一種用于粗軋機的板坯鐮刀彎控制系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱乳板坯板形自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于粗乳機的板坯鐮刀 彎控制系統(tǒng)，以此來改善板坯鐮刀彎問題，滿足板坯鐮刀彎控制要求。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐮刀彎是板坯在乳制方向上發(fā)生側(cè)向彎曲的現(xiàn)象。通常情況下，板坯的鐮刀彎往 往在板坯的頭部或尾部3~5m處較嚴重。產(chǎn)生鐮刀彎現(xiàn)象的原因可以歸結(jié)為兩部分：乳件 因素（來料楔形、兩側(cè)溫度不均、走偏）和乳機因素（兩側(cè)剛度差異、牌坊和軸承座間隙過 大）。板坯鐮刀彎現(xiàn)象易使精乳出口帶鋼產(chǎn)生楔形，甚至引起生產(chǎn)出現(xiàn)甩尾、堆鋼等事故，嚴 重影響產(chǎn)品質(zhì)量和正常生產(chǎn)。
[0003] 由于鐮刀彎缺陷問題存在復(fù)雜的誘發(fā)原因與作用機理，且包含大量非線性與耦合 影響關(guān)系，因此對粗乳板坯鐮刀彎現(xiàn)象進行的研究，主要集中在產(chǎn)生機理的定性描述，而對 鐮刀彎的定量描述研究相對較少，缺少理論支撐，導(dǎo)致長期以來沒有成功開發(fā)出有效的在 線控制系統(tǒng)。目前，粗乳板坯鐮刀彎的調(diào)控方式是操作人員根據(jù)觀察板坯鐮刀彎大小和方 向，憑經(jīng)驗給定調(diào)平值，HGC (液壓位置控制）根據(jù)此值調(diào)節(jié)粗乳機兩側(cè)輥縫。但實際效果 經(jīng)常會出現(xiàn)偏差，出現(xiàn)調(diào)節(jié)不足或過多的現(xiàn)象。因此，有必要提供一種應(yīng)用于粗乳機上的粗 乳板坯鐮刀彎控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于，提供一種用于粗乳機的板坯鐮刀彎控制系統(tǒng)，可有效地控制 粗乳板坯鐮刀彎。
[0005] 板坯鐮刀彎控制系統(tǒng)包括：板坯寬度檢測模塊，兩側(cè)輥縫調(diào)平模塊，計算機控制模 塊和存儲器。
[0006] 存儲器中保存粗乳板坯各道次的鐮刀彎彎曲量、彎曲類型和實際調(diào)平值等數(shù)據(jù)。
[0007] 板坯寬度檢測模塊采集測寬儀檢測的中心線偏移量數(shù)據(jù)，計算板坯鐮刀彎的彎曲 類型和彎曲程度，并將板坯鐮刀彎的彎曲類型和彎曲程度發(fā)送到計算機控制模塊；為衡量 鐮刀彎彎曲程度，對出口板坯中心線偏移量數(shù)據(jù)對其進行拋物線擬合，擬合的曲線如下：
[0008] y = ax2+bx+c[lnin, lnax]
[0009] 式中y--表不板還中心點在寬度方向上的偏移量，mm ;x--表不板還中心點 在長度方向上的值，mm ;lmin，1_--表示板還中心點在長度方向上的取值范圍，mm ;a、b、 c 表不二次曲線的系數(shù)。
[0010] 將粗乳板坯鐮刀彎分為五類："(："，"5"，"/"，"\"和"1^。其中"/"表示板坯偏向 操作側(cè)"表示板坯偏向傳動側(cè)；"N"表示板坯板形良好。對于不同類型的鐮刀彎，定義 不同的鐮刀彎彎曲量計算公式。
[0011] 對于"C"型和"S"型鐮刀彎，采用如下公式：
[0013] 對于"/"型鐮刀彎，采用如下公式：
[0015] 對于" \ "型鐮刀彎，采用如下公式：
[0017] 式中ymax，ymin--分別為板還長度方向上中心線側(cè)向偏移的最大值和最小值，mm ; Yhead^ Ytail--分別為板還長度方向上中心線頭部和尾部的側(cè)向偏移值，_，一般為中心線 頭部和尾部各去0. 5m后的位置。
[0018] 鐮刀彎彎曲量△ s為正值，表明板坯彎向操作側(cè)；鐮刀彎彎曲量△ s為負值，表明 板坯彎向傳動側(cè)。
[0019] (2)計算機控制模塊匯集板坯的設(shè)定值和實測值數(shù)據(jù)來計算出各道次的調(diào)平值。 計算機控制模塊包含兩部分內(nèi)容：鐮刀彎的預(yù)計算模塊和鐮刀彎的再計算模塊。鐮刀彎的 預(yù)計算模塊將板坯策略數(shù)據(jù)和標(biāo)定或剛度測試數(shù)據(jù)作為輸入條件，計算各道次的操作側(cè)和 傳動側(cè)輥縫設(shè)定值，將傳動側(cè)輥縫設(shè)定值減去操作側(cè)輥縫設(shè)定值，得到各道次的調(diào)平值；鐮 刀彎的再計算模塊根據(jù)板坯進入乳機后采集的實測數(shù)據(jù)（包括兩側(cè)乳制力，兩側(cè)輥縫值和 鐮刀彎彎曲量等）計算調(diào)平值的修正量，并結(jié)合各道次的操作側(cè)和傳動側(cè)輥縫設(shè)定值，來 修正后面所有道次的調(diào)平值。最后，將修正后的調(diào)平值發(fā)送到兩側(cè)輥縫調(diào)平模塊；
[0020] (3)兩側(cè)輥縫調(diào)平模塊接收計算機控制模塊計算的調(diào)平值，根據(jù)此值調(diào)節(jié)乳機兩 側(cè)輥縫，來控制板坯鐮刀彎。該模塊設(shè)置開關(guān)按鈕"0N/0FF"，判斷該模塊是否投入使用。如 果投入使用調(diào)平模塊，開關(guān)按鈕為"0N"，則模塊計算的調(diào)平值替代原有存儲的調(diào)平值來作 為初始調(diào)平值，根據(jù)計算的調(diào)平值調(diào)節(jié)粗乳機兩側(cè)輥縫；如果關(guān)閉使用調(diào)平模塊，開關(guān)按鈕 為"0FF"，則原有存儲的調(diào)平值作為初始調(diào)平值參與調(diào)節(jié)，計算機控制模塊計算的調(diào)平值僅 作為建議調(diào)平值，操作人員可根據(jù)建議調(diào)平值進行手動調(diào)節(jié)。
[0021] (4)提出一種粗乳板坯坯鐮刀彎判定標(biāo)準(zhǔn)。將中心線偏移量按等距離分為三部 分：頭部，本體和尾部，分別得到板坯4個點的中心線偏移量ytead、ybcidyl、y bcidy2、ytall，并對其 進行對比，判斷鐮刀彎屬于何種類型，并計算出口板坯鐮刀彎彎曲量，從而對不同類型的 板坯鐮刀彎提出不同的控制要求。對于坯鐮刀彎類型為"C"的，判斷標(biāo)準(zhǔn)為（y head>ybc]dyl&& ybcKiyZyten) I I 末道次彎曲量控制范圍為±20mm;對于坯鐮刀彎類 型為"S" 的，判斷標(biāo)準(zhǔn)為（yhead>ybcdyl&&ybcdyl〈 = ybcdy2&&ybcdy2>ytall) | | (yhead〈ybcdyl&&yb_^ ybcidy2&&ybcidy2〈ytall)，末道次彎曲量控制范圍為±15mm ;對于坯鐮刀彎類型為"/"的，判斷標(biāo) 準(zhǔn)為7^〈71)_1腿71)_1〈7 1)。(^腿71)。(^〈7^1，末道次彎曲量控制范圍為±25111111 ;對于坯鐮刀彎 類型為"\"的，判斷標(biāo)準(zhǔn)為yhf3ad>ybcidyl&&y bcidyl>ybcidy2&&ybcidy2>y tall，末道次彎曲量控制范圍為 ±25mm ；
[0022] 各種類型鐮刀彎的判斷標(biāo)準(zhǔn)及工藝要求
[0023]
[0024] (5)若當(dāng)前道次板坯鐮刀彎類型為"C"，"/"，"\"或"N"型，則對于下一道次，兩 側(cè)輥縫調(diào)平模塊將開關(guān)按鈕設(shè)置為"0N"，用模塊計算的調(diào)平值替代原有存儲的調(diào)平值來作 為初始調(diào)平值，調(diào)節(jié)粗乳機兩側(cè)輥縫；若當(dāng)前道次板坯鐮刀彎類型為"S"型，則對于下一道 次，開關(guān)按鈕設(shè)置為"0FF"，原有存儲的調(diào)平值作為初始調(diào)平值參與調(diào)節(jié)，計算機控制模塊 計算的調(diào)平值僅作為建議調(diào)平值，操作人員可根據(jù)建議調(diào)平值進行手動調(diào)節(jié)。
[0025] 板坯鐮刀彎控制方法：
[0026] 存儲器中保存粗乳板坯各道次的鐮刀彎彎曲量、彎曲類型和實際調(diào)平值等數(shù)據(jù)。
[0027] 步驟一、利用板坯寬度檢測模塊采集測寬儀檢測的中心線偏移量數(shù)據(jù)，計算板坯 鐮刀彎的彎曲類型和彎曲程度，并將板坯鐮刀彎的彎曲類型和彎曲程度發(fā)送到計算機控制 模塊；為衡量鐮刀彎彎曲程度，對出口板坯中心線偏移量數(shù)據(jù)對其進行拋物線擬合，擬合的 曲線如下：
[0028] y = ax2+bx+c[lnin, lnax]
[0029] 式中y--表不板還中心點在寬度方向上的偏移量，mm ;x--表不板還中心點 在長度方向上的值，mm ;lmin，1_--表示板還中心點在長度方向上的取值范圍，mm ;a、b、 c 表不二次曲線的系數(shù)。
[0030] 將粗乳板坯鐮刀彎分為五類："C"，"S"，"和"N"。其中"/"表示板坯偏向 操作側(cè)"表示板坯偏向傳動側(cè)；"N"表示板坯板形良好。對于不同類型的鐮刀彎，定義 不同的鐮刀彎彎曲量計算公式。
[0031] 對于"C"型和"S"型鐮刀彎，采用如下公式：

[0037] 式中ymax，ymin--分別為板還長度方向上中心線側(cè)向偏移的最大值和最小值，mm ; Yhead^ Ytail--分別為板還長度方向上中心線頭部和尾部的側(cè)向偏移值，_，一般為中心線 頭部和尾部各去0. 5m后的位置。
[0038] 鐮刀彎彎曲量△ s為正值，表明板坯彎向操作側(cè)；鐮刀彎彎曲量△ s為負值，表明 板坯彎向傳動側(cè)。
[0039] 步驟二、通過計算機控制模塊匯集板坯的設(shè)定值和實測值數(shù)據(jù)來計算出各道次的 調(diào)平值。計算機控制模塊包含兩部分內(nèi)容：鐮刀彎的預(yù)計算模塊和鐮刀彎的再計算模塊。鐮 刀彎的預(yù)計算模塊將板坯策略數(shù)據(jù)和標(biāo)定或剛度測試數(shù)據(jù)作為輸入條件，計算各道次的操 作側(cè)和傳動側(cè)輥縫設(shè)定值，將傳動側(cè)輥縫設(shè)定值減去操作側(cè)輥縫設(shè)定值，得到各道次的調(diào) 平值；鐮刀彎的再計算模塊根據(jù)板坯進入乳機后采集的實測數(shù)據(jù)（包括兩側(cè)乳制力，兩側(cè) 輥縫值和鐮刀彎彎曲量等）計算調(diào)平值的修正量，并結(jié)合各道次的操作側(cè)和傳動側(cè)輥縫設(shè) 定值，來修正后面所有道次的調(diào)平值。最后，將修正后的調(diào)平值發(fā)送到兩側(cè)輥縫調(diào)平模塊；
[0040] 步驟三、兩側(cè)輥縫調(diào)平模塊接收計算機控制模塊計算的調(diào)平值，根據(jù)此值調(diào)節(jié)乳 機兩側(cè)輥縫，來控制板坯鐮刀彎。該模塊設(shè)置開關(guān)按鈕"0N/0FF"，判斷該模塊是否投入使 用。如果投入使用調(diào)平模塊，開關(guān)按鈕為"0N"，則模塊計算的調(diào)平值替代原有存儲的調(diào)平值 來作為初始調(diào)平值，根據(jù)計算的調(diào)平值調(diào)節(jié)粗乳機兩側(cè)輥縫；如果關(guān)閉使用調(diào)平模塊，開關(guān) 按鈕為"0FF"，則原有存儲的調(diào)平值作為初始調(diào)平值參與調(diào)節(jié)，計算機控制模塊計算的調(diào)平 值僅作為建議調(diào)平值，操作人員可根據(jù)建議調(diào)平值進行手動調(diào)節(jié)。
[0041] 步驟四、提出一種粗乳板坯坯鐮刀彎判定標(biāo)準(zhǔn)。將中心線偏移