[发明专利]基于时间优化的可逆热轧机速度自动控制设备及方法

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术所存在的问题，提供一种自动轧制过程中，使轧制时间较短的速度自动控制设备及方法。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明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。

本发明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；