热卷箱夹送矫直辊的控制

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７．１０　巷籀　遴　鹈竣接　１　前言　莱钢热卷箱是由加拿大ＨＡＴＣＨ公司提供的技　术许可设计制造的，其控制系统由国内自行完成。该　热卷箱是世界最新的第五代产品，工艺先进，控制复　杂。其中夹送矫直辊对开卷时开出的带钢进行夹送　和矫直，为后续工序提供平直的中间坯，保证飞剪和　精轧机稳定可靠的工作。夹送矫直辊根据生产工艺　要求要在压力控制模式和位置控制模式之间动态切　换，这就对控制系统提出了较高的要求。控制系统要　实时计算辊缝和压力的实际值并控制液压比例阀调　整设备到设定位置或压力。　２夹送矫直工艺过程　夹送矫直辊上下共有４个辊（见图１），下辊固　定，上辊安装在同一个框架上，由一个比例换向阀和　一个比例压力阀共同控制操作侧和传动侧的两个并　联管路的液压缸完成上辊框架的驱动。　上夹送辊　图１设备布置　卷取好的热钢卷在１号托卷辊（包括１Ａ托辊　和１Ｂ托辊）上进行开卷。在卷取尾部定位完成时设　定夹送辊辊缝为中间坯厚度加上穿带偏差，头部通　过夹送辊时转入压力控制，将头部以稳定的速度送　入飞剪切头；切头完成后再转成位置控制，辊缝为中　间坯厚度加上一个固定的矫直偏差值，直到开卷结　电　巡　基　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ　ＴＥＳＴ　■（山东莱芜钢铁集团自动化部２７１１０４）王继红　束；开卷结束时设定下一卷的头部穿带辊缝为中问　坯厚度加上穿带偏差。　２．１开卷到头部通过夹送矫直辊　在这过程中夹送矫直辊采用位置控制方式在上　一卷开卷尾部开出夹送矫直辊时，热卷箱要根据下　一卷带钢的厚度对夹送矫直辊辊缝进行预设定，在　卷取尾部定位完成时再次设定辊缝为中问坯厚度加　上穿带偏差。为了使开出的头部顺利进入夹送辊，穿　带偏差为＋５０ｍｍ，同时开尾辊反向旋转协助翘得较　高的带头通过夹送矫直辊，直到中间坯头部通过夹　送矫直辊（见图１中位置１）。　２．２夹送到飞剪完成切头　当中间坯头部通过夹送矫直辊，在热金属检测　器检测到信号后，夹送矫直辊立即切换到压力控制　方式，夹持中间坯送入飞剪进行切头，夹持压力为带　钢宽度ｘ２ＭＰａ／ｍ。送入飞剪的速度是根据飞剪要求　而设定的固定的速度１．５ｍ／ｓ，以保证飞剪稳定可靠　的完成切头动作。在夹送的的同时矫直辊对中间坯　进行矫直。　２．３矫直剩余带卷　飞剪切头完成后通过网络将切头完成信号传送　到热卷箱控制器，热卷箱在收到信号后将夹送矫直　辊转换到位置控制方式对中间坯进行矫直。此时的　辊缝设定在中间坯厚度加上矫直偏差，矫直偏差为＋　２５ｍｍ，同时开卷速度开始跟随精轧机传来的咬钢速　度，在精轧机咬钢后一直跟随轧机给定的速度。这种　状态一直保持到开卷完成．或者操作员的特殊干预。　２．４特殊情况处理　在开卷中由于后续设备原因中断开卷，可以由　飞剪切断中间坯，由热卷箱将剩余中间坯回卷成卷，　如果带卷不在１号托辊上，要将带卷移至１号托卷　辊上，便于再次开卷或取出钢卷。　夹送辊可以手动压下帮助从精轧机退出中断轧　制的中间坯。　维普资讯 http://www.cqvip.com 虞羼攮瑗与实践　３控制方法　通过电信号控制比例换向阀和比例溢流阀完成　上辊框架的控制。在操作侧和传动侧的两个液压缸　内都装有内置式的直线位移传感器用来检测液压缸　的行程．再由控制器通过计算得出上夹送辊的位置　及上下辊辊缝。在液压回路上设有二个压力传感器　分别检测液压缸有杆腔和无杆腔的压力，可以计算　出夹送辊的夹持力。参见图２。　在控制器内使用二个ＰＩＤ闭环控制功能块，分　别用于位置控制和压力控制。根据需要进行切换配　合完成位置或压力控制。　图２　液压回路及传感器　３．１控制条件　控制器采用西门子Ｓ７—４００系列ＰＬＣ。　控制器通过选择内置安装在液压缸内的位移传　感器检测液压缸的行程，在两侧的传感器均正常的　情况下取二者的平均值作为机构行程计算依据，在　一支传感器故障的情况下取用正常的一支传感器数　值作为机构行程计算依据。通过解析法计算出上下　夹送辊的辊缝值。　控制器通过计算两个压力传感器的差值得到上　下夹送辊的压力。　输出采用电流信号控制比例换向阀和比例溢流阀。　２００７，ｌ０　主控　ＰＩＤ　位置　量　程序　控　压力　化　接　模式　制　计算　功　口　选择　功　能　能　模　板　给定　块　块　图３　电控系统　所有模拟量输入输出都通过量化功能块量化成　工程量纲后进行计算。　３．２位置控制方式　采用一个ＰＩＤ功能块进行位置控制。给定值是　目标辊缝值．反馈值是计算出的实际辊缝，输出控制　比例换向阀。　功能块主要的参数设定如下：　选择比例、积分有效，不使用微分；　比例增益：７５　积分时问：１５ｓ　死区控制：０．２５　扫描时间：３０ｍｓ　手动输出：一１５００　辊缝给定　ＰＩＤＨ比例换向阀Ｈ液压缸　位移　实际辊缝　实际辊缝计算Ｈ位移传感器　图４位置闭环控制　３．３压力控制方式　采用一个ＰＩＤ功能块进行压力控制。给定值是　目标压力，反馈值是计算出的实际压力，输出控制比　例溢流阀。　功能块主要的参数设定如下：　选择比例、积分有效．不使用微分：　比例增益：１５００　积分时间：３ｓ　死区控制：０．０５　扫描时间：３０ｍｓ　手动输出：１６０００　压力给定　压力控Ｓｔ］ｅＩＤＨ比例溢流阀Ｈ液压　压力／位移　实际压力　实际压力计算Ｈ压力传感器　图５压力闭环控制　屯蚤迦　基　ＥＬＥ　ｒＦ哟ＩＮＩＣ　ＴＥＳＴ　维普资讯 http://www.cqvip.com ２ｏｏ７．１０　３．４位置控制与压力控制的配合　在位置控制方式下，要求具有系统压力，这就要　求比例溢流阀调整到比较高的压力，利用压力控制　ＰＩＤ功能块的手动输出控制比例溢流阀的输出压　，　，ｒ挂鼍　力，此时设置压力控制ＰＩＤ功能块的手动控制有效。　在压力控制方式下，要求有一定的流量为液压回　路提供压力油，流量的大小可以控制机构的执行速　度，利用位置控制ＰＩＤ模块的手动输出控制比例换向　广　ｆ　二．阀，此时设置位置控制ＰＩＤ功能块为手动控制有效。　这样就可以做到在位置控制和压力控制之间进　行无扰动的切换。　九　一二　二竺　Ｔ／ｓ　３６０　图６位置和压力曲线　４实际应用效果　采用上述控制方法对热卷箱夹送矫直辊进行控　位置闭环对热卷箱夹送矫直辊进行控制，将复杂的　位置与压力控制简化成相对简单的独立控制，在实　际应用中完全满足工艺要求，同时降低了对控制器　的要求，也降低了系统的调试及维护难度。　制，取得了良好的效果。位置控制平稳高效，控制精　度和响应速度均满足使用要求。压力控制也完全满　足控制要求，见图６。图中辊缝Ｇａｐ变化平滑稳定，　压力Ｐ响应快速，辊缝和压力同时波动是因为上翘　的带尾通过夹送辊引起的。通过莱钢热卷箱的实际　应用，完全达到了预期的控制效果。　［１］Ｃａｒｌ　ＭｃＫｅｎｎｅｙ．Ｌａｉｗｕ　Ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｒ０．Ｃａｎａｄａ：　Ｈａｔｃｈ　Ｓｔｅｈｅｃｈ，２００５．　参考文献：　［２］施妙根顾丽珍．科学和工程计算基础．北京：清华大学出　５结束语　通过采用两个相对独立的闭环控制——压力和　版社．１９９９．　［３］雷天觉．液压工程手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，　１９９０．　剿蹩喇　孥　剑　澳　。　—　泰克公司日前宣布　为测试和验证ＰＣＩ　Ｅｘｐｒｅｓｓ（ＰＣＩｅ）１．０和２．０设计推出新的ＴＬＡ７Ｓ１６和　ＴＬＡ７Ｓ０８串行分析仪。泰克新的串行分析仪产品提供了详细的ＰＣＩｅ　２．０协议信息及跨总线分析功能。它　们增强了ＰＣＩｅ测试解决方案，使得开发下一代高速计算平台成为可能。。　ＰＣＩ　Ｅｘｐｒｅｓｓ　２．０增强了计算机、存储器和通信领域产品的性能。其主要增强功能是把速度从２．５　Ｇｂ／ｓ　提高到５．０　Ｇｂ／ｓｏ　ＰＣＩｅ　２　０最大的验证挑战是以两倍的速度捕获信号，验证电源管理，执行跨总线分析。　对于电源管理，它需要动态协商使用的通路数量或“链路宽度，’（最多ｌ６路）、链路速度（２．５　Ｇｂ／ｓ一５．０　Ｇｂ／ｓ）￣ｌ　空闲状态　才可以尽量的节约能耗。电源管理在系统中至关重要ｊ这样笔记本电脑才可以延长电池工作　时间棚服务器系统才能够节约能量。　。　。　≮　一　ＰＣＩｅ　２．０是＿种三层架构，分为物理层（电气子块和逻辑子块）、数据链路层和事务层。物理层的逻辑　子块是负责进行链路宽度、初始化和速度协商的。数据链路层是保证发送到链路上的数据的正确性以及　数据在链路上被可靠地分组传送。事务层是进行建立请求，结束交易、分组流量控制和消息传送的。　屯　塾　ＥＬ｜三ＣＴＲＯＮＩＣＴＥＳＴ