冷轧中活套的控制方案
2015-01-29王晓霞
摘 要 活套在热轧机组中是为了调整张力，在冷轧及精整机组中主要是为了储存带钢满足后续轧机用料，当冷轧机组在头尾段进行带钢上卷、剪切、焊接及卸卷等工序时，能保证整个机组的工序能正常连续的运行。活套的有效容量就是带钢的存储能力，带钢的存贮能力决定了机组生产节奏的稳定性，同时也直接影响机组的长度。
关键词 水平活套;活套量;传动控制;位置控制;张力控制;速度控制
中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0124-01
目前，活套的型式有四种：①带钢堆成多层的活套坑;②带钢自由悬垂的活套坑;③垂直活套塔;④水平活套车。本文以酸轧联机机组采用的水平活套车为例，说明项目中具体采用的活套控制方案。
1 活套结构及工作原理
图1
不同于钢丝绳通过卷筒卷取和展开的活套车，该活套车类似于缆车，钢丝绳通过传动钢丝绳导轮运行。即活套车由钢丝绳和张紧钢丝绳锁紧，如图1所示。
钢丝绳和张紧钢丝绳锚固于固定点。在锚固点之间，活套车可通过传动3个传动电机来实现活套小车的前移或者后退。张紧钢丝绳通过一个液压缸对其进行预张紧，用来保证钢丝绳张紧防止钢丝绳在导轮上打滑。
钢丝绳通过一个张力检测装置检测张力值，用于钢丝绳中的张力控制。所需带钢张力，由3个独立传动的电机通过钢丝绳传递给活套小车。即活套车为张力控制。3个独立传动的电机的负荷分配基于三辊张力辊的原理。
2 活套控制功能
1）活套传动控制。根据机组设定线速度计算出各个传动装置转速;设定卷扬机速度;采用直接张力测量，控制活套张力，传动控制的处理，包括：起动控制;制动控制;点动;断带监控和检测;辅助设备;活套小车摆动控制。
2）活套位置及张力控制。活套控制其实是以活套小车位置控制来实现张力控制。整个活套分为二层，每一层都装有一台活套小车，用以带动带钢，活套小车本身不能驱动，为此在活套底部装置了由变频器控制的钢丝绳卷筒（即卷扬机），由钢丝绳牵引活套小车向前移动。
3）活套速度的自动控制。
①活套量的周期计算。
活套量就是活套内已经存在的总的带钢长度。计算活套量是为了随时了解活套内储存的带钢情况，了解带钢储存情况可以更好地对相应设备进行自动控制譬如张力投入/切除、轧机速度等等，最终达到更好的自动化控制效果。
为了计算活套量，在活套小车上安装了一个绝对值编码器。每隔一段时间，通过绝对值编码器计算获得该绝对值编码器（脉冲数），并通过公式计算出当前的活套量。LBSP=4 * WZ *WK 式中LBSP-当前活套存储量，m;WZ-绝对值编码器的脉冲计数值;WK-一个脉冲数对应的活套小车移动距离。
活套小车的移动方向在不断变化，从而引起绝对值编码器频繁地由正计数向负计数或由负计数向正计数变化。绝对值编码器的这种变化与活套内活套小车在运行方向变化时所通过的路径不完全一致。因此会产生计算值与实际值的误差越来越大。为减少这种情况对系统造成的影响，可以在适时对编码器值进行清零，然后再配合增加几个活套量同步接近开关来尽可能缩减这个误差量。
②速度控制。
向活套内送入带钢的速度Vin为活套入口速度;从活套内取走带钢的速度Vout为活套出口速度;活套速度Vact可定义为活套入口速度和出口速度之差：Vact=Vin – Vout。
显然，当Vact>0，即Vin >Vout时活套呈充套状态，反之当Vact<0，即Vin
③活套小车的自动控制。
对活套的控制其实就是对活套小车的控制，包括内容如下：点动时活套小车的速度控制;正常运行时的张力控制;加减时的加速度补偿控制;活套内带钢振荡补偿控制;活套小车相对静止时的摆动控制;带钢内的断带监控。
3 活套控制方案
1#电机为Master，2#、3#电机为Slave。活套速度设定值=Vin-Vout+活套实际张力偏差附加速度。
活套静张转矩：二级设定单层带钢张力给三台电机。
负荷分配：Master转矩参考数与Slave转矩参考数的偏差进行PI调节后，累加到Slave的转矩设定值。如图2所示。
4 结束语
本文以酸轧联机机组采用的水平活套车为例，从活套结构及工作原理到活套的控制功能来说明，最后总结出项目中具体采用的活套控制方案。
图2
作者简介
王晓霞（1982-），女，河南人，主要从事冷轧自动化控制系统的研究、设计和现场实施工作。endprint
摘 要 活套在热轧机组中是为了调整张力，在冷轧及精整机组中主要是为了储存带钢满足后续轧机用料，当冷轧机组在头尾段进行带钢上卷、剪切、焊接及卸卷等工序时，能保证整个机组的工序能正常连续的运行。活套的有效容量就是带钢的存储能力，带钢的存贮能力决定了机组生产节奏的稳定性，同时也直接影响机组的长度。
关键词 水平活套;活套量;传动控制;位置控制;张力控制;速度控制
中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0124-01
目前，活套的型式有四种：①带钢堆成多层的活套坑;②带钢自由悬垂的活套坑;③垂直活套塔;④水平活套车。本文以酸轧联机机组采用的水平活套车为例，说明项目中具体采用的活套控制方案。
1 活套结构及工作原理
图1
不同于钢丝绳通过卷筒卷取和展开的活套车，该活套车类似于缆车，钢丝绳通过传动钢丝绳导轮运行。即活套车由钢丝绳和张紧钢丝绳锁紧，如图1所示。
钢丝绳和张紧钢丝绳锚固于固定点。在锚固点之间，活套车可通过传动3个传动电机来实现活套小车的前移或者后退。张紧钢丝绳通过一个液压缸对其进行预张紧，用来保证钢丝绳张紧防止钢丝绳在导轮上打滑。
钢丝绳通过一个张力检测装置检测张力值，用于钢丝绳中的张力控制。所需带钢张力，由3个独立传动的电机通过钢丝绳传递给活套小车。即活套车为张力控制。3个独立传动的电机的负荷分配基于三辊张力辊的原理。
2 活套控制功能
1）活套传动控制。根据机组设定线速度计算出各个传动装置转速;设定卷扬机速度;采用直接张力测量，控制活套张力，传动控制的处理，包括：起动控制;制动控制;点动;断带监控和检测;辅助设备;活套小车摆动控制。
2）活套位置及张力控制。活套控制其实是以活套小车位置控制来实现张力控制。整个活套分为二层，每一层都装有一台活套小车，用以带动带钢，活套小车本身不能驱动，为此在活套底部装置了由变频器控制的钢丝绳卷筒（即卷扬机），由钢丝绳牵引活套小车向前移动。
3）活套速度的自动控制。
①活套量的周期计算。
活套量就是活套内已经存在的总的带钢长度。计算活套量是为了随时了解活套内储存的带钢情况，了解带钢储存情况可以更好地对相应设备进行自动控制譬如张力投入/切除、轧机速度等等，最终达到更好的自动化控制效果。
为了计算活套量，在活套小车上安装了一个绝对值编码器。每隔一段时间，通过绝对值编码器计算获得该绝对值编码器（脉冲数），并通过公式计算出当前的活套量。LBSP=4 * WZ *WK 式中LBSP-当前活套存储量，m;WZ-绝对值编码器的脉冲计数值;WK-一个脉冲数对应的活套小车移动距离。
活套小车的移动方向在不断变化，从而引起绝对值编码器频繁地由正计数向负计数或由负计数向正计数变化。绝对值编码器的这种变化与活套内活套小车在运行方向变化时所通过的路径不完全一致。因此会产生计算值与实际值的误差越来越大。为减少这种情况对系统造成的影响，可以在适时对编码器值进行清零，然后再配合增加几个活套量同步接近开关来尽可能缩减这个误差量。
②速度控制。
向活套内送入带钢的速度Vin为活套入口速度;从活套内取走带钢的速度Vout为活套出口速度;活套速度Vact可定义为活套入口速度和出口速度之差：Vact=Vin – Vout。
显然，当Vact>0，即Vin >Vout时活套呈充套状态，反之当Vact<0，即Vin
③活套小车的自动控制。
对活套的控制其实就是对活套小车的控制，包括内容如下：点动时活套小车的速度控制;正常运行时的张力控制;加减时的加速度补偿控制;活套内带钢振荡补偿控制;活套小车相对静止时的摆动控制;带钢内的断带监控。
3 活套控制方案
1#电机为Master，2#、3#电机为Slave。活套速度设定值=Vin-Vout+活套实际张力偏差附加速度。
活套静张转矩：二级设定单层带钢张力给三台电机。
负荷分配：Master转矩参考数与Slave转矩参考数的偏差进行PI调节后，累加到Slave的转矩设定值。如图2所示。
4 结束语
本文以酸轧联机机组采用的水平活套车为例，从活套结构及工作原理到活套的控制功能来说明，最后总结出项目中具体采用的活套控制方案。
图2
作者简介
王晓霞（1982-），女，河南人，主要从事冷轧自动化控制系统的研究、设计和现场实施工作。endprint
摘 要 活套在热轧机组中是为了调整张力，在冷轧及精整机组中主要是为了储存带钢满足后续轧机用料，当冷轧机组在头尾段进行带钢上卷、剪切、焊接及卸卷等工序时，能保证整个机组的工序能正常连续的运行。活套的有效容量就是带钢的存储能力，带钢的存贮能力决定了机组生产节奏的稳定性，同时也直接影响机组的长度。
关键词 水平活套;活套量;传动控制;位置控制;张力控制;速度控制
中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0124-01
目前，活套的型式有四种：①带钢堆成多层的活套坑;②带钢自由悬垂的活套坑;③垂直活套塔;④水平活套车。本文以酸轧联机机组采用的水平活套车为例，说明项目中具体采用的活套控制方案。
1 活套结构及工作原理
图1
不同于钢丝绳通过卷筒卷取和展开的活套车，该活套车类似于缆车，钢丝绳通过传动钢丝绳导轮运行。即活套车由钢丝绳和张紧钢丝绳锁紧，如图1所示。
钢丝绳和张紧钢丝绳锚固于固定点。在锚固点之间，活套车可通过传动3个传动电机来实现活套小车的前移或者后退。张紧钢丝绳通过一个液压缸对其进行预张紧，用来保证钢丝绳张紧防止钢丝绳在导轮上打滑。
钢丝绳通过一个张力检测装置检测张力值，用于钢丝绳中的张力控制。所需带钢张力，由3个独立传动的电机通过钢丝绳传递给活套小车。即活套车为张力控制。3个独立传动的电机的负荷分配基于三辊张力辊的原理。
2 活套控制功能
1）活套传动控制。根据机组设定线速度计算出各个传动装置转速;设定卷扬机速度;采用直接张力测量，控制活套张力，传动控制的处理，包括：起动控制;制动控制;点动;断带监控和检测;辅助设备;活套小车摆动控制。
2）活套位置及张力控制。活套控制其实是以活套小车位置控制来实现张力控制。整个活套分为二层，每一层都装有一台活套小车，用以带动带钢，活套小车本身不能驱动，为此在活套底部装置了由变频器控制的钢丝绳卷筒（即卷扬机），由钢丝绳牵引活套小车向前移动。
3）活套速度的自动控制。
①活套量的周期计算。
活套量就是活套内已经存在的总的带钢长度。计算活套量是为了随时了解活套内储存的带钢情况，了解带钢储存情况可以更好地对相应设备进行自动控制譬如张力投入/切除、轧机速度等等，最终达到更好的自动化控制效果。
为了计算活套量，在活套小车上安装了一个绝对值编码器。每隔一段时间，通过绝对值编码器计算获得该绝对值编码器（脉冲数），并通过公式计算出当前的活套量。LBSP=4 * WZ *WK 式中LBSP-当前活套存储量，m;WZ-绝对值编码器的脉冲计数值;WK-一个脉冲数对应的活套小车移动距离。
活套小车的移动方向在不断变化，从而引起绝对值编码器频繁地由正计数向负计数或由负计数向正计数变化。绝对值编码器的这种变化与活套内活套小车在运行方向变化时所通过的路径不完全一致。因此会产生计算值与实际值的误差越来越大。为减少这种情况对系统造成的影响，可以在适时对编码器值进行清零，然后再配合增加几个活套量同步接近开关来尽可能缩减这个误差量。
②速度控制。
向活套内送入带钢的速度Vin为活套入口速度;从活套内取走带钢的速度Vout为活套出口速度;活套速度Vact可定义为活套入口速度和出口速度之差：Vact=Vin – Vout。
显然，当Vact>0，即Vin >Vout时活套呈充套状态，反之当Vact<0，即Vin
③活套小车的自动控制。
对活套的控制其实就是对活套小车的控制，包括内容如下：点动时活套小车的速度控制;正常运行时的张力控制;加减时的加速度补偿控制;活套内带钢振荡补偿控制;活套小车相对静止时的摆动控制;带钢内的断带监控。
3 活套控制方案
1#电机为Master，2#、3#电机为Slave。活套速度设定值=Vin-Vout+活套实际张力偏差附加速度。
活套静张转矩：二级设定单层带钢张力给三台电机。
负荷分配：Master转矩参考数与Slave转矩参考数的偏差进行PI调节后，累加到Slave的转矩设定值。如图2所示。
4 结束语
本文以酸轧联机机组采用的水平活套车为例，从活套结构及工作原理到活套的控制功能来说明，最后总结出项目中具体采用的活套控制方案。
图2
作者简介
王晓霞（1982-），女，河南人，主要从事冷轧自动化控制系统的研究、设计和现场实施工作。endprint
