卷取区控制

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1、卷取区控制概述卷取区设备完成带钢的成卷、运输。卷取设备包括热输出辊道、侧导板、夹送辊、助卷辊、 卷筒、卸卷小车、翻钢机等。一般卷取区有 23 台卷取机，正常情况下，卷取机交替使用，以保 证整个轧线轧钢的速度。卷取机的控制包括张力控制、速度控制、辊缝（位臵）控制、压力控制及 顺序控制。下面就各设备的功能及控制分别描述。一、辊道控制热输出辊道自精轧出口到卷取机夹送辊为止。全部辊道共365个辊子，分为6段，其中13段 为第一组，46段和2#卷取机桥辊道为第二组。每组有一个SOURCE （整流源）提供直流电源，通过 每段的逆变柜给该段 提供三相交流电源。每台卷取机前有 4 个机前辊道，机前辊道的电机安

2、放在 传动侧，卷取机前还有一个转向辊，这个辊子的作用是：当带钢到达卷取机前往操作侧侧 导板移 动，便于钢卷单边对齐。热输出辊道把精轧输出带钢运送到卷取机卷取，同时通过设在辊道上的层 流冷却装臵把带钢的温度降到卷取温度。辊道速度的基准值来自过程机，通过EGD送入卷取机控制器（CSPD ）中。一般来讲，辊道的 速度基准值以精轧末机架速度为准。在控制器中，根据超前/滞后率计算产生一个速度附加值，通 过 IsBUS 分别送入传动装臵。在传动装臵中，这两个速度叠加到一起来控制辊道的运转。在带钢没有进卷筒时，辊道以一定的超前速度（一般为 0 20%， 这个数值一般是通过操作员 设定）运转，在辊道和带钢之间

3、建立一定的张力。当精轧机架与卷筒之间建立张力时，辊道以同步 速度运转。带钢尾部出 F6 后，辊道速 度切换为滞后速度（ 0 20%），使在辊道上的钢产生一定的 后张力，这个后张力可以使带尾部平整地躺在辊道上而不至于起套。在自动控制程序中，头部跟踪 和 尾部跟踪是判断带钢头部或尾部所在的依据。头部跟踪的计算公式如下：MAXHEAD=Jsdts为精轧末机架速度。起始时间从精轧末机架咬钢开始，卷筒有载信号到结束。尾部跟踪的计算公式如下：MAXTAIL=Jsdt s为下夹送辊速度反馈值。起始时间从精轧末机 架抛钢开始，夹送辊抛钢结束。辊道的运转可以在自动方式下进行，也可以在手动或点动方式下进行。在自动

4、方式下正转， 通过操作台面的手柄可以正、反转辊道。在 电气控制方面，热输出辊道对轧钢生产的影响主要是跳闸。如果是一段辊道中个别辊子跳 闸，影响相对而言较小，如果是一段辊道跳闸就有可能造成废钢。引起跳闸 的原因主要有：由于 辊道的速度变化较大引起电流的变化率大，或者由于辊道负载大而使电流超过额定电流一定的时 间，或者由于电机或电缆的绝缘下降等。二、侧导板控制卷取机侧导板的作用是在卷钢时平行地引导带钢进入卷取机，在卷取的过程中无任使用位臵 方式或者是压力方式，都可以使带钢单边对齐，因此，侧导板在卷钢时对于卷形质量有很大作用。1#卷取机侧导板的形状与其后面的卷取机侧导板有所不同： 1#侧导板前有一个

5、漏斗形的引导 导板，它有利于安全地将带钢引入夹送辊。因此在使用 1#2#卷取机时都用到 1#侧导板。侧导板是由两个平行的挡板组成，宽度范围 6001500mm， 开闭通过液压伺服系统驱动。两边 各有一个伺服放大系统，驱动各自的伺服阀，实现侧导板的平移、短行程、振动等功能。位臵反馈 是通过位移传感器，这个位移传 感器装在液压缸内，压力反馈通过压力传感器实现。因侧导板较 长，故每一边的侧导板都装有一个保证其两端同步移动的机械装置，这个装置的精度在士 1mm。在 检 修或紧急状态时可以通过旁通阀快速把侧导板打到最大位臵。侧导板的工作方式有位置控制和压力控制。在等待来钢时，侧导板工作在位置方式，其单侧

6、 开口度设定如下：W=W/2+b +b +c+offsetSSS1 SS2W :带钢宽度。b 和b 分别是短行程1、2的距离，b =25mm, b =20mm。c为5mm, offsetS SS1 SS2 SS1 SS2 操作员根据实际情况或工作经验设定的附加值。侧导板短行程的目的是为了带钢安全地进入侧导板并提高带钢的对中性。短行程第一次动作 是检测到带钢进入侧导板时。侧导板单侧动作距离为25mm，两边一共50mm。钢是否进侧导板一般 是通过对带钢头部跟踪实现的。当带钢出F6时，头部跟踪功能激活。当 MAXHEAD119.5M (使用 1#DC )或 MAXHEAD129M (使用 2#DC

7、)，短行程 1 ( SS1 )动作。 当钢进夹送辊时， SS2 动作， SS2 动作完成后，侧 导板和带钢接触。当侧导板压力大于设定值，如 果操作员选择的是压力调节方式，则侧导板调节方式将从位臵调节方式变为压力调节方式。为了更 加有利于侧导板和带钢接触，卷筒有负载后，侧导板还有一次动作，一般为5mm,这是对侧导板位 臵的修正。带钢尾部达到122m (选1#卷取机)或137m (选2#卷取机)时，压力调节方式变为位置调节， 同时侧导板的开口度的设定值是此时的实际位臵反馈。带钢离开夹送辊时,侧导板恢复原来的设定 值。当使用2#DC时，1#侧导板只进行SS1,把钢顺利引入2#卷取机。侧导板压力大小设

8、定。压力的大小以不把带钢夹得变形为原则。目前,梅山主要采用两种计算侧导板压力方法,一个是希马克公司的。这是列表方法,表格如下:带钢厚度(mm) X侧导板压力值(KN) Y082831842162383210361236当给定带钢的厚度时,根据上面的表格就可以算出侧导板的压力给定。公式如下:OUT=y + ( y -yi)*( INPUT-xi)/( x -xi) 这是一个插补计算。另外一种压力计算方法是根据 i i+1 i+1让侧导板承担总张力的比例来确定压力值,计算公式: A=9.8*(2/G+0.1)*Ys/210FORCE=A*G*W/2/M*PCT/100其中：A单位面积的张力G带钢厚

9、度 W 带钢宽度 M侧导板与带钢之间的摩擦系数( 0.15)PCT 侧导板承担总张力的比例 10%, Ys 带钢的屈服应力。以上两种方法计算结果差别不大，一般在5KN左右。目前热轧厂使用的是查表法。上面公式 计算出的结果是压力给定的基准,在实际的轧钢中压力给定操作员可以根据实际情况通过调整 offset 值来确定，一般总的压力设定在 1t3t 之间。在轧钢过程中侧导板应注意的事项。 1、 机械方面侧导板安装要以轧线中心为对称轴对称， 侧导板不能与辊子之间有摩擦以免影响电机正常运转。 2、侧导板标定要准确。如果标定值与实际 值相差较大，会 出现夹死带钢，或者进入压力环延迟，对带钢头部卷形不利。

10、3、在投位置环工作 时，应注意侧导板压力反馈，如果带钢头尾超宽极易把带钢卡死而废钢，这种情况 发生过好几次。 如果出现这样的情况，通过台面的按钮可以干预，使侧导板工作在一个比较合适的位置或者压力下。综上所述侧导板的顺序控制过程：1侧导板控制启动而且准备好-2侧导板在打开位置-3控 制器接受上位机新的带钢数据计算并把计算出的新的压力和位置基准值传到伺服控制系统-4侧导 板到达新 的位置-5发出侧导板准备好信号-6带钢头部到达侧导板短行程1动作-7带钢到达夹 送辊短行程2动作-8卷筒咬钢侧导板进一步压靠并检测压力值-9侧导板 压力到达设定值进入压 力环-10带钢尾部进入，侧导板切换到位置环，位置基

11、准是侧导板的反馈-11 带钢离开夹送辊侧 导板位置到达设定值，进入下一个循环。三、夹送辊控制夹送辊分为上、下夹送辊，上辊大直径900mm, 下辊小直径500mm。两个辊子分别用两个电 机驱动，由于两电机的运转速度是相同的，所以下夹送辊有一个齿轮变速箱，变速比为 1：1.8。夹 送辊的作用： 1、在带钢卷取的开始阶段令带钢变向（弯曲）到达卷筒并将夹送辊和精轧末机架之 间的带钢拉直。 2、在卷筒建立负载后夹送辊分担卷筒总张力的20%到 25% 左右。 3、精轧抛钢后承 担由精轧末机架分担的那部分张力,即提供后张力。为了能实现夹送辊的作用,我们要完成对夹送辊的下列控制：1速度控制 2、转矩控制 3、

12、位 臵控制 4、压力控制。1、速度控制与转矩控制。卷筒未有负载之前,夹送辊在速度调节状态,速度控制器激活。上、 下夹送辊速度为精轧末机架速度加上一个附加值。此速度附加值即夹送辊的超前率。夹送辊速度的 超前率大于辊道超前率,当卷筒建立负载后夹送辊进入转矩控制。实现其分担张力功能。转矩大小 是通过 UC 系统计算产生的,它的值计算如下：TRQ=TENREF*K*D/2Gr其中：TRQ 夹送辊转矩给定 TENREF 带钢总的张力给定 K 夹送辊分担的张力比例一 般-0.2-0.25 D夹送辊的直径（上夹900mm，下夹500mm） Gr 齿轮箱减速比（上夹1下夹 1.8）。当夹送辊进入转矩控制以后,

13、夹送辊超前率撤消,夹送辊速度下降并略低于带钢速度,这样 速度调节器处于过调状态,转矩开始上升并到达设定值,此时的夹送辊电机处于发电状态。当带钢尾部离开精轧 F5 机架,夹送辊切换到速度环,这时记忆切换时的精轧末机架速度值并 把记忆值作为夹送辊的新的速度基准。此时对夹送辊的转矩作限定,精轧末机架抛钢时夹送辊速 度 滞后投入以保证带钢获得足够的后张力。夹送辊在这段时间内做的工作实际是完成带钢张力交接, 带钢卷取张力由精轧末机架与卷筒之间建立转移到夹送辊与卷筒 之间建立,在这个过程中出现理 想的状况是在精轧末机架无张力抛钢。夹送辊的减速。根据控制要求,为了防止甩尾,让带钢尾部平稳地进入卷取机,要求带

14、钢尾 部速度较慢，目前我们设定进入夹送辊的速度为180mpm。带钢的减速点不固定，它是根据带钢速度 不同通过计算获得。假如带钢以速度v运行，减速率为a （150mpm/s），减速点距离计算如下：D=125-（ v2-1802） /120a-t*v/60-GG 操作员根据实际情况设定的 offset（m） t 减速反应时间 0.1s当尾部跟踪MAXTAIL大于D时，开始减速。当带钢速度小于180mpm时没有减速过程。2、夹送辊位臵控制和压力控制：夹送辊位臵控制和压力控制是液压伺服系统驱动。传动侧、 操作侧各有一伺服放大器驱动伺服阀,位臵检测元件用距离传感器,臵于两个液压缸内来检测辊缝。 压力检测

15、元件是压力传感器,两侧液压缸的盲端和杆端各有一个,共4 个。位臵传感器的反馈量是 数字信号，通过解码（灰码）来确定反馈值，压力传感器的反馈量是4 20ma的标准模拟量信号， 经过计算得出实际的压力值。如果选择某台卷取机,在等待来料时夹送辊处于位臵控制方式并在下降位。夹送辊的辊缝设 定如下：GAPREF=G-M+OFFSET G带钢厚度M当带钢厚度大于2mm,取0.05G，当小于2mm时取0.1mm， offset 是操作员给的附加值。带钢进入夹送辊时控制方式切换到压力控制。是否切换 根据下列条 件判断：1、夹送辊的压力反馈大于 49KN。 2、夹送辊的辊缝变化率大于 140,即 dg/dt 大

16、于 140。 夹送辊进入压力控制以后,位臵环开 放。在整个轧钢过程中压力给定分为三步。 1、头部压力。头 部压力的大小计算如下：FRCREF=TENREF/（ 2*M）M是带钢与夹送辊的摩擦系数。一般取0.20.25。 这个压力值可以使带钢进入夹送辊后形成张力。2、当卷筒建立张力后压力值为一恒定值在50KN左 右,一方面可以帮助带钢弯曲,另一 方面让带钢在一个较好的状态下被卷取。 3、尾部压力。带钢 尾部离开首机架时尾部压力投入,它的大小等同于头部压力值,不过它不是阶跃的而是有斜坡。带 钢尾 部离开夹送辊时切换到位臵控制方式,判断带尾离开夹送辊有两种方法, 1、当辊缝反馈小于 0.7GAPREF（大于等于2.8的带厚）或小于0.3GAPREF（小于2.8的带厚）。2、当尾部跟踪大于126m