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一种带 钢开卷自动纠偏控制装置

阅读：606发布：2020-06-21

专利汇可以提供一种带钢开卷自动纠偏控制装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种带钢开卷自动纠偏控制装置，包括控制单元(3)和与控制单元电连接的检测单元(4)和纠偏单元(6)，所述检测单元(4)通过比较器(9)电连接带边位置传感器 (10)，带边位置传感器 (10)检测钢带 (1)的实时位置(P1)；所述纠偏单元(6)电连接PID调节器(11)，PID调节器(11)电连接比例伺服阀 (12)，比例伺服阀 (12)电连接纠偏执行机构(13)；纠偏执行机构(13)机械连接在所述辊(2)上；所述控制单元的工作模式在初始化模式、监测模式和纠偏模式之间转换。所述带钢开卷自动纠偏控制装置，控制精确，保证带钢冷轧线、带钢连续退火线、连续镀锌线机组的高工艺速度在150～200m/min的高品质顺利运行。，下面是一种带钢开卷自动纠偏控制装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种带钢开卷自动纠偏控制装置，用来纠偏钢带(1)卷曲在辊(2)上形成带卷(14)的偏斜，其特征在于，
包括控制单元(3)和与控制单元电连接的检测单元(4)和纠偏单元(6)，所述检测单元(4)通过比较器(9)电连接带边位置传感器(10)，带边位置传感器(10)检测钢带(1)的实时位置(P1)；所述纠偏单元(6)电连接PID调节器(11)，PID调节器(11)电连接比例伺服阀(12)，比例伺服阀(12)电连接纠偏执行机构(13)；纠偏执行机构(13)机械连接在所述辊(2)上；
所述控制单元的工作模式在初始化模式、监测模式和纠偏模式之间转换；
在监测模式，所述检测单元(4)每隔时间周期(T)检测卷入带卷(14)的实时位置(P1)，并根据实时位置(P1)和初始位置(P0)计算钢带单边偏差(δ)；控制单元(3)比较钢带单边偏差(δ)是否大于等于预设阈值(F)，如果钢带单边偏差(δ)≥预设阈值(F)，则进入纠偏模式；
在纠偏模式，所述PID调节器(11)将钢带单边偏差(δ)转换为执行机构进油量(S)，比例伺服阀(12)根据进油量(S)启动纠偏执行机构(13)实现辊的轴偏移量(⊿)。
2.如权利要求1所述带钢开卷自动纠偏控制装置，其特征在于，还包括初始化单元(5)，所述初始化单元(5)电连接在控制单元(3)和检测单元(4)之间；当开关接通，控制单元得电，检测传感器、显示单元、纠偏执行机构得电启动，控制单元进入初始化模式，在初始化模式，所述初始化单元(5)控制检测单元(4)得到钢带初始位置(P0)。
3.如权利要求2所述带钢开卷自动纠偏控制装置，其特征在于，还包括纠偏验证单元(7)，所述纠偏验证单元(7)电连接在控制单元(3)和带边位置传感器(10)之间。
4.如权利要求3所述带钢开卷自动纠偏控制装置，其特征在于，还包括模式转换显示单元(8)，所述模式转换显示单元(8)电连接控制单元(3)，所述模式转换显示单元(8)显示控制单元的工作模式和带边原始位置(P0)、实时位置(P1)和带钢单边偏差(δ)。
5.如权利要求3所述带钢开卷自动纠偏控制装置，其特征在于，在纠偏动作执行后，纠偏验证单元(7)利用两个时间周期(T)分四次控制带边位置传感器检测所述实时位置(P1)，计算钢带单边偏差(δ)，验证带单边偏差(δ)是否符合0≤δ≤A，A为允许偏差值，δ为钢带单边偏差值。

说明书全文

一种带钢开卷自动纠偏控制装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及带钢冷轧的技术领域，具体涉及一种带钢开卷自动纠偏控制装置。

背景技术

[0002] 在工艺速度不大于120m/min的带钢连续退火线、连续镀锌线、连续冷轧线机组中,勉强可以不设置纠偏系统,但要求钢带板形较好,而这一点有时较难保证。随着现代化的带钢冷轧线、带钢连续退火线、连续镀锌线机组工艺速度越来越高(150～450m/min),在线纠偏系统不但已必不可少,而且有时需多套系统组合才能保证机组的高速运行。在线纠偏系统有其鲜明特点,自动纠偏技术是钢带连续冷轧、退火、镀锌的关键技术。

[0003] 带钢在卷辊上卷曲时必须对带钢的横向位置进行纠偏，以使金属带边缘尽量保持平齐。超薄钢带的卷曲，也使得金属带的纠偏带来挑战。钢带在运行中总有跑偏的趋势，造成跑偏的因素有很多，最重要的因素是钢带在附着上产品后发生的温度变化，使钢带的伸缩发生了变化。另外一个就是钢带接头在焊接时形成的边缘喇叭口。这种偏移会随着设备运行速的增加而加剧，要保证钢带能顺利运行，就必须有良好的钢带纠偏机构限制钢带的偏移。

[0004] 目前，对于开卷机带钢跑偏的现象，一般采用两种纠正方法：一是采用侧导板对热轧钢卷带头、尾进行纠正，但这种方法纠偏能力极为有限，只能纠正小幅度的带钢头尾跑偏，因为侧导板的宽度范围只是比带钢的宽度略大一些，当带钢跑偏幅度很大时，带钢就会因为宽度超过侧导板的设定宽度无法进入侧导板区域，撞坏侧导板或带钢自身变形。二是人工点动开卷机卷筒窜动，即发现带钢跑偏窜动开卷机纠正钢卷的位置，这种方式对位置的控制比较模糊，因为不知道带钢的跑偏量，只能是凭借操作工的手感进行控制效果比较差，而且如果辊系长期受带钢跑偏的影响不均匀磨损，会加剧带钢的跑偏严重影响生产的正常运行；

[0005] 急需设计自动化高精度的自动纠偏控制装置，以帮助纠偏执行机构实行高精度的自动纠偏。实用新型内容

[0006] 针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种带钢开卷自动纠偏控制装置。

[0007] 本实用新型的目的是这样实现的，一种带钢开卷自动纠偏控制装置，用来纠偏钢带卷曲在辊上形成带卷的偏斜，包括控制单元和与控制单元电连接的检测单元和纠偏单元，所述检测单元通过比较器电连接带边位置传感器，带边位置传感器检测钢带的实时位置；所述纠偏单元电连接PID调节器，PID调节器电连接比例伺服阀，比例伺服阀电连接纠偏执行机构；纠偏执行机构机械连接在所述辊上；

[0008] 所述控制单元的工作模式在初始化模式、监测模式和纠偏模式之间转换；

[0009] 在监测模式，所述检测单元每隔时间周期检测卷入带卷的实时位置，并根据实时位置和初始位置计算钢带单边偏差；

[0010] 控制单元比较钢带单边偏差是否大于等于预设阈值，如果钢带单边偏差≥预设阈值，则进入纠偏模式；

[0011] 在纠偏模式，所述纠偏单元根据钢带位置偏差转变成辊的轴偏移量。

[0012] 进一步地，还包括初始化单元，所述初始化单元电连接在控制单元和检测单元之间；当开关接通，控制单元得电，检测传感器、显示单元、纠偏执行机构得电启动，控制单元进入初始化模式，在初始化模式，所述初始化单元控制检测单元得到钢带初始位置。

[0013] 进一步地，还包括纠偏验证单元，所述纠偏验证单元电连接在控制单元和带边位置传感器之间。

[0014] 进一步地，还包括模式转换显示单元，所述模式转换显示单元电连接控制单元，所述模式转换显示单元显示控制单元的工作模式和带边原始位置、实时位置和带钢单边偏差。

[0015] 进一步地，在纠偏模式，PID调节器将钢带单边偏差转换为执行机构进油量，比例伺服阀根据进油量启动执行机构实现辊的轴偏移量。

[0016] 进一步地，在纠偏动作执行后，纠偏验证单元利用两个周期分四次控制带边位置传感器检测所述实时位置，计算钢带单边偏差，验证带单边偏差是否符合0≤δ≤A，所述A为允许偏差值，δ为钢带单边偏差值。

[0017] 本实用新型与现有技术相比，所述带钢开卷自动纠偏控制装置，结构简单，控制精确，保证带钢冷轧线、带钢连续退火线、连续镀锌线机组的高工艺速度在150～200m/min的顺利高品质运行。附图说明

[0018] 图1为本实用新型一种带钢开卷自动纠偏控制装置的控制框图。

[0019] 图2为本实用新型一种带钢开卷自动纠偏控制装置的带卷实际位置点示意图。

[0020] 图中附图标记：

[0021] 1钢带，2辊，3控制单元，4检测单元，5初始化单元，6纠偏单元，7纠偏验证单元， 8模式转换显示单元，9比较器，10带边位置传感器，11PID调节器，12比例伺服阀，13纠偏执行机构，14带卷，δ钢带单边偏差，S送油量

具体实施方式

[0022] 以下结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，但不用来限制本实用新型的范围。

[0023] 如图所示，一种带钢开卷自动纠偏控制装置，钢带1卷曲在辊2上成为带卷14，包括控制单元3和与控制单元分别电连接的检测单元4、初始化单元5、纠偏单元6、纠偏验证单元 7和模式转换显示单元8，所述检测单元4通过比较器9连接带边位置传感器10，初始化单元3连接检测单元4，纠偏单元6包括顺序电连接的PID调节器11、比例伺服阀12和纠偏执行机构
13，纠偏执行机构13机械连接在所述辊2上；所述纠偏验证单元7连接带边位置传感器10。

[0024] 检测单元4每隔时间T控制带边位置传感器10检测带边实时位置P1，并比较器比较P1- P0＝δ是否大于等于预设阈值F。或者检测单元4检测带边位置传感器10检测带边实时位置 P1，将其作为初始位置P0存储在比较器中，并发送给控制单元3。所述带边位置传感器10优选为矩阵镜头，由矩阵镜头检测带边位置。

[0025] 控制单元3在初始模式、监测模式和纠偏模式之间转换，所述模式转换显示单元8显示所处模式状态和带边原始位置P0、实时位置P1和单边偏差值δ。

[0026] PID调节器11将钢带单边偏差δ转换为执行机构进油量S，启动执行机构实现辊的轴偏移量⊿。所述纠偏验证单元7连续两周期T四次检测带钢实时位置P1，验证0≤P1-P0≤A，其中A为允许偏差值。该允许偏差值A小于预设阈值F。

[0027] 工作时，开关接通，控制单元得电，检测传感器、显示单元、纠偏执行机构得电启动，控制单元进入初始化模式，初始化模式发出初始位置检测信号给检测单元，检测单元将检测传感器的带边位置坐标送给控制单元，同时检测传感器周期性检测带边位置坐标；控制单元收到带边位置坐标将其作为初始位置记录存储，同时送比较器存储，初始化结束；

[0028] 然后，进入监测模式，检测单元控制检测传感器每隔时间t检测带边位置坐标并比较器比较与初始位置的差值得到钢带单边偏差δ，送至控制单元；控制单元判断偏差是否大于等于预设阈值F，不大于预设阈值，继续检测；大于预设阈值，则结束监测模式，进入纠偏模式。

[0029] 纠偏模式中，控制单元将单边偏差值δ送给PID调节器，PID调节器将单边偏差值δ转换为送油量S，送入比例伺服阀，比例伺服阀将送油量S通过纠偏执行机构变成轧辊的位移调整量来纠正钢带的偏差，执行机构执行完毕关闭比例伺服阀，并发出纠偏结束信号给控制单元。

[0030] 控制单元接收到纠偏结束信号后进入纠偏验证单元，纠偏验证单元利用两个周期分四次控制带边位置传感器检测带边位置，送给纠偏验证单元，纠偏验证单元与初始位置比较，验证钢带单边偏差δ是否落在允许误差值A内,如果在允许误差值A内，即如果0≤δ≤A，则纠偏成功，发送纠偏成功信息给控制单元。如果δ≥A，将阈值F临时设为A，再进行一次纠偏模式，直到满足0≤δ≤A为止。

[0031] 控制单元接到纠偏成功信号，则进入监测模式。

[0032] 优选的是，纠偏执行机构是油缸、伺服马达配合齿条。

[0033] 所述带钢开卷自动纠偏控制装置，结构简单，控制精确，保证带钢冷轧线、带钢连续退火线、连续镀锌线机组的高工艺速度在150～200m/min的顺利高品质运行。

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