[实用新型]一种用于线材连轧的活套控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及线材连轧技术，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装置。

背景技术

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。

实用新型内容

为了克服以往活套控制的不足之处，本实用新型提供了一套针对活套的新的控制装置，目的在于能够有效减小活套起套时的超调量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括第一、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。

本实用新型的优点与积极效果为：

本实用新型结构简单、使用方便、能够有效提高轧制过程中的咬钢成功率及线材的轧制质量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的电气原理图；

图3为本实用新型的起套轧机升速曲线图；

图4为本实用新型可编程控制器的程序流程图。

具体实施方式

用于线材连轧的活套控制方法：用位于相邻两架轧机间的导向轮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，采用可编程控制器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V1＝8.5(m/s)，起套速度V2＝8.65(m/s)，起套加速度a＝1.5(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t＝0；设定活套高度H＝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，否则结束程序；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-V1)/a＝0.1(s)，保持V2速度时间Tb＝S/(V2-V1)-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*(V1+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*Tb，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H_f；计算活套高度误差e＝H-H_f；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H_f，否则继续执行下一步骤。控制起套辅助气缸回缩；程序结束。