成上述各个装置之间的信号通讯功能。所述的轧件长度的计算装置装在轧机控制系统中，该装置在轧件部分通过或完全通过轧机轧制时，根据轧机工作辊在每个扫描周期的速度和扫描时间，计算已经轧制的轧件长度。所述的下道次轧件长度的估计装置装在轧机控制系统中，该装置根据保存的上道次轧件长度和轧机辊缝设定值的变化，估计下道次轧件被轧制到长度。所述的加速度装置装在轧机控制系统中，该装置由根据当前轧件的厚度变化量、 当前轧件温度、轧件材质和轧件宽度来选择轧件对工作辊加速和减速的影响的加速度值。所述的轧制速度的计算装置装在轧机控制系统中，该装置根据设定的轧机轧制初始速度、最高速度、轧件抛出速度、加速时的加速度、减速时的加速度等参数，计算每个时刻用于轧工作辊速度控制的速度设定值。本专利技术提供的基于时间优化的可逆热轧机速度自动控制方法，其包括以下步骤 步骤1 预测本道次轧件在轧机轧制过程中，轧机运行的长度；步骤2 根据轧制规程计算轧机加速和减速时的最大加速度；步骤3 当轧件进入轧机后，每个采样周期根据轧机实际速度计算本道次轧件已经轧制长度；步骤4 当轧件没有进入轧机时，轧机以加速度A加速到Vlk，其中加速度A为轧机空载时工作辊被传动装置驱动的最大加速度，Vlk为轧机轧制的初始速度；当轧件进入轧机后， 用步骤1中预测长度减去步骤3中本道次轧件已经轧制长度，来计算剩余长度，再计算从当前速度减速到轧件抛出速度的减速距离，当剩余长度大于减速所需距离时，轧辊以最大加速度加速到最大轧制速度，当剩余长度小于减速所需距离时，以最大加速度减速到轧件抛出速度，直到轧完轧件；将步骤4计算出的轧制速度送到轧机传动装置，控制轧机电机以该速度运行，使得轧制轧件的时间较短；步骤5 采集并保存本道次轧制过程中的数据，用于下道次计算时使用； 依次循环上述步骤，直到轧完所有道次轧件。所述步骤1具体是步骤(1):首先判断当前道次是否是第一道次，如果是第一道次，将过程机提供的轧件长度作为初始长度，如果不是第一道次，那么将轧机在上次轧制时，在步骤3计算的轧件长度作为初始长度；步骤(2)根据过程机轧制规程中上次轧制厚度设定和本道次轧制厚度设定值，以及轧件在轧制过程中体积不变，则按照下述公式计算出本道次轧件轧完后的长度Lk，V=Lh*W H*H H=WHk,式中V为轧件的体积，Lk^1为轧件在k-Ι道次轧完后的轧件长度，Wk^1为k-Ι道次轧完后的轧件宽度，H 为k-Ι道次轧完后的轧件厚度，Lk为轧件在k道次轧完后的长度，Wk为在k道次轧完后的宽度，Hk为在k道次轧完后的厚度。所述步骤2具体是步骤(1):根据轧机电机最大转矩和轧机整个转动设备的转动惯量，计算出轧机空载时工作辊被传动装置驱动的最大加速度A ；步骤(2):根据轧机在咬入轧件后的轧件厚度、温度、材质不同所导致的不同轧制阻力， 计算预估的本道次的加速度减少量Al和制动加速度的增加量A2 ；步骤(3):按照下述公式计算出在轧制过程中运行的加速时的最大加速度I，和制动时的最大负加速度Ad，所述公式为Ar=A-Ak，Ad=A+Ak。所述步骤3具体是步骤(1)将轧辊转速检测编码器的检测量转变为轧辊线速度值； 步骤(2):从轧件进入轧机开始，先计算V*dt，式中V是轧辊线速度，dt是采样时间 ’然后计算出长度Lz=S (V^dt)；步骤(3)直到轧件离开轧机结束，保存计算出的长度Lz。所述步骤4具体是步骤(1)当轧件没有进入轧机时，轧机以加速度A加速到Vlk ； 步骤(2):当轧机进入轧机后，根据S= (V。2-Vd2)/ (2Ad)计算从当前速度制动到轧件抛出速度的距离，式中S为轧件抛出速度的减速距离，V。为工作辊当前速度，Vd为轧件被抛出离开工作辊速度，Ad为轧机减速时的最大加速度；步骤(3)当L2-L大于S的时候，那么轧机加速，Vc=Vc (前一扫描周期)+Ar*dt ；当V。大于Vx 时，Vc=Vx ；式中L2-L为本道次还没有轧制的轧件长度，Ar为轧机加速时的最大加速度，Vx 为设定的轧制时的最大速度；步骤(4)当L2-L小于S的时候，那么轧机必须减速，Vc= Vc (前一扫描周期)_Ad*dt ；当Vc小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜勇，卢家斌，王利国，陈跃华，杨子芳，李传涛，李四川，李海东，
申请(专利权)人：中冶南方武汉自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：