專利名稱：選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱軋生產(chǎn)線設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法。
背景技術(shù)：
卷取機(jī)是熱軋生產(chǎn)線核心設(shè)備之一，處于生產(chǎn)線末端，對(duì)鋼卷收集起著關(guān)鍵作用。眾所周知，卷取機(jī)芯軸是采用速度控制與張力控制切換控制的。在芯軸咬鋼前和夾送輥拋鋼后，芯軸是處于速度控制。速度控制過(guò)程中主要包括以下幾個(gè)過(guò)程(1)夾送輥拋鋼后繼續(xù)卷鋼；(2)鋼卷的尾部定位；(3)卸卷；(4)芯軸進(jìn)入等待速度；(5)芯軸進(jìn)入超前速度。在以上幾個(gè)過(guò)程中，傳統(tǒng)的芯軸速度控制的速度環(huán)增益不可控，在整個(gè)速度控制過(guò)程中，逆變器只提供一套唯一的速度環(huán)增益。但由于芯軸負(fù)載的特殊性，即以上過(guò)程(I)
(2)(3)與過(guò)程(4) (5)負(fù)載變化較大，且生產(chǎn)不同產(chǎn)品時(shí)鋼卷重量差別也較大，這樣唯一的速度環(huán)增益導(dǎo)致芯軸速度響應(yīng)控制不理想，特別是在夾送輥拋鋼后，速度響應(yīng)慢，且速度偏差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)中速度環(huán)增益導(dǎo)致芯軸速度響應(yīng)控制不理想的問(wèn)題，提供了一種保證卷取芯軸的速度環(huán)控制的穩(wěn)定性的選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法。本發(fā)明提供的一種選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法包括設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組；計(jì)算鋼卷的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過(guò)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)；根據(jù)判斷的選擇信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的速度環(huán)增益參數(shù)組執(zhí)行速度的閉環(huán)控制。進(jìn)一步，所述設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組包括從逆變器的速度調(diào)節(jié)參數(shù)中設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GR0UP0、ASPR_GAIN_GR0UP1、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 ；在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)增益選擇功能的使能信號(hào)ASPR_G_SEL及與四組所述速度環(huán)增益參數(shù)組對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)ASPR_G_N0 ；在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)定四組所述速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GR0UP0、ASPR_GAIN_GROUPl、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 ；設(shè)置增益選擇功能的使能信號(hào)ASPR_G_SEL=1，啟動(dòng)速度環(huán)增益選擇功能。進(jìn)一步，所述在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)定四組所述速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GR0UP0、ASPR_GAIN_GR0UP1、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 包括電機(jī)單體調(diào)試時(shí)，選擇ASPR_G_N0=0，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP0參數(shù)組；在電機(jī)與機(jī)械設(shè)備連軸后選擇ASPR_G_N0=1，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP1參數(shù)組；選擇ASPR_G_N0=2時(shí)，進(jìn)行帶載調(diào)試，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP2參數(shù)組；
選擇ASPR_G_N0=3，調(diào)整 ASPR_GAIN_GR0UP3 參數(shù)組。進(jìn)一步，所述計(jì)算鋼卷的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過(guò)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)包括一級(jí)系統(tǒng)先通過(guò)(".苳=」7*4々=~^|^,)·、··,·:·];^-·^/· = π’0 、Η (I)4-!) }v\
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算獲得鋼卷的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所述鋼卷密度P、帶 鋼寬度W以及鋼卷松緊系數(shù)S由二級(jí)設(shè)定，所述a為減速機(jī)變比，r為鋼卷半徑，Jc為鋼卷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，D為芯軸外徑，Di為鋼卷外徑；然后通過(guò)GD2 =GD〗+ GD^f計(jì)算獲得鋼卷的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，所述GDi為設(shè)備本身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為固定值；最后根據(jù)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)，并將所述選擇信號(hào)發(fā)送至傳動(dòng)系統(tǒng)。進(jìn)一步，所述最后根據(jù)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)包括當(dāng)OT2=OKg. m2 時(shí)，選擇信號(hào)為 ASPR_G_N0=0 ；當(dāng)⑶2大于零且小于8000Kg. m2時(shí)，選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=1 ；當(dāng)⑶2大于等于8000Kg. m2且小于20000Kg. m2時(shí)，選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=2 ；當(dāng)⑶2大于20000Kg. τα?xí)r，選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=3。進(jìn)一步，所述根據(jù)判斷的選擇信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的速度環(huán)增益參數(shù)組執(zhí)行速度的閉環(huán)控制包括當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=0時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GROUPO參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制；當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=1時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GROUPl參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制；當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=2時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GR0UP2參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制； 當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=3時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GR0UP3參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制。進(jìn)一步，為了保證卷取機(jī)正常完成帶鋼尾部定位控制，在進(jìn)行尾部定位時(shí)選擇信號(hào)ASPR_G_N0固定設(shè)置為I。本發(fā)明提供的一種選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，根據(jù)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化，選擇不同的速度環(huán)增益，保證了卷取芯軸的速度環(huán)控制的穩(wěn)定性。具體通過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明。(I)在以前的芯軸速度環(huán)控制中，芯軸速度環(huán)增益不變，在較大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下，芯軸速度響應(yīng)不能滿足要求。而本發(fā)明根據(jù)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化，選擇不同的速度環(huán)增益，保證卷取芯軸的速度響應(yīng)滿足要求，其速度精度始終在+/-0. 1%之內(nèi)。(2)在以前的芯軸速度環(huán)控制中，芯軸速度環(huán)增益不變，帶鋼尾部離開(kāi)夾送輥后芯軸轉(zhuǎn)為速度控制，芯軸速度與反饋速度難以保持一致，容易導(dǎo)致松卷。而本發(fā)明為防止當(dāng)從張力控制轉(zhuǎn)變到速度控制時(shí)芯軸升速，利用速度環(huán)增益選擇控制，在夾送輥拋鋼后保證了速度控制的精度，有效的保證了速度控制的穩(wěn)定性。(3)在以前的芯軸速度環(huán)控制中，芯軸速度環(huán)增益不能變，容易造成鋼卷尾部定位不準(zhǔn)。而本發(fā)明在鋼卷尾部定位是固定選擇參數(shù)組ASPR_GAIN_GR0UP1，保證了卷取機(jī)精準(zhǔn)的完成帶鋼尾部定位控制。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例提供的芯軸速度模型示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的芯軸卷鋼的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供速度環(huán)增益選擇示意圖。
具體實(shí)施方式

如圖I所示，從圖中可以看出正常卷一塊鋼，芯軸的速度設(shè)定分為超前速度、同步速度、滯后速度、空閑速度。在圖中芯軸咬鋼前和夾送輥拋鋼后芯軸為速度控制，速度環(huán)增益參數(shù)組在這期間可控。本發(fā)明提供的一種選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，包括以下步驟步驟SI :設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組。步驟S2 :計(jì)算鋼卷的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過(guò)總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)。步驟S3 :根據(jù)判斷的選擇信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的速度環(huán)增益參數(shù)組執(zhí)行速度的閉環(huán)控制。其中，步驟SI中設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組包括步驟S12 :從逆變器的速度調(diào)節(jié)參數(shù)中設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GROUPO、ASPR_GAIN_GROUPI、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3。步驟S12 :在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)增益選擇功能的使能信號(hào)ASPR_G_SEL及與四組速度環(huán)增益參數(shù)組對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)ASPR_G_N0。步驟S13 :在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)定四組速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GR0UP0、ASPR_GAIN_GR0UP1、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 ；步驟S14 :設(shè)置增益選擇功能的使能信號(hào)ASPR_G_SEL=1，啟動(dòng)速度環(huán)增益選擇功倉(cāng)泛。步驟S13在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)定四組速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GR0UP0、ASPR_GAIN_GR0UP1、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 包括步驟S131 電機(jī)單體調(diào)試時(shí)，選擇ASPR_G_N0=0，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP0參數(shù)組。步驟S132 :在電機(jī)與機(jī)械設(shè)備連軸后選擇ASPR_G_N0=1，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP1
參數(shù)組。步驟S133 :選擇ASPR_G_N0=2，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP2參數(shù)組時(shí)，芯軸需要帶上真實(shí)負(fù)載，在調(diào)試過(guò)程中的做法是準(zhǔn)備一卷卷好的鋼卷裝于芯軸上，鋼卷需用打包帶捆好，并且保證芯軸膨脹使芯軸與鋼卷間不至于打滑，這樣便實(shí)現(xiàn)了帶載調(diào)試。步驟S134 :選擇ASPR_G_N0=3，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP3參數(shù)組時(shí)，可憑經(jīng)驗(yàn)適當(dāng)放大速度環(huán)比例增益，其他增益參考其他參數(shù)組。表一為現(xiàn)場(chǎng)傳動(dòng)柜四組速度環(huán)增益參數(shù)組的具體設(shè)置，其中ASPR_P代表比例系數(shù)，ASPR_I代表積分系數(shù)，ASPR_D代表微分系數(shù)。表一
權(quán)利要求
1.一種選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，其特征在于，包括 設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組； 計(jì)算鋼卷的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過(guò)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)； 根據(jù)判斷的選擇信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的速度環(huán)增益參數(shù)組執(zhí)行速度的閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，其特征在于，所述設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組包括 從逆變器的速度調(diào)節(jié)參數(shù)中設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GROUPO、ASPR_GAIN_GR0UP1、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 ； 在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)增益選擇功能的使能信號(hào)ASPR_G_SEL及與四組所述速度環(huán)增益參數(shù)組對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)ASPR_G_NO ； 在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)定四組所述速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GROUPO、ASPR_GAIN_GROUPl、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 ； 設(shè)置增益選擇功能的使能信號(hào)ASPR_G_SEL=1，啟動(dòng)速度環(huán)增益選擇功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，其特征在于，所述在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)定四組所述速度環(huán)增益參數(shù)組ASPR_GAIN_GR0UP0、ASPR_GAIN_GR0UP1、ASPR_GAIN_GR0UP2、ASPR_GAIN_GR0UP3 包括 電機(jī)單體調(diào)試時(shí)，選擇ASPR_G_N0=0，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP0參數(shù)組； 在電機(jī)與機(jī)械設(shè)備連軸后選擇ASPR_G_N0=1，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP1參數(shù)組； 選擇ASPR_G_N0=2時(shí)，進(jìn)行帶載調(diào)試，調(diào)整ASPR_GAIN_GR0UP2參數(shù)組； 選擇 ASPR_G_N0=3，調(diào)整 ASPR_GAIN_GR0UP3 參數(shù)組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，其特征在于，所述計(jì)算鋼卷的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過(guò)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)包括 一級(jí) PLC 系統(tǒng)先通過(guò)
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，其特征在于，所述最后根據(jù)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)包括當(dāng) OT2=OKg. m2 時(shí)，選擇信號(hào)為 ASPR_G_N0=0 ； 當(dāng)⑶2大于零且小于8000Kg. m2時(shí)，選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=1 ； 當(dāng)⑶2大于等于8000Kg. m2且小于20000Kg. m2時(shí)，選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=2 ； 當(dāng)⑶2大于20000Kg. m2時(shí)，選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=3。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)判斷的選擇信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的速度環(huán)增益參數(shù)組執(zhí)行速度的閉環(huán)控制包括 當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=0時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GROUPO參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制；當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=1時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GROUPl參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制； 當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=2時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GR0UP2參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制； 當(dāng)接收到一級(jí)系統(tǒng)發(fā)送的選擇信號(hào)為ASPR_G_N0=3時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)ASPR_GAIN_GR0UP3參數(shù)組來(lái)執(zhí)行速度的閉環(huán)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，其特征在于 為了保證卷取機(jī)正常完成帶鋼尾部定位控制，在進(jìn)行尾部定位時(shí)選擇信號(hào)ASPR_G_N0固定設(shè)置為I。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，包括設(shè)置四組速度環(huán)增益參數(shù)組；計(jì)算鋼卷的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，通過(guò)所述總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量判斷對(duì)應(yīng)的選擇信號(hào)；根據(jù)判斷的選擇信號(hào)選擇對(duì)應(yīng)的速度環(huán)增益參數(shù)組執(zhí)行速度的閉環(huán)控制。本發(fā)明提供的一種選擇卷取芯軸速度環(huán)增益的控制方法，根據(jù)芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的變化，選擇不同的速度環(huán)增益，保證了卷取芯軸的速度環(huán)控制的穩(wěn)定性。具體通過(guò)以下幾個(gè)方面進(jìn)行說(shuō)明。
文檔編號(hào)B21B37/00GK102794312SQ20121031673
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者童燕成, 汪萬(wàn)根, 潘彪, 劉樹(shù)清, 陳建宇, 劉順東, 魏志軍 申請(qǐng)人:首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司