微張力控制介紹

1工藝設(shè)備介紹工藝設(shè)備承鋼棒材廠生產(chǎn)線軋機(jī)為全連續(xù)式大型軋鋼機(jī)，共18架，呈平立交替式布置。主軋線的主要設(shè)備有:冷坯上料設(shè)備、步進(jìn)梁式加熱爐、高壓水除磷系統(tǒng)、軋機(jī)、切頭及事故飛剪、控冶金設(shè)備設(shè)計(jì)制造公司—達(dá)涅利公司，其余局部為國外設(shè)計(jì)國內(nèi)制造。在這條生產(chǎn)線上還預(yù)留了鋼坯無頭焊接機(jī)、減定徑機(jī)組、大盤卷等設(shè)備的空間。150t/h雙排裝料，燃料為高爐煤氣，加熱爐承受氣化冷卻、煤氣空氣雙蓄熱燃燒技術(shù)。18架軋機(jī)分為粗、中、精軋三個(gè)機(jī)組，粗軋機(jī)組68架軋機(jī)，413～14架軋機(jī)具備快速換輥功能，16#、18#架軋機(jī)為尺飛剪。在中精軋機(jī)組間的兩組和精軋機(jī)后的一組水箱用于某些需控溫軋制的產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)格為Φ18～40mm。在精軋機(jī)組后設(shè)置淬火加回火處理(QTB)裝置，用來對Φ12～40mm的于2～3線切分的螺紋鋼的冷卻，有一條水冷線是用于線軋制螺紋鋼時(shí)的冷卻，輥道運(yùn)輸線QTB處理的規(guī)格。120m14m編組鏈和平移裝置。定尺擺剪位于冷床輸出輥道之后用于下冷床之后的軋件的定尺剪切道和雙輥道，用來將切成定尺的鋼材移送到鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上。在鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)后部設(shè)有鋼材的計(jì)數(shù)裝置，自動完成成品鋼材的定支包裝。在鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)后為鋼材的堆垛裝置，自動打捆機(jī)，稱重裝置等。車間電氣傳動承受了當(dāng)今較流行的變頻調(diào)速技術(shù)以及先進(jìn)的自動化掌握系統(tǒng)1所示。1硬件系統(tǒng)配置工藝流程步進(jìn)式加熱爐中加熱至950～1050186-8-4的數(shù)量化分，全線軋機(jī)成平立交替式布置，其中，精軋機(jī)組的16、18架軋機(jī)為平立可轉(zhuǎn)換軋機(jī)1～10架軋機(jī)之間承受微張力軋制技術(shù)，10～18架軋機(jī)之間承受活套無張力軋制。較小規(guī)格承受全線18架軋機(jī)軋制，軋制大規(guī)格時(shí)相應(yīng)削減機(jī)架，削減的主要原則是:直徑小于40mm的規(guī)格盡量承受精軋機(jī)軋制。在軋制過程中，各機(jī)組之間設(shè)有飛剪，用于切去軋件的不良頭尾，當(dāng)消滅故障時(shí)，飛剪可馬上將軋件碎斷。微張力模型的設(shè)計(jì)微張力的工藝原理是在相臨的兩個(gè)機(jī)架之間實(shí)現(xiàn)無張力軋制形成環(huán)節(jié)受環(huán)境條件及建模誤差的影響為了使現(xiàn)代棒材連軋機(jī)始終保持棒材在恒定的張力狀態(tài)下進(jìn)展軋制材，必需裝備掌握系統(tǒng)建立微張力軋制模型和速度級聯(lián)模型等各種掌握模型。微張力產(chǎn)生的原理微張力掌握實(shí)質(zhì)上是通過對相臨兩工作機(jī)架中上游機(jī)架的電機(jī)轉(zhuǎn)距進(jìn)展檢測;式表示為:T=MN－MN-1T＞0代表推;T＜0代表拉;MN表示上游機(jī)架記載的轉(zhuǎn)矩;MN-1表示坯料頭部進(jìn)入下游機(jī)架后記載的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩兩者之差即為張力。由于微張力掌握將兩相臨機(jī)架通過軋件聯(lián)系起來，使其存在偶合關(guān)系，系統(tǒng)不具備魯棒性，態(tài)特性且不確定因素的變化范圍可以預(yù)估，棒材廠全部的張力掌握模型在AMS系統(tǒng)完成2：2微張力形成原理圖微張力掌握系統(tǒng)承鋼棒材生產(chǎn)線的軋機(jī)設(shè)備承受意大利DANINELIASIROBICON公司供給，承受分布式掌握策略，操作站使用WIN2023操作系統(tǒng)，通訊協(xié)議使用IEEE802.3國際標(biāo)準(zhǔn)，軋機(jī)一側(cè)設(shè)置操作箱，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程/本地操作和換型使用。整個(gè)軋制系統(tǒng)集輥縫掌握、厚度掌握、軋制過程治理、數(shù)據(jù)顯示及操作掌握、故障診斷及遠(yuǎn)程診斷于一體，由上到下分為操作站設(shè)定、過程站掌握、傳動執(zhí)行三局部。操作站設(shè)定級完成與張力自動掌握有關(guān)的上層設(shè)定及其系統(tǒng)監(jiān)控功能機(jī)組態(tài)的選擇,即通過畫面設(shè)定哪幾架軋機(jī)之間被選作微張力掌握,哪幾架軋機(jī)之間被選作自:HMD信號檢測;物料跟蹤;速度設(shè)定;標(biāo)準(zhǔn)模式下的速度校正因子設(shè)定;非標(biāo)準(zhǔn)模式下的過速校正因子保護(hù);軋件入口速度跟蹤;軋件出口速度跟蹤。過程掌握站為ASIROBICONAMS系統(tǒng),它主要完成與微張力掌握和自動活套掌握有關(guān)的物料跟蹤、規(guī)律時(shí)序互鎖、傳動執(zhí)行級的速度級聯(lián)、速度給定及微張力掌握算法等功能。傳動執(zhí)行級主要完成微張力掌握局部軋機(jī)的傳動,在系統(tǒng)中由SVTL溝通變頻調(diào)速裝置完成。掌握系統(tǒng)由AMS過程站和S7400AMSVME機(jī)箱帶CPUPROFIBUSPROFIBUS通訊模板與與加熱爐、精整等其它過程站進(jìn)展通訊。ADT(ADT-ASIROBICONDEVELOPMENTTOOKIT)ISAGRAFI編制，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造PCPCPCPGMCONTRMFUNCM，PCPGMPCPGM下允許一個(gè)或幾CONTRMCONTRMFUNCM，從而使整個(gè)程序構(gòu)造呈階梯狀，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)造化設(shè)計(jì)。在CPU內(nèi)還有一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，它的作用是永久存儲數(shù)據(jù)和在程DBI/O模板和信號及程序中產(chǎn)生的其它數(shù)據(jù)信息。信號采集流程圖如圖3所示：3檢測信號流程圖微漲力掌握過程游機(jī)架的速度。軋機(jī)速度設(shè)定主要由兩局部組成:一局部是打算軋鋼生產(chǎn)速度主信號，由最末機(jī)架出口速度為基準(zhǔn)向上游安排，也就是速度級聯(lián)關(guān)系，即每過一個(gè)輥縫，除以一個(gè)速度校正因子;另一正常軋制。檢測值形成的偏差，與比例增益相乘形成微張力掌握的比例速度校正量;偏差值與增益常數(shù)張力掌握。微張力模型計(jì)算法則自動掌握計(jì)算法則是建立在以下根底上:后張力變化影響的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩要少于前張力的2~4倍。坯料進(jìn)入下游前，上游傳動的轉(zhuǎn)矩馬上給出所需要的轉(zhuǎn)矩，而不影響上游中間機(jī)架局部推和拉或來自于機(jī)械設(shè)備的臨時(shí)性的擾動。假設(shè)在上游傳動轉(zhuǎn)矩發(fā)生一些變化，坯料進(jìn)入下游輥縫時(shí)，由于不正確的速度關(guān)系導(dǎo)致此時(shí)進(jìn)展的掌握就將被認(rèn)為是推和拉矩的計(jì)算。轉(zhuǎn)矩的計(jì)算方法N-1N-1SCRN-1_LDTRQ通過一個(gè)低通濾波器來抑制速度掌握時(shí)產(chǎn)生的高頻噪聲信號得到。濾波時(shí)間的設(shè)定通過一個(gè)N-1TRQFILT參數(shù)來設(shè)置。這個(gè)濾波時(shí)間正常狀況0.5s0.4s將不會影響濾波器,0.2s計(jì)算一次增大轉(zhuǎn)矩標(biāo)準(zhǔn)到工作標(biāo)準(zhǔn)所需要的時(shí)間,N-1_TORQFILT,被平衡到濾波器的輸入。這個(gè)增加的延時(shí)時(shí)間由參數(shù)N-1BALTIME設(shè)置,0.4~0.6s轉(zhuǎn)矩的記憶消滅前,時(shí)間過短意味著被過濾的轉(zhuǎn)矩級別沒有到達(dá)正常的工作級別。KNm通過一個(gè)帶有N-1_TCONST因子的乘法被傳送到張力值,N/mm2:N-1_TCONST=Z×2023000／DW×AREA這里:Z=電機(jī)齒輪傳動速比;DW=有效的軋輥直徑(mm);AREA=坯料平均截面面積(mm2)。的值形成一個(gè)N-1_TCC流淌的級聯(lián)信號,確保上游選定的工作機(jī)架給出的電流值先進(jìn)入到張力掌握計(jì)算式中。留意中間機(jī)架的掌握算式被認(rèn)為是屬于下游機(jī)架的，上游機(jī)架傳動N-1作為轉(zhuǎn)換器掌握屬于下游傳動N。微張力掌握模型計(jì)算說明軋機(jī)力距測算:正在咬鋼的軋機(jī)讀出電機(jī)轉(zhuǎn)距NLDTRQ,則有:第N架軋機(jī)微張力級聯(lián)值=第(N-1)架軋機(jī)微張力級聯(lián)值;力級聯(lián)值為:第N架軋機(jī)微張力級聯(lián)值=NLDTRQ×(齒輪箱齒比)×2.0×10×6E/(軋輥直徑×軋輥受力面積);TN=NLDTRQ×i×2.0×10×6E/D×STNN架軋機(jī)微張力級聯(lián)值;I—齒輪箱齒比;D—軋輥直徑;S—軋輥受力面積。力矩存儲:第N架軋機(jī)的張力偏差計(jì)算;N架軋機(jī)微張力實(shí)際值=N架軋機(jī)微張力級聯(lián)值-第(N-1)架軋機(jī)微張力級聯(lián)值;TNACT=TN-TN-1TNACT:N架軋機(jī)微張力實(shí)際值;TN:N架軋機(jī)微張力級聯(lián)值;TN-1:第(N-1)架軋機(jī)張力存儲值。微張力掌握:R進(jìn)展上游機(jī)架速度校正:第N架軋機(jī)速度校正因子=N架軋機(jī)積分增益×第N架軋機(jī)張力修正值;上游機(jī)架速度校正:N架軋機(jī)校正速度主第N架軋機(jī)比例增益與第N架軋機(jī)張力修正值之積。張力選擇掌握方式器中。微張力掌握調(diào)整所需的參數(shù)，必需設(shè)置以下參數(shù)值:下游機(jī)架啟動微張力掌握的距離;張力掌握的積分時(shí)間;張力掌握的設(shè)定值;微張力設(shè)定值采樣時(shí)間的平均時(shí)間;下游機(jī)架停頓采樣時(shí)間。上述這些參數(shù)的設(shè)置在配方表里完成，然后下載到效勞器中,再從效勞器中下載到AMS系統(tǒng)，AMS系統(tǒng)是由“C”語言開發(fā)的程序塊，包括各種功能如速度級聯(lián)調(diào)整模型、活套調(diào)整AMS里即可,AMS,發(fā)出相關(guān)的指令。微張力模型4：4微張力參數(shù)配置畫面在監(jiān)控畫面菜單項(xiàng)選擇擇“張力棒圖棒圖中查看轉(zhuǎn)矩設(shè)定植和從傳動系統(tǒng)讀取的轉(zhuǎn)矩，二者比較,查看二者之差是否在要求的范圍內(nèi),留意此時(shí)掌握程序是在手動干擾的狀況下執(zhí)行的，也就是說在沒有選擇自動進(jìn)展速度5：5微張力棒圖顯示畫面或二機(jī)架間距離太近的場合采集相關(guān)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩(電流)。ASIRobicon所專有的算法模型對采集信號的電源噪聲和高次諧波5ms后，進(jìn)展轉(zhuǎn)矩采樣，頭部距離下游機(jī)架500mm停頓采樣，取采樣的平均值作為設(shè)RSVIEW人機(jī)接口。受張力影響，調(diào)整器對上游軋機(jī)轉(zhuǎn)速輸出修正量。正確減面率R隨后被自動更。被轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)矩信號N-1_TCC,N_TMEM(N/mm2)值被存貯。為減NWL3(mm),變量值將在±4N/mm2之間變化.假設(shè)變量增大，變量的緣由必需找到和并進(jìn)展修正。否則掌握可能導(dǎo)致的。全部的這一切參數(shù)下載到效勞器，然后在AMS系統(tǒng)自動完成張力和速度調(diào)整。微張力掌握模型轉(zhuǎn)矩參數(shù)的記憶坯料頭部未端進(jìn)入下游輥縫后形成的轉(zhuǎn)矩和所記憶的轉(zhuǎn)矩N_TMEM之間是有差異的,這種差異直接在坯料上產(chǎn)生一個(gè)實(shí)際的張力值。這個(gè)張力信號N_TACT(N/mm2)有一個(gè)用于拉的負(fù)信號和用于推的正信號.這兩種信號是在兩個(gè)機(jī)架N和N-1之間的中間局部坯料上形成的。N_TDEVN_TACTN-TREF(N/mm2)。這個(gè)參數(shù)由操作員設(shè)定,取得一個(gè)適宜的速度關(guān)系應(yīng)用于全部坯料.通常狀況下0-2N/mm2對于補(bǔ)個(gè)參數(shù)的設(shè)定的目的是掌握整個(gè)軋制材料的頭尾軋制。坯料的頭部未端進(jìn)入機(jī)架N后，在一個(gè)比較短的時(shí)間內(nèi)張力掌握被分成幾塊。延時(shí)時(shí)間由參數(shù)NDELTTC(s)要來自于入出口導(dǎo)位裝置，它可以通過作為形成推狀況下掌握說明。(R因子)，在臨時(shí)性的狀況下承受比例速度調(diào)整對選定的上游傳動修正使相互機(jī)架之間較長區(qū)域掌握保持穩(wěn)定NTIGAINNTPGAIN。5m的機(jī)掌握的記憶時(shí)，或經(jīng)過一段時(shí)間。這個(gè)時(shí)間由參數(shù)NMAXTTC(s)定義。這個(gè)設(shè)定定義了幾個(gè)掌握局部的最大時(shí)間。一般狀況下，這個(gè)時(shí)間設(shè)定為4s。坯料截面溫度很好地轉(zhuǎn)變了轉(zhuǎn)矩的縮NEXTENDTC設(shè)定為真，經(jīng)過一個(gè)單獨(dú)設(shè)置的最大時(shí)間后，掌握將被集中掌握。這個(gè)參數(shù)正常狀況下設(shè)置為針，至于傳遞的大局部類型，一個(gè)變化的反向張力略微會影響下游傳動的傳動轉(zhuǎn)矩。張力故障檢測信號的采集序中經(jīng)過困難的努力和寬闊的互鎖來過濾和測試這些干擾是可能消退的。HMD(HOTMETALDETECT)來監(jiān)視執(zhí)行這個(gè)功能。全部的各種類型的報(bào)警都要嚴(yán)格考慮到HMD信號可產(chǎn)生一個(gè)不正確的坯料的頭和尾的跟蹤，很多功能包括張力掌握功能都要依靠準(zhǔn)確的和重復(fù)性的跟蹤功能的模擬軋鋼功能。實(shí)際應(yīng)用中存在的問題在鋼坯馬上進(jìn)入下架軋機(jī)之前和剛進(jìn)入下架軋機(jī)不久制轉(zhuǎn)矩的取樣和微張力調(diào)整過程的持續(xù)