一种中厚板精轧机辊道节电控制系统及方法与流程

1.本发明属于中厚轧制钢板的生产与控制领域，涉及一种中厚板轧机辊道节电控制系统及方法。


背景技术：

2.精轧机在钢板轧制过程中，前后辊道及轧制主机基本采用人工操作，精轧机前8组辊道、精轧机机前和机后工作辊道及精轧机机后8组辊道与轧机主机采用联动方式一起由操作工采用人工运动。因此，精轧机无论轧制多长钢板，精轧区域所有辊道都会参与控制，在钢板轧制前期，轧制钢板较短，大量输送辊道参与控制，浪费了大量的电力，不利于辊道节能。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种中厚板轧机辊道节电控制方法，在精轧机每道次未轧制前，轧机控制系统提前计算出本道次轧制完成后的钢板长度，根据钢板计算长度所需要的精轧机机前机后辊道长度，自动完成精轧机机前或机后辊道分组控制，从而达到辊道自动分组、自动投运的目的，有效提高辊道利用效率，达到节能效果。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一方面，本发明提供一种中厚板轧机辊道节电控制系统，包括精轧机本体及精轧机控制器，在精轧机前端设有机前工作辊道、机前辊道组，在精轧机后端设有机后工作辊道、机后辊道组；
6.所述精轧机本体包括上辊系和下辊系，所述上辊系连接有上辊系压下电机，所述上辊系压下电机通过轧机压下电机变频器驱动，所述轧机压下电机变频器通过精轧机控制器控制；
7.所述机前工作辊道、机前辊道组、机后工作辊道、机后辊道组分别通过机前工作辊道驱动电机、机前辊道组驱动电机、机后工作辊道驱动电机、机后辊道组驱动电机驱动；所述机前工作辊道驱动电机、机前辊道组驱动电机、机后工作辊道驱动电机、机后辊道组驱动电机分别通过由精轧机控制器控制的机前工作辊道变频器、机前辊道组变频器、机后工作辊道变频器、机后辊道组变频器驱动。
8.进一步，所述上辊系包括上轧制工作辊和上支撑；所述下辊系包括下轧制工作辊和下支撑。
9.更进一步，还包括用于测量上轧制工作辊和下轧制工作辊之间辊缝值的压下位移传感器，所述压下位移传感器设置在精轧机本体上，与精轧机控制器连接。
10.更进一步，所述上轧制工作辊和下轧制工作辊，均与对应的主机马达相连；主机马达通过主传动系统驱动；精轧机控制器发送控制指令给所述主传动系统驱动主机马达，带动上轧制工作辊和下轧制工作辊正向或反向运动。
11.另一方面，本发明提供一种中厚板轧机辊道节电控制方法，包括以下步骤：
12.s1：精轧机准备轧制，精轧机控制器启动机前辊道组，将待轧钢板输送至机前工作辊道；
13.s2：精轧机控制器根据轧制模型的辊缝设定值向上辊系发送压下控制指令；压下位移传感器实时反馈精轧机实际辊缝值，当精轧机实际辊缝值与模型辊缝设定值偏差在允许范围内，则精轧机控制器驱动上辊系停止压下，并产生定位完成信号；
14.s3：精轧辊缝定位完成后，精轧机控制器根据轧制当前钢板原料的厚度、宽度、长度以及轧制成品计划宽度和压下位移传感器反馈的精轧机辊缝值，通过待轧钢板预计算公式，计算轧制钢板长度；
15.s4：精轧机控制器根据钢板轧制状态判断控制流程，如果轧制方向为机前向机后轧制，进入步骤s5；如果轧制方向为机后向机前轧制，进入步骤s6；
16.s5：机前向机后轧制，精轧机控制器根据钢板预测长度计算值和机后辊道的布局位置，按沿轧制中心线的机后辊道长度必须大于钢板预测长度原则要求，自动对机后辊道进行分组控制；精轧机控制器自动选定机后辊道分组后，进行步骤s7；
17.s6：机后向机前轧制，精轧机控制器根据钢板预测长度计算值和机前辊道的布局位置，按沿轧制中心线的机前辊道长度必须大于钢板预测长度原则要求，自动对机前辊道进行分组控制；精轧机控制器自动选定机前辊道分组后，进行步骤s7；
18.s7：精轧机控制器根据程序流程选择的辊道分组设定，下发控制指令至对应的变频装置内完成本道次轧制；
19.s8：本道次轧制完成后，精轧机控制器判断当前道次是否到达末道次，如果没有到达末道次，则进入步骤s2；如果本道次到达末道次，则进入步骤s9；
20.s9：如果轧制完成，精轧机控制器启动机后所有辊道，将轧制完成钢板输送至后工序。
21.进一步，步骤s3中待轧钢板预计算公式如下：
[0022][0023]
其中，predictedlength为预测长度，计算结果单位为毫米；round()为计算公式取整；
[0024]
slabthk为原料厚度；slabwid为原料宽度；slablen为原料长度；α为钢坯原料密度；β为原料烧损系数；χ为轧制前滑系数；δ为计算增益系数；f_h_hot为精轧压下位移传感器反馈的精轧机辊缝值；planwidth为轧制成品计划宽度；ε为成品钢板密度；a为轧制抛钢距离。
[0025]
本发明的有益效果在于：本发明提供一种中厚板轧机辊道节电控制方法，在精轧机每道次未轧制前，提前计算出本道次轧制完成后的钢板长度，根据钢板计算长度自动对精轧机辊道进行分组控制，达到辊道自动分组、自动投运的目的，从而有效提高辊道利用效率，达到节能效果。
[0026]
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0027]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
[0028]
图1为本发明所述中厚板精轧机辊道节电控制系统结构示意图；
[0029]
图2为本发明所述中厚板精轧机辊道节电控制方法流程图；
[0030]
附图标记：精轧上、下轧制工作辊1，精轧上、下支撑2，精轧压下位移传感器3，精轧机机前工作辊道4，精轧机机后工作辊道5，精轧机机前辊道组6-13，精轧机机后辊道组14
‑ꢀ
21，精轧机控制器22，精轧主机马达101，精轧机主传动系统102，上辊系压下电机201，压下电机变频器202，辊道驱动电机601-1301，机前辊道变频器602-1302，机后辊道驱动电机 1401-2101，机后辊道变频器1402-2102，机后工作辊道驱动电机501，机后工作辊道变频器 502。
具体实施方式
[0031]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0032]
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0033]
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0034]
请参阅图1，本发明提供一种中厚板精轧机辊道节电控制系统，包括精轧机机前辊道1-8 组(6-13)、精轧机机前工作辊道4、精轧机本体、精轧机机后工作辊道5、精轧机机后辊道1
‑ꢀ
8组(14-21)，共同组成精轧机轧制控制系统；精轧机本体由精轧上下轧制工作辊1和精轧上下支撑2构成；精轧上轧制工作辊1和精轧上支撑辊构成精轧上辊系，精轧上辊系与对应的上辊系压下电机201相连；上辊系压下电机201通过轧机压下电机变频器202驱动；精轧机控制器22发送控制指令给轧机压下电机变频器202，轧机压下电机变频器202驱动上辊系压下电机201完成上辊系向上、向下的压下运动。精轧压下位移传感器3测量精轧机上下轧制工作辊1之间的辊缝值，将精轧机辊缝实时反馈给精轧机控制器22。精轧机机前辊道1-8组 (6-13)与每组对应的机前辊道驱动电机(601-1301)相连；每组辊道驱动电机(601-1301)通过机前辊道变频器(602-1302)驱动；精轧机控制器22发送控制指令给机前1-8组辊
道变频器(602
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1302)，驱动机前辊道电机(601-1301)正向、反向或停止运动。精轧机机前工作辊道4与对应的机前工作辊道驱动电机401相连；机前工作辊道驱动电机401通过机前工作辊道变频器402 驱动；精轧机控制器22发送控制指令给精轧机机前工作辊道变频器402，驱动机前工作辊道驱动电机201正向或反向运动。精轧机上下轧制工作辊1与对应的精轧主机马达101相连；精轧主机马达101通过精轧机主传动系统102驱动；精轧机控制器22发送控制指令给精轧机主传动系统102驱动精轧主机马达101正向或反向运动。精轧机机后工作辊道5与对应的机后工作辊道驱动电机501相连；机后工作辊道驱动电机501通过机后工作辊道变频器502驱动；精轧机控制器22发送控制指令给精轧机机后工作辊道变频器502，驱动机后工作辊道驱动电机501正向或反向运动。精轧机机后辊道1-8组(14-21)与每组对应的机后辊道驱动电机 (1401-2101)相连；每组辊道驱动电机(1401-2101)通过机后辊道变频器(1402-2102)驱动；精轧机控制器22发送控制指令给机后1-8组辊道变频器(1402-2102)，驱动机后辊道电机(1401
‑ꢀ
2101)正向、反向或停止运动。
[0035]
请参阅图2，为本系统的控制方法，具体包括以下步骤：
[0036]
s1、精轧机准备轧制，精轧机控制器22启动精轧机机前辊道1-8组(6-13)，将待轧钢板输送至精轧机机前工作辊道4；
[0037]
s2、精轧机控制器22根据轧制模型的辊缝设定值向精轧上辊系压下控制指令。精轧压下位移传感器3实时反馈精轧机实际辊缝值，当精轧机实际辊缝值与模型辊缝设定值偏差在允许范围内，则精轧机控制器22驱动上辊系停止压下，并产生定位完成信号。
[0038]
s3、精轧辊缝定位完成后，精轧机控制器22根据轧制当前钢板原料的厚度、宽度、长度以及轧制成品计划宽度和精轧压下位移传感器3反馈的精轧机辊缝值，
[0039]
通过待轧钢板预计算公式，计算轧制钢板长度。待轧钢板预计算公式如下：
[0040][0041]
predictedlength为预测长度，计算结果单位为毫米；round()为计算公式取整。
[0042]
slabthk为原料厚度；slabwid为原料宽度；slablen为原料长度；
[0043]
7.8为钢坯原料密度；0.98为原料烧损系数；1.01为轧制前滑系数；
[0044]
0.99为计算增益系数；
[0045]
f_h_hot为精轧压下位移传感器3反馈的精轧机辊缝值；
[0046]
planwidth为轧制成品计划宽度；
[0047]
7.85为成品钢板密度；1500为轧制抛钢距离。
[0048]
计算实例如下：
[0049][0050]
s4、精轧机控制器22根据钢板轧制状态判断控制流程，如果轧制方向为机前向机后轧制，进入步骤s5；如果轧制方向为机后向机前轧制，进入步骤s6。
[0051]
s5、机前向机后轧制，精轧机控制器22根据钢板预测长度计算值和机后辊道的布局位置，按沿轧制中心线的机后辊道长度必须大于钢板预测长度原则要求，自动对机后辊道进行分组控制。精轧机控制器22自动选定机后辊道分组后，进行步骤s7。
[0052]
如：计算实例，第1道，机前向机后轧制，钢板预测长度为19915mm，机后工作辊 机后1组辊道长度＝14680 7200＝21880mm，则机后工作辊 机后1组辊道大于钢板预测长度，精轧机控制器22自动选定机后工作辊 机后1组辊道进行自动控制。
[0053]
s6、机后向机前轧制，精轧机控制器22根据钢板预测长度计算值和机前辊道的布局位置，按沿轧制中心线的机前辊道长度必须大于钢板预测长度原则要求，自动对机前辊道进行分组控制。精轧机控制器22自动选定机前辊道分组后，进行步骤s7。
[0054]
如：计算实例，第2道，机后向机前轧制，钢板预测长度为22847mm，机前工作辊 机前2组辊道长度＝14680 7200 7200＝29080mm，则机前工作辊 机前2组辊道长度大于钢板预测长度，精轧机控制器22自动选定机前工作辊 机前2组辊道长度进行自动控制。
[0055]
s7、精轧机控制器22根据程序流程选择的辊道分组设定，下发控制指令至对应的变频装置内完成本道次轧制。
[0056]
s8、本道次轧制完成后，精轧机控制器22判断当前道次是否到达末道次，如果没有到达末道次，则进入步骤s2；如果本道次到达末道次，则进入步骤s9。
[0057]
s9、如果轧制完成，精轧机控制器22启动机后所有辊道，将轧制完成钢板输送至后工序。
[0058]
通过上述控制流程，精轧机控制器22可以提前计算出本道次轧制完成后的钢板长度，根据钢板计算长度自动对精轧机辊道进行分组控制，达到辊道自动分组、自动投运的目的，从而有效提高辊道利用效率，达到节能效果。
[0059]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。