軋制生產(chǎn)線錐形輸送輥道速度動(dòng)態(tài)協(xié)同控制系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及金屬板帶社制生產(chǎn)線中板巧輸送漉道機(jī)電系統(tǒng)控制領(lǐng)域，特別是設(shè)計(jì) 了一種社制生產(chǎn)線錐形輸送漉道速度動(dòng)態(tài)協(xié)同控制系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在金屬工業(yè)的板帶材社制生產(chǎn)線上，輸送漉道是運(yùn)送社件必不可少的關(guān)鍵設(shè)備， 如從加熱爐到粗社機(jī)、精社機(jī)至卷取機(jī)，板巧的運(yùn)輸都是由輸送漉道來完成的。根據(jù)板巧所 在區(qū)域工作條件及工藝要求不同，各段輸送漉道的設(shè)計(jì)形式會(huì)略有區(qū)別，主要體現(xiàn)在傳動(dòng) 功率、漉身長度、漉徑、漉形、材質(zhì)等方面。在對(duì)表面質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合，如寬幅金屬板帶 材生產(chǎn)線上，一般會(huì)使用錐形漉道，即漉道外形呈現(xiàn)端部凸出、中間凹陷的特征，運(yùn)樣主要 考慮輸送過程中盡量減小社機(jī)與漉身的接觸面積。另一方面，考慮社機(jī)在不同位置處的單 位長度內(nèi)的重量差異，如加熱爐到粗社機(jī)是未經(jīng)社制的厚巧料，而粗社機(jī)到精社機(jī)的板巧 厚度得到大幅度減小，精社機(jī)至卷取機(jī)的則厚度得到進(jìn)一步降低，因此各個(gè)區(qū)域內(nèi)的輸送 漉道的傳動(dòng)電機(jī)功率、漉徑、漉形等一般都存在差異。
[0003] 錐形漉道的采用，一方面有助于減小社機(jī)與漉身的接觸面積，但另一方面卻也帶 來漉身線速度難W準(zhǔn)確獲得、不同區(qū)域錐形漉道難W進(jìn)行深度協(xié)同控制的問題。傳統(tǒng)上，由 于金屬板帶社制過程對(duì)連續(xù)程度、作業(yè)率、安全性有很高要求，對(duì)于不同寬度的板巧及不同 區(qū)域的錐形漉道，漉道驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度選擇至關(guān)重要，傳統(tǒng)的輸送漉道線對(duì)不同區(qū)域的漉 道電機(jī)速度設(shè)定方法單一，一般僅考慮漉道電機(jī)、減速機(jī)、標(biāo)準(zhǔn)漉徑等參數(shù)，直接由線速度 設(shè)定值計(jì)算出電機(jī)速度設(shè)定值，并沒有考慮錐形漉道的錐度、板巧寬度、不同區(qū)域漉道漉形 等因素的變化，運(yùn)樣不可避免地會(huì)產(chǎn)生漉道與板巧之間不同程度的速度差，二者的速度不 匹配、W及不同區(qū)域漉道間速度不匹配都可能會(huì)帶來的由于相對(duì)摩擦而引起的能量損耗， W及社機(jī)表面與漉面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)影響產(chǎn)品質(zhì)量。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使傳動(dòng)電機(jī)過熱甚至燒毀和產(chǎn) 品不合格率增大。本方法特別提出了一種基于板巧寬度和不同區(qū)域輸送漉道漉形特征進(jìn)行 實(shí)施傳動(dòng)電機(jī)速度計(jì)算的協(xié)同控制方法，W保證生產(chǎn)線上所有錐形漉道在運(yùn)輸板巧過程中 避免產(chǎn)生板巧與漉道、漉道間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻力，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低電能損耗、減少設(shè)備 維護(hù)率具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種不需要對(duì)板巧輸送速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)， 并且能根據(jù)不同的板巧出口速度、不同板巧寬度及不同的錐形漉錐度及時(shí)設(shè)定相應(yīng)的漉道 驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，避免板巧與漉道之間速度不匹配帶來的雙向摩擦影響，達(dá)到減少系統(tǒng)耗能 并提高板巧表面質(zhì)量的目的社制生產(chǎn)線錐形輸送漉道速度動(dòng)態(tài)協(xié)同控制系統(tǒng)及其方法。 陽〇化]本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種社制生產(chǎn)線錐形輸送漉道速度動(dòng)態(tài)協(xié)同控制系統(tǒng)，其 特征在于，該系統(tǒng)包括板巧測(cè)寬儀、速度傳感器、電氣控制單元和驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
[0006] 其中，所述板巧測(cè)寬儀安裝于社機(jī)出口側(cè)，用于測(cè)量板巧的寬度，并將測(cè)量值實(shí)時(shí) 速度值發(fā)送給所述電氣控制單元；
[0007] 所述速度傳感器安裝于社機(jī)出口側(cè)，用于采集板巧出口處板巧的輸送速度，并將 速度值發(fā)送給所述電氣控制單元；
[0008] 所述電氣控制單元的輸出分別與相應(yīng)漉道的驅(qū)動(dòng)電機(jī)接線端相連，用于根據(jù)接收 到的板巧的寬度值、板巧的出口速度和錐形漉的錐度計(jì)算出驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定值，并將 轉(zhuǎn)速設(shè)定值發(fā)送相應(yīng)漉道的驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
[0009] 所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)用于按照轉(zhuǎn)速設(shè)定值對(duì)錐形漉道上的板巧進(jìn)行社制。
[0010] 本發(fā)明提供的一種社制區(qū)板巧輸送錐形漉道調(diào)速節(jié)能方法，該方法所設(shè)及到的設(shè) 備包括社機(jī)出口側(cè)重載、中載、輕載漉道各自驅(qū)動(dòng)電機(jī)電氣傳動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)軸、漉道錐 形漉及板巧測(cè)寬儀。其中，
[0011] 所述電氣傳動(dòng)單元的輸出分別與相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)接線端相連，電氣傳動(dòng)單元為電 動(dòng)機(jī)提供電能；所述電氣傳動(dòng)單元包括用于輔傳動(dòng)性能控制調(diào)整的控制部分、用于電力電 子變換的功率部分；所述控制部分為通用的數(shù)字傳動(dòng)控制器，可W通過修改設(shè)定參數(shù)調(diào)整 被控電動(dòng)機(jī)的速度調(diào)節(jié)特性、轉(zhuǎn)矩電流特性等，并且可W改變電氣控制單元的工作方式；所 述功率部分采用通用的=相變流方式，可W根據(jù)控制單元的輸出信號(hào)將電壓、頻率一定的 交流電源變換為電壓、頻率可變的電源輸出到所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0012] 所述漉道錐形漉分別通過各自的機(jī)械傳動(dòng)軸與各自驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子部分的輸出 端相連，此處錐形漉為單錐形漉和雙錐形漉的總稱；
[0013] 所述輸送漉道錐形漉的驅(qū)動(dòng)電機(jī)電氣傳動(dòng)單元的功率部分采用共直流供電母線 方式，或采用完全獨(dú)立的整流器，且用于社機(jī)輔傳動(dòng)供電的整流器為帶有能量回饋功能的 四象限整流裝置。
[0014] 所述重載、中載、輕載漉道各自驅(qū)動(dòng)電機(jī)電氣傳動(dòng)單元的控制部分相互獨(dú)立，即不 同載型的漉道有各自的數(shù)字傳動(dòng)控制器；所述重載、中載、輕載漉道各自驅(qū)動(dòng)電機(jī)電氣傳動(dòng) 單元功率部分的逆變器分別獨(dú)立，并受控于各自控制部分的數(shù)字傳動(dòng)控制器。
[0015] 所述測(cè)寬儀用于測(cè)量輸送板巧的寬度，用于及時(shí)向電氣傳動(dòng)單元輸送寬度信號(hào)W 便及時(shí)調(diào)整錐形漉驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定。
[0016] 所述社機(jī)的輔助機(jī)械、液壓、潤滑系統(tǒng)已就緒，漉道錐形漉驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制部分、 功率部分已具備初步運(yùn)行條件，所有設(shè)備保持正常生產(chǎn)前的工作狀態(tài)。漉道屬于速度環(huán)控 制方式，根據(jù)板巧線速度期望值、測(cè)寬儀提供的板巧寬度信號(hào)值及錐形漉的錐度值，經(jīng)控制 中屯、計(jì)算得到漉道驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定值。當(dāng)板巧寬度發(fā)生變化時(shí)，測(cè)寬儀提供的板巧寬度 信號(hào)值即發(fā)生變化，控制中屯、根據(jù)新的寬度值和線速度值重新計(jì)算出新的漉道驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn) 速設(shè)定值，對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行動(dòng)態(tài)修正W輸送不同寬度的板巧。
[0017] 對(duì)于不同載道錐形漉錐度不同的現(xiàn)場(chǎng)，采用同一固定轉(zhuǎn)速值時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致不同載 道間的速度差，考慮錐形漉的錐度來設(shè)定不同載道的漉道驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)板巧線速度 期望值、測(cè)寬儀提供的板巧寬度信號(hào)值及重載道錐形漉的錐度值，經(jīng)控制中屯、計(jì)算得到重 載漉道驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定值，根據(jù)板巧線速度期望值、測(cè)寬儀提供的板巧寬度信號(hào)值及中 載道錐形漉的錐度值，經(jīng)控制中屯、計(jì)算得到中載漉道驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定值，根據(jù)板巧線速 度期望值、測(cè)寬儀提供的板巧寬度信號(hào)值及輕載道錐形漉的錐度值，經(jīng)控制中屯、計(jì)算得到 輕載漉道驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定值，運(yùn)樣能使漉道與漉道間速度保持協(xié)同一致，不同載型的漉 道更好的匹配板巧線速度。
[0018] 本發(fā)明的另一目的是提供采用上述社制生產(chǎn)線錐形輸送漉道速度動(dòng)態(tài)協(xié)同控制 系統(tǒng)的控制方法，具體步驟如下：
[0019] 步驟：步驟1:電氣控制單元的主程序初始化，所述主程序利用前端的測(cè)寬儀采集 板巧的寬度1，利用速度傳感器采集板巧出口速度為V;
[0020] 步驟2 :所述主程序根據(jù)當(dāng)前接收到的板巧的寬度1、板巧出口速度為V，漉道上錐 形漉的錐度值a，利用W下公式（1)計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度設(shè)定值n，公式如下：
0)， 陽02引其中，式中1為板巧寬度，V為板巧出口速度，單位為m/s，a為錐形漉錐度，n為 驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值，單位為rpm;
[0023] 步驟3:所述主程序?qū)⒂?jì)算得到的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值n發(fā)送給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng) 電機(jī)按照設(shè)定值n對(duì)漉道上的所述板巧進(jìn)行社制。
[0024] 本發(fā)明的有益效果是，由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明所提供的社制生產(chǎn)線錐形 輸送漉道速度動(dòng)態(tài)協(xié)同控制方法，相對(duì)于傳統(tǒng)的加載方式，不需要對(duì)板巧輸送速度進(jìn)行實(shí) 時(shí)檢測(cè)，并且把板巧的寬度及錐形漉的錐度考慮在內(nèi)，達(dá)到減少系統(tǒng)耗能并提高板巧表面 質(zhì)量的目的，提高了設(shè)備整體運(yùn)行壽命。 陽0巧]具體體現(xiàn)在：
[00%] 1.該調(diào)速基準(zhǔn)能夠大大減少了運(yùn)輸板巧過程中板巧與漉道、漉道間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)阻 力，避免了小傳動(dòng)的