一种消除带材轧机中静态轧制扭矩的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金乳制控制技术领域，涉及一种消除带材乳机中静态乳制扭矩的控制方法。
【背景技术】
[0002]每一卷来料厚度为3.0mm的热乳钢卷，经过6个道次(乳制道次设定通常是根据来料厚度和成品厚度进行编排，也可能是5个道次，以下均以6个道次为例进行描述)的正、反向乳制后，其成品厚度达到0.3mm，在乳制过程中要发生6次停车，其中5次需要改变乳制方向。
[0003]按照现有的乳制控制方式，每次停车后都需要封锁乳机控制脉冲，使主电机轴端输出扭矩瞬间减少到零，这样做的结果会使乳辊发生抖动，乳辊、减速机、安全联轴器就会受到6次冲击伤害，受冲击的部件损坏很快，特别是安全联轴器使用寿命明显缩短，以至于每3?5天就需要更换一次安全联轴器上的螺栓，而且每个班次必须进行一次机械检查，增加了设备检修和维护工作量，使得维护成本提高，生产效率降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种消除带材乳机中静态乳制扭矩的控制方法，解决了现有技术控制方式不合理，使得乳辊、减速机、安全联轴器受到冲击伤害，使用寿命缩短，设备维护工作量大，生产效率降低的问题。
[0005]本发明所采取的技术方案是，一种消除带材乳机中静态乳制扭矩的控制方法，按照以下步骤实施；
[0006]步骤1、启动乳机，从乳机启动信号端口输入乳机启动信号A，此时信号A为高电平，在乳制时比较器KP8输出低电平，逻辑开关K7为闭合状态，经逻辑开关K7及通讯电缆传送到直流调速控制器中，使可控硅触发脉冲控制处于开通使能状态，乳机速度给定值Pl经过逻辑开关K1、逻辑开关K6、通讯电缆传送到直流调速控制器中，在直流调速控制器的控制下乳机按照速度给定值Pl进行启动乳制，
[0007]本乳制周期中的前5次停车是为改变乳制方向，从乳机停车信号端口输入乳机停车信号B高电平，使逻辑开关Kl由闭合转为断开，切断乳制速度给定值Pl，乳机主电机在直流调速控制器的控制下，自动减速停车，这时直流调速控制器中的可控硅触发脉冲控制信号A仍然处于高电平使能状态，逻辑开关K7闭合，即乳机处于零速工作状态；
[0008]反向乳制时，只需要将乳机的乳制速度Pl的给定值取反，即设置为负给定，乳机启动时，接通逻辑开关Kl，直流调速控制器就会迅速减少正向电流，建立反向电流，按照设定的速度控制乳机主电机进行反向乳制，直至本乳制周期乳完最后一个道次；
[0009]步骤2、依次进行停车、卸张、开辊缝及卸卷操作
[0010]2.1)乳完最后一个道次后，操作停车按钮，从乳机停车信号端口输入乳机停车信号B后，逻辑开关Kl由闭合转为断开，切断乳机速度给定值Pl，乳机主电机在直流调速控制器的控制下，自动减速停车；
[0011]2.2)操作卸张按钮，从卸张信号端口输入的高电平卸张信号C，同时接通逻辑开关K2和逻辑开关K3，再利用正向乳制信号端口输入的正向乳制信号D和反向乳制信号端口输入的反向乳制信号E进行乳制方向选择，控制逻辑开关K4或者逻辑开关K5接通；
[0012]2.3)乳机主电机的电流检测与封锁控制脉冲，封锁给定
[0013]操作卸张按钮后，利用比较器KP8检测乳机主电机的实际电流值，一旦乳机主电机的实际电流值小于比较值A，则比较器KP8输出高电平，断开逻辑开关K6，切断速度给定P3;同时断开逻辑开关K7，切断可控硅触发脉冲控制信号A，使可控硅触发脉冲控制信号变为低电平，乳机主电机的电流迅速减少到零，消除静态乳制扭矩；
[0014]2.4)开辊缝及卸卷，一个钢卷完整的乳制周期全部结束。
[0015]本发明的有益效果是，在乳机主操作台原卸张操作按钮上增加了一对常开触点，并且在现有的控制程序基础上，设计一段新的控制程序，将该控制程序安装到现有的控制程序之后。其基本控制原理是，当乳完一个道次需要改变乳制方向时，切断速度给定，使乳机自动减速停车，不封锁控制脉冲，让乳机工作在零速给定状态，这时带钢巨大的弹性应力和乳机的电机轴端输出扭矩力处于一种新的静止平衡状态，不会发生抖动;反向乳制时只需给定一个反向速度信号，乳机即可反向启动乳制;乳完成品道次停车后，在撤消入口和出口卷取机张力(卸张操作)的同时，在原卸张按钮上新增加的这一对常开触点闭合，给乳机提供一个与成品道次方向相反的速度给定信号，使乳机负载电流减少到零，消除静态乳制扭矩，这时自动封锁控制脉冲，开辊缝卸卷，这样乳辊、减速机、联轴器不会受到任何冲击伤害，延长其使用寿命，减少设备检修工作量，提高乳机工作效率。
【附图说明】
[0016]图1是本发明方法的控制原理简图。
[0017]图中，1.PLC可编程控制器，2.直流调速控制器，3.乳机主电机，4.通讯电缆，5.编程功能块，6.乳机启动信号端口，7.反向乳制信号端口，8.乳机停车信号端口，9.卸张信号端口，10.正向乳制信号端口。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0019]本发明方法采用的硬件结构是，包括PLC可编程控制器I，PLC可编程控制器I通过通讯电缆4与直流调速控制器2信号连接，直流调速控制器2与乳机主电机3信号连接;PLC可编程控制器I对外还设置有乳机启动信号端口 6、乳机停车信号端口 8、卸张信号端口 9、正向乳制信号端口 1及反向乳制信号端口 7;
[0020]其中，采用的现有硬件包括:PLC可编程控制器1、直流调速控制器2、乳机主电机3、通讯电缆4、乳机启动信号端口 6、乳机停车信号端口 8、正向乳制信号端口 10、反向乳制信号端口 7，
[0021 ]新增加的硬件是卸张信号端口 9，
[0022]PLC可编程控制器I中新增加的控制程序块称为编程功能块5。
[0023]从乳机启动信号端口6输入的是乳机启动信号，即可控硅触发脉冲控制信号，简称信号A，乳机启动运行时为高电平，乳机停车消除静态乳制扭矩后为低电平。
[0024]从乳机停车信号端口8输入的是乳机停车信号，简称信号B，乳机停车时为高电平，乳机启动时为低电平。
[0025]从卸张信号端口9输入的是卸张信号，即新增加的安装在原卸张按钮上的一对常开触点开关，简称信号C，卸张时为高电平，乳制时为低电平。
[0026]从正向乳制信号端口10输入的是正向乳制信号，简称信号D，正向乳制时为高电平，反向乳制时为低电平。
[0027]从反向乳制信号端口7输入的是反向乳制信号，简称信号E，反向乳制时为高电平，正向乳制时为低电平。
[0028]Pl是乳制速度给定值，在正向乳制时最高为720m/min，在反向乳制时最高为-720m/min;P2是消除正向静态乳制扭矩时的速度给定值，取负值，取值范围为-0.5m/min?-2m/min;P3是消除负向静态乳制扭矩时的速度给定值，取正值，取值范围为0.5m/min?2m/
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[0029]上述的信号A、信号B、信号D和信号E(这四个都是开关量信号)来自主操作台现有的信号系统，信号C(卸张信号)是本发明新增加的采集信号，
[0030]其中，信号A、信号B、信号C的执行元件均为一个按钮开关，各自设置有一对常开接点；信号D来自一个两位转换开关的两个不同输出位(工作时只有一位有输出);信号E来自另一个两位转换开关的两个不同输出位(工作时只有一位有输出)。
[0031]PLC可编程控制器I内部的编程功能块5中增加了一段控制程序，其中控制程序中的逻辑与计算结果中间变量包括7个逻辑开关，即逻辑开关Kl?K7;在控制程序中还包括一个用于电流数值的比较器KP8，
[0032]其中，逻辑开关Kl受乳机停车信号B控制，操作停车按钮后，信号B为高电平，切断乳制速度给定值Pl，使乳机减速停车;正常乳制时，乳制速度Pl依次经过逻辑开关Kl (乳制时逻辑开关Kl闭合、逻辑开关K2和逻辑开关K3断开)、逻辑开关K6(乳制时逻辑开关K6闭合)、通讯电缆4给定到直流调速控制器2中，乳机主电机3按照乳制速度给定值Pl运行。
[0033]逻辑开关Κ2和逻辑开关Κ3受卸张信号C控制，操作卸张按钮时信号C为高电平，使得逻辑开关Κ2和逻辑开关Κ3同时闭合，如果逻辑开关Κ5闭合，逻辑开关Κ6闭合，反向速度给定值Ρ2依次通过逻辑开关Κ3、逻辑开关Κ5、逻辑开关Κ6、通讯电缆4给定到直流调速控制器2中，使得正向乳制扭矩减少；如果逻辑开关Κ4闭合，逻辑开关Κ6闭合，正向速度给定值Ρ3依次通过逻辑开关Κ2、逻辑开关Κ4、逻辑开关Κ6、通讯电缆4给定到直流调速控制器2中，使得反向乳制扭矩减少。
[0034]逻辑开关Κ4受反向乳制信号E控制，反向乳制时信号E为高电平，逻辑开关Κ4闭合；正向乳制时信号E为低电平，逻辑开关Κ4断开；
[0035]逻辑开关Κ5受正向乳制信号D控制，反向乳制时信号D为低电平，逻辑开关Κ5断开，正向乳制时信号D为高电平，逻辑开关Κ5闭合；
[0036]逻辑开关Κ6和逻辑开关Κ7受比较器ΚΡ8输出的控制，比较器ΚΡ8的输入值是乳机主电机3的实际电流，比较器ΚΡ8用来判断在卸张后乳机主电机3的实际电流是否小于设定值50Α(乳机不同，设定值可以不一样，取值范围30Α?100Α，本乳机取设定值50Α)，当小于设定值50Α时，比较器ΚΡ8的输出自动断开逻辑开关Κ6和逻辑开关Κ7。
[0037]本发明的控制方法，按照以下步骤实施:
[0038]步骤1、启动乳机，从乳机启动信号端口6输入乳机启动信号A，此时信号A为高电平，在乳制时比较器KP8输出低电平，逻辑开关K7为闭合状态，经逻辑开关K7及通讯电缆4传送到直流调速控制器2中，使可控硅触发脉冲控制处于开通使能状态，乳机速度给定值Pl依次经过逻辑开关K1、逻辑开关K6、通讯电缆4传送到直流调速控制器2中，在直流调速控制器2的控制下乳机按照速度给定值Pl进行启动乳制，因为本发明与乳制速度无关，这里乳机的乳制速度Pl取内部给定值720m/min，
[0039]本乳制周期中的前5次停车是为改变乳制方向，从乳机停车信号端口8输入乳机停车信号B高电平，使逻辑开关Kl由闭合转为断开，切断乳制速度给定值Pl，乳机主电机3在直流调速控制器2的控制下，自动减速停车，这时直流调速控制器2中的可控硅触发脉冲控制信号A仍然处于高电平使能状态，逻辑开关K7闭合，即乳机处于零速工作状态，这时电机轴端折算到乳辊上的乳制扭矩和带钢巨大的弹性应力处于一种新的平衡状态，不会发生抖动现象；
[0040]反向乳制时，只需要将乳机的乳制速度Pl的给定值取反，即设置为负给定，乳机启动