專利名稱：冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼機械電氣控制領(lǐng)域，尤其涉及一種通過冷軋張力輥速度檢 測，實現(xiàn)對其打滑現(xiàn)象進行相應(yīng)控制的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著市場需求的不斷增長，對產(chǎn)品質(zhì)量繁榮要求亦越來越高，高品質(zhì)尤其 是表面質(zhì)量優(yōu)異的冷軋鋼板才具有更大的市場競爭力。因此，提高冷軋板材的 表面質(zhì)量，減少甚至消除擦、劃傷一直是提高冷軋板產(chǎn)品質(zhì)量和成材率的關(guān)鍵， 也是一個迄今為止始終難以解決的問題。特別是隨著軋制技術(shù)的發(fā)展，冷軋軋 機的生產(chǎn)速度也在逐步提高，國內(nèi)很多冷軋板生產(chǎn)廠家的鋼板出口速度均已達
到20m/s，張力輥電機的轉(zhuǎn)速達到1300rpm。由于冷軋板運行速度較快，加之張 力輥電機的轉(zhuǎn)速較高，生產(chǎn)過程中一旦張力輥表面粗糙程度偏小，就會使帶鋼 表面線速度與張力輥表面線速度不同步，帶鋼與張力輥之間產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，從 而造成鋼板表面劃傷，嚴(yán)重影響了鋼板的表面質(zhì)量，由于表面質(zhì)量不合格而導(dǎo) 致廢品的數(shù)量高達40t/月，同時由于打滑造成故障停機4h/月以上。而造成這一 問題的主要原因是，由于原設(shè)計沒有考慮冷軋機高速運行時張力輥表面粗糙度 對于帶鋼表面線速度與張力輥表面線速度同步程度的影響，即缺少針對帶鋼擦 劃傷的判斷調(diào)整，不能對鋼板高速運行過程中產(chǎn)生的擦劃傷進行提前預(yù)警和控 制，從而降低了冷軋板的表面質(zhì)量和產(chǎn)品的成材率，增加了軋機生產(chǎn)人員檢查 鋼板表面的次數(shù)及工作負荷，增大了軋機的事故停機時間，嚴(yán)重影響軋制生產(chǎn) 的順利進行。
經(jīng)對已有技術(shù)的檢索査找，尚未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明技術(shù)相同或相近似的文獻記 載和資料報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種通過對冷軋張力輥速度檢測對比，從而準(zhǔn)確判 斷張力輥表面狀態(tài)和影響因素，進而實現(xiàn)分級預(yù)警和控制，減少帶鋼表面擦劃 傷的裝置及方法。
本發(fā)明所采取的技術(shù)解決方案為
一種冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)，是由同步齒輪、小齒輪、傳動軸、編碼器、 TDC處理器及計算機組成；安設(shè)在張力輥一端的同步齒輪與小齒輪嚙合，傳動 軸一端固裝在小齒輪上，另一端連接增量轉(zhuǎn)速編碼器，增量轉(zhuǎn)速編碼器通過TDC 處理器與計算機連接，計算機控制機組及張力輥速度。
所述的張力輥上的同步齒輪與小齒輪的齒數(shù)比為4: 1。
一種使用上述冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)的控制方法，其控制過程及方式為
與安設(shè)在張力輥一端的同步齒輪嚙合的小齒輪帶動傳動軸做4倍于張力輥 轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)動；
設(shè)于傳動軸一端的增量轉(zhuǎn)速編碼器將光柵衍射采集的轉(zhuǎn)速光譜轉(zhuǎn)換成脈沖 信號，并將該脈沖信號送入TDC處理器；
TDC處理器控制系統(tǒng)將接收的增量轉(zhuǎn)速編碼器的脈沖信號轉(zhuǎn)化成線速度
值；
計算機將TDC處理器測得的線速度值與鋼板激光測速儀所測帶鋼表面速度 值進行比較，把速度偏差值對應(yīng)特定顏色在WINCC操作畫面上予以顯現(xiàn)，并按 預(yù)設(shè)等級進行報警；
同時，計算機根據(jù)預(yù)設(shè)速度偏差值等級對應(yīng)控制和降低機組及張力輥轉(zhuǎn)速， 或者自動停機更換張力輥。實施本發(fā)明，具有以下積極效果
由于本發(fā)明張力輥上的同步齒輪與小齒輪直接嚙合，減少了測量誤差。采 用T&R增量轉(zhuǎn)速編碼器及SIMATIC TDC高頻處理器控制系統(tǒng)，擁有比PLC系 統(tǒng)更快的信號處理速度，可以準(zhǔn)確完成信號采集和處理，最大限度減少光譜轉(zhuǎn) 換及脈沖信號的損失，精確檢測出張力輥實際轉(zhuǎn)速。采取計算機WINCC操作畫 面分級顯示和報警，控制機組張力輥轉(zhuǎn)速，極大減少了帶鋼表面的擦劃傷缺陷， 提高了產(chǎn)品的合格率和成材率；實現(xiàn)了故障自動停機，使故障得以及時排除或 換輥，降低了事故停機時間，提高了軋機作業(yè)率，年節(jié)約價值達150萬元以上。


圖1為冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)傳動機構(gòu)示意圖。 圖2為冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)控制程序圖。
圖中1、張力輥，2、同步齒輪，3、小齒輪，4、傳動軸，5、軸承座，6、 聯(lián)軸器，7、增量轉(zhuǎn)速編碼器，8、支架。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。
由圖1可見，冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)是由張力輥同步齒輪2、小齒輪3、 傳動軸4、軸承座5、聯(lián)軸器6、增量轉(zhuǎn)速編碼器7和支架8所構(gòu)成。張力輥l 的左端安設(shè)有一個同步齒輪2，機組運行時張力輥1帶動同步齒輪2轉(zhuǎn)動。同步 齒輪2與小齒輪3嚙合，且兩者齒輪齒數(shù)比為4: 1。傳動軸4左端固裝在同步 齒輪2上，右端通過聯(lián)軸器6連接一T&R增量轉(zhuǎn)速編碼器7。為減少振動，使 傳動軸4轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，在傳動軸4的軸身兩端部安有軸承座5。 T&R增量轉(zhuǎn)速編 碼器7連接在外部SIMATIC TDC處理器上，TDC處理器則與HMI計算機連接，HMI計算機連接并控制機組速度。
圖2給出了冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)控制程序圖，其控制過程及方式為-
張力輥1在帶鋼的拖動下，張力輥1上的同步齒輪2帶動與其嚙合的小齒 輪3轉(zhuǎn)動，小齒輪3則帶動傳動軸4做4倍于張力輥1轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)動。
設(shè)于傳動軸4右端的T&R增量轉(zhuǎn)速編碼器7將光柵衍射采集的轉(zhuǎn)速光譜轉(zhuǎn) 換成脈沖信號，并將轉(zhuǎn)化后的脈沖信號送入SIMATIC TDC處理器。
TDC處理器的控制系統(tǒng)將接收到的脈沖信號轉(zhuǎn)化成線速度值，在信號損失 極小的情況下，該線速度值就是張力輥的輥面線速度值的4倍。
HMI計算機將TDC處理器測得的線速度值與鋼板激光測速儀同時所測得的 帶鋼表面速度值進行比較，把速度偏差值按預(yù)先設(shè)定的顏色顯現(xiàn)在WINCC操作 畫面上，每種顏色對應(yīng)一個偏差值等級，按預(yù)設(shè)等級進行報警。即當(dāng)速度偏差 值小于0.97時，WINCC操作畫面顯示黃色預(yù)警；當(dāng)速度偏差值小于0.95時， WINCC操作畫面則顯示紅色報警信號。
同時，計算機根據(jù)預(yù)設(shè)速度偏差值等級即黃、紅色警示信號進行對應(yīng)控制， 按等級降低張力輥轉(zhuǎn)速，若等級最高時計算機將指令機組自動停機，操作人員 迅即進行檢修或者直接更換張力輥，以避免出現(xiàn)事故和帶鋼表面劃傷。
權(quán)利要求
1、一種冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)，其特征在于，由同步齒輪、小齒輪、傳動軸、編碼器、TDC處理器及計算機組成；在張力輥一端安設(shè)的同步齒輪與小齒輪嚙合，傳動軸一端固裝在小齒輪上，另一端連接增量轉(zhuǎn)速編碼器，增量轉(zhuǎn)速編碼器通過TDC處理器與計算機連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的同步齒輪與小齒輪齒數(shù)比為4: 1。
3、 一種按照權(quán)利要求1所述冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，其控制過程及方式為與安設(shè)在張力輥上的同步齒輪嚙合的小齒輪帶動傳動軸做4倍于張力輥轉(zhuǎn)速的速度轉(zhuǎn)動；設(shè)于傳動軸一端的增量轉(zhuǎn)速編碼器將光柵衍射采集的轉(zhuǎn)速光譜轉(zhuǎn)換成脈沖信號，并將該脈沖信號送入TDC處理器；TDC處理器控制系統(tǒng)將接收的增量轉(zhuǎn)速編碼器的脈沖信號轉(zhuǎn)化成線速度值；計算機將TDC處理器測得的線速度值與鋼板激光測速儀所測帶鋼表面速度值進行比較，把速度偏差值對應(yīng)特定顏色在WINCC操作畫面上予以顯現(xiàn)，并按預(yù)設(shè)等級進行報警；同時，計算機根據(jù)預(yù)設(shè)速度偏差值等級對應(yīng)控制和降低機組速度，或者自動停機更換張力輥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷軋張力輥速度檢測系統(tǒng)及控制方法，系統(tǒng)由張力輥同步齒輪、小齒輪、傳動軸、編碼器、TDC處理器和計算機構(gòu)成。與張力輥齒輪嚙合的小齒輪驅(qū)動傳動軸；軸端編碼器將轉(zhuǎn)換的脈沖信號送入TDC處理器轉(zhuǎn)化成線速度值；計算機根據(jù)速度差按預(yù)定顏色和等級顯現(xiàn)在操作畫面上，并相應(yīng)降低張力輥轉(zhuǎn)速。本發(fā)明傳動軸齒輪與張力輥同步齒輪直接嚙合，減少了測量誤差；編碼器及TDC處理器可最大限度減少信號損失，精確檢測張力輥轉(zhuǎn)速；采取計算機畫面分級顯示和報警，控制張力輥轉(zhuǎn)速，減少帶鋼表面的擦劃傷，提高產(chǎn)品的合格率和成材率，降低事故停機時間，年節(jié)約價值150萬元以上。
文檔編號B21B38/00GK101648219SQ200810012779
公開日2010年2月17日 申請日期2008年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月13日
發(fā)明者鎮(zhèn) 姜, 張瑞龍, 濤 徐, 景玉全, 剛 李, 王今朝, 王天國, 勇 趙, 克 韓, 健 高 申請人:鞍鋼股份有限公司