一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法技術

本發明專利技術提供一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法，以帶尾定位偏差最小作為目標函數，通過建立帶尾定位速度計算模型、一次定位長度計算模型、二次定位長度計算模型，對卷取機帶尾長度進行精確的定位控制，以獲得最佳的帶尾定位效果。本發明專利技術消除了由于人工調整所帶來的定位不準的問題，可極大提高帶尾定位位置的計算和控制精度，使定位偏差從0.2m降低到0.05m以下，在提高冷軋帶鋼成材率的同時，提高連續軋制的生產效率和產品質量，并極大減輕操作人員的勞動強度。本發明專利技術充分利用原有控制設備，節省技術引進資金投入，并易于維護，是一種新的適應工業應用的冷軋卷取機帶尾定位控制方法。

【技術實現步驟摘要】
一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法
本專利技術屬于軋鋼工藝領域，尤其涉及一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法。
技術介紹
冷軋帶鋼正常軋制后，通過冷連軋機、剪前夾送輥、飛剪、剪后導向輥后，經卷取機卷取成一定卷徑的鋼卷。在帶鋼軋制工藝上，冷連軋機的末機架到卷取機的整個區域稱為軋制線的出口，出口是冷連軋線上的最后環節，在卷取機上卷取的鋼卷即為冷連軋的最終成品。現代鋼鐵企業普遍采用Carrousel雙卷筒卷取機。機組穿帶時，將帶頭穿至穿帶卷取芯軸上，穿帶完成后輪盤逆時針旋轉180°，穿帶位芯軸定位到卷取位開始軋制，原卷取位芯軸同時定位到穿帶位，進行穿帶準備。當機組完成剪切分卷后，卷取位芯軸完成卸卷，同時穿帶位芯軸完成穿帶，輪盤再次逆時針旋轉180°完成芯軸定位，實現軋機連續軋制。最終冷軋成品的質量與軋機各機架的控制有關，如厚度控制、張力控制、板形控制等，雖然出口部分并不能改變帶鋼的質量指標，但是高質量的成品若在出口部分處理不當，將會使其成為廢品或次品，造成不應有的經濟損失。對于整條生產線來說，卷取機是控制難度較大的關鍵設備，如果卷取機甩尾時帶尾位置控制不好，將會導致整個卸卷生產線降速，造成后續自動控制系統程序無法執行，從而影響產量。一般帶尾定位分為上卷取和下卷取，若帶尾定位還沒有達到8點（即以時鐘12個整點位置為參照，其上卷取時卷取機逆時針旋轉帶尾在8點和12點之間）或4點（即下卷取時卷取機順時旋轉帶尾在12點和4點之間）位，就需要操作人員人為停止自動程序的執行，操作需要點動旋轉卷取機，目測帶尾位置使之停留在8點或4點位置。然后再啟動半自動程序卸卷和在鞍座之間移動鋼卷；或者不停止自動程序的執行，操作人員就得用手托住過長的帶尾來完成卸卷和鋼卷在鞍座之間的移動。如果帶尾拖在地上，或者造成最后一圈帶鋼松弛，將直接影響質量，卷取機上帶尾定位控制非常關鍵。因此，在卷取過程中，剪切結束信號發出后，帶鋼帶尾的速度如何設定以及帶尾長度如何定位是決定帶鋼成品質量最關鍵的收尾階段。目前，鋼企對冷連軋卷取帶尾定位研究較少，普遍采用一次定位技術，且帶尾多旋轉1圈或多圈，既浪費時間又容易造成定位不準的問題，本專利技術在研究國外先進定位技術的基礎上，結合多年生產實踐經驗，提出帶尾定位速度和兩次定位長度設定技術，以保證帶尾的定位精度，提高生產效率和產品質量。
技術實現思路
本專利技術提供一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法，旨在克服人工調整所帶來的定位不準的缺陷，實現帶尾定位位置的準確計算和控制，提高連續軋制的生產效率和產品質量，并減輕勞動強度。為此，本專利技術所采取的解決方案是：一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法，其特征在于，建立帶尾定位速度計算模型和一次定位長度計算模型、二次定位長度計算模型，其具體方法為：1、帶尾定位速度計算模型帶鋼定位的過程是確定被定位帶鋼尾部的長度，并實時根據張力輥反饋實際長度，進行速度斜坡定位控制。當“剪切完”信號發出后，必須對卷取機上的帶鋼帶尾進行加速，以使得當前卷的帶尾和新卷的帶頭盡快分離；帶尾離開飛剪和剪后導向輥后，進入定位和減速階段；“剪切完”信號發出后啟動跟蹤，以便為定位系統操作提供實際長度檢測信號，作為定位長度計算的修正值。其帶尾定位速度計算模型為：Jolt=Apos/TJVR=0.5·Jolt·TJ2=0.5·Apos/TJ·TJ2=0.5·Apos·TJTL=(VMR-2VR-Vpos)/Apos=(VMR-Apos·TJ-Vpos)/AposTqs=2TJ+TL式中，VR為定位速度；VMR為定位起始主令速度；Vpos為最終定位速度，一般為0值；Apos為定位加速度；TJ為加速度斜坡時間；TL為勻減速時間；Jolt為加速度變化；Tqs為帶尾定位時間。2、帶尾一次定位長度計算模型當帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，根據生產工藝的要求，帶尾將落在帶卷圓周的一個固定位置上，定位長度的計算在“剪切完”信號發出后開始，直到定位完成時結束；定位長度依賴于卷徑大小，帶尾一次定位長度在卷取圓周12點（圓周最頂點）附近，由于卷徑D比剪后導向輥直徑d大很多。故帶鋼一次定位長度設定模型為：WS1pos=I+PTurnpos·πD+PDLpos_syn+WDLpos式中，WS1pos為帶鋼定位長度設定值；a為卷取卷筒圓心到導向輥水平距離，b為卷取卷筒圓心到導向輥垂直距離，D為卷徑長度；PTurnpos為帶鋼需要旋轉n圈，一次定位取0值；PDLpos_syn為導向輥到同步點的距離；WDLpos為距離12點位置的定位長度偏差，一次定位取-0.2；帶鋼一次定位長度實際模型為：XDLpos=ΔXNW_count·πD式中，XDLpos為帶鋼定位長度實際值；ΔXNW_count為帶鋼定位旋轉圈數差，一次定位取0值；則帶尾長度設定值與實際值比較結果：XDLpos_rest=WSpos-XDLpos一次定位帶鋼降速距離計算：最后得到定位長度設定值模型為：Lpos_br=XDLpos_rest-XDLpos_br=WS1pos-XDLpos-XDLpos_br式中，Lpos_br為最終定位長度；VMR為定位起始主令速度；Vpos為最終定位速度；Apos為定位加速度；JTpos為定位加速度調整時間；3、帶尾二次定位長度計算模型當帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，根據生產工藝的要求，帶尾二次定位亦落在帶卷圓周的一個固定位置上，直到定位完成時結束，定位長度依賴于卷徑大小，帶尾二次定位長度在卷取圓周6點（圓周最低點）附近；帶鋼二次定位長度設定模型為：WS2pos=I+PTurnpos·πD+PDLpos_syn+WDLpos+PTlength+PTcorrect_length式中，WS2pos為帶鋼二次定位長度設定值；a為卷取卷筒圓心到導向輥水平距離，b為卷取卷筒圓心到導向輥垂直距離，D為卷徑長度；PTurnpos為帶鋼需要旋轉n圈，二次定位取0.5；PDLpos_syn為導向輥到同步點的距離；WDLpos為距離6點位置的定位長度偏差，二次定位取-0.05m；PTlength為帶尾長度，二次定位取-0.36m；PTcorrect_length=VMR1·(-0.15)+0.325為帶尾定位修正長度；帶尾二次定位長度實際模型為：XDLpos=ΔXNW_count·πD式中，XDLpos為帶鋼定位長度實際值；ΔXNW_count為帶鋼定位旋轉圈數差；則帶尾長度設定值與實際值比較結果：XDLpos_rest=WSpos-XDLpos二次定位帶鋼降速距離計算模型為：最后得到帶尾定位長度設定值模型為：Lpos_br=XDLpos_rest-XDLpos_br=WS2pos-XDLpos-XDLpos_br式中，Lpos_br為最終定位長度；VMR為定位起始主令速度；Vpos為最終定位速度；Apos為定位加速度；JTpos為定位加速度調整時間。本專利技術的有益效果為：本專利技術通過帶尾兩次定位長度計算模型的引入，消除了由于人工調整所帶來的定位不準的問題，提高了帶本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法，其特征在于，建立帶尾定位速度計算模型和一次定位長度計算模型、二次定位長度計算模型，其具體方法為：（1）帶尾定位速度計算模型帶鋼定位的過程是確定被定位帶鋼尾部的長度，并實時根據張力輥反饋實際長度，進行速度斜坡定位控制；當“剪切完”信號發出后，必須對卷取機上的帶鋼帶尾進行加速，以使得當前卷的帶尾和新卷的帶頭盡快分離；帶尾離開飛剪和剪后導向輥后，進入定位和減速階段；“剪切完”信號發出后啟動跟蹤，以便為定位系統操作提供實際長度檢測信號，作為定位長度計算的修正值；其帶尾定位速度計算模型為：Jolt=Apos/TJVR=0.5·Jolt·TJ2=0.5·Apos/TJ·TJ2=0.5·Apos·TJTL=(VMR?2VR?Vpos)/Apos=(VMR?Apos·TJ?Vpos)/AposTqs=2TJ+TL式中，VR為定位速度；VMR為定位起始主令速度；Vpos為最終定位速度，一般為0值；Apos為定位加速度；TJ為加速度斜坡時間；TL為勻減速時間；Jolt為加速度變化；Tqs為帶尾定位時間；（2）帶尾一次定位長度計算模型當帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，根據生產工藝的要求，帶尾將落在帶卷圓周的一個固定位置上，定位長度的計算在“剪切完”信號發出后開始，直到定位完成時結束；定位長度依賴于卷徑大小，帶尾一次定位長度在卷取圓周12點附近，由于卷徑D比剪后導向輥直徑d大很多，故帶鋼一次定位長度設定模型為：WS1pos=I+PTurnpos·πD+PDLpos_syn+WDLpos式中，WS1pos為帶鋼定位長度設定值；a為卷取卷筒圓心到導向輥水平距離，b為卷取卷筒圓心到導向輥垂直距離，D為卷徑長度；PTurnpos為帶鋼需要旋轉n圈，一次定位取0值；PDLpos_syn為導向輥到同步點的距離；WDLpos為距離12點位置的定位長度偏差，一次定位取?0.2；帶鋼一次定位長度實際模型為：XDLpos=ΔXNW_count·πD式中，XDLpos為帶鋼定位長度實際值；ΔXNW_count為帶鋼定位旋轉圈數差，一次定位取0值；則帶尾長度設定值與實際值比較結果：XDLpos_rest=WSpos?XDLpos一次定位帶鋼降速距離計算：XDLpos_br=0.5((VMR2-Vpos2)Apos+JTpos(VMR+Vpos))]]>最后得到定位長度設定值模型為：Lpos_br=XDLpos_rest?XDLpos_br=WS1pos?XDLpos?XDLpos_br式中，Lpos_br為最終定位長度；VMR為定位起始主令速度；Vpos為最終定位速度；Apos為定位加速度；JTpos為定位加速度調整時間；（3）帶尾二次定位長度計算模型當帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，根據生產工藝的要求，帶尾二次定位亦落在帶卷圓周的一個固定位置上，直到定位完成時結束，定位長度依賴于卷徑大小，帶尾二次定位長度在卷取圓周6點附近；帶鋼二次定位長度設定模型為：WS2pos=I+PTurnpos·πD+PDLpos_syn+WDLpos+PTlength+PTcorrect_length式中，WS2pos為帶鋼二次定位長度設定值；a為卷取卷筒圓心到導向輥水平距離，b為卷取卷筒圓心到導向輥垂直距離，D為卷徑長度；PTurnpos為帶鋼需要旋轉n圈，二次定位取0.5；PDLpos_syn為導向輥到同步點的距離；WDLpos為距離6點位置的定位長度偏差，二次定位取?0.05m；PTlength為帶尾長度，二次定位取?0.36m；PTcorrect_length=VMR1·(?0.15)+0.325為帶尾定位修正長度；帶尾二次定位長度實際模型為：XDLpos=ΔXNW_count·πD式中，XDLpos為帶鋼定位長度實際值；ΔXNW_count為帶鋼定位旋轉圈數差；則帶尾長度設定值與實際值比較結果：XDLpos_rest=WSpos?XDLpos二次定位帶鋼降速距離計算模型為：XDLpos_br=0.5((VMR2-Vpos2)Apos+JTpos(VMR+Vpos))]]>最后得到帶尾定位長度設定值模型為：Lpos_br=XDLpos_rest?XDLpos_br=WS2pos?XDLpos?XDLpos_br式中，Lpos_br為最終定位長度；VMR為定位起始主令速度；Vpos為最終定位速度；Apos為定位加速度；JTpos為定位加速度調整時間。...

【技術特征摘要】
1.一種冷連軋卷取機帶尾定位控制方法，其特征在于，建立帶尾定位速度計算模型和一次定位長度計算模型、二次定位長度計算模型，其具體方法為：(1)帶尾定位速度計算模型帶鋼定位的過程是確定被定位帶鋼尾部的長度，并實時根據張力輥反饋實際長度，進行速度斜坡定位控制；當“剪切完”信號發出后，必須對卷取機上的帶鋼帶尾進行加速，以使得當前卷的帶尾和新卷的帶頭盡快分離；帶尾離開飛剪和剪后導向輥后，進入定位和減速階段；“剪切完”信號發出后啟動跟蹤，以便為定位系統操作提供實際長度檢測信號，作為定位長度計算的修正值；其帶尾定位速度計算模型為：Jolt＝Apos/TJVR＝0.5·Jolt·TJ2＝0.5·Apos/TJ·TJ2＝0.5·Apos·TJTL＝(VMR-2VR-Vpos)/Apos＝(VMR-Apos·TJ-Vpos)/AposTqs＝2TJ+TL式中，VR為定位速度；VMR為定位起始主令速度；Vpos為最終定位速度，取0值；Apos為定位加速度；TJ為加速度斜坡時間；TL為勻減速時間；Jolt為加速度變化；Tqs為帶尾定位時間；(2)帶尾一次定位長度計算模型當帶鋼全部纏在卷取芯軸上后，根據生產工藝的要求，帶尾將落在帶卷圓周的一個固定位置上，定位長度的計算在“剪切完”信號發出后開始，直到定位完成時結束；定位長度依賴于卷徑大小，帶尾一次定位長度在卷取圓周12點附近，由于卷徑D比剪后導向輥直徑d大很多，故帶鋼一次定位長度設定模型為：WS1pos＝I+PTurnpos·πD+PDLpos_syn+WDLpos式中，WS1pos為帶鋼定位長度設定值；a為卷取卷筒圓心到導向輥水平距離，b為卷取卷筒圓心到導向輥垂直距離，D為卷徑長度；PTurnpos為帶鋼需要旋轉n圈，一次定位取0值；PDLpos_syn為導向輥到同步點的距離；WDLpos為距離12點位置的定位長度偏差，一次定位取-0.2m；帶鋼一次定位長度實際模型為：XDLpos＝ΔXNW_count·πD式中，XDLpos為帶鋼定位長度實際值；ΔXNW_count為帶鋼定位旋轉圈數差，一次定位取0值；則帶尾長度設定值與實際值比較結果：XDLpos_rest＝WS1pos-XDLpos一次定位帶鋼降速距離計算：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張巖，王軍生，高健，秦大偉，費靜，柴明亮，劉寶權，許寒冰，宋君，吳萌，
申請(專利權)人：鞍鋼股份有限公司，
類型：發明
國別省市：遼寧;21