處理在軋機中的軋件的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種處理在軋機(2)中的軋件(6)的方法，該軋機帶有至少一個具有驅動裝置(8)的軋機機架(4)，其中，為了降低通過在驅動裝置(8)上產生作用的、可預見的負載力矩(ML)導致的驅動裝置(8)的轉速下降，通過輸送給驅動裝置(8)的、形成力矩的電流(I)來實現(xiàn)驅動裝置(8)的軋制力矩先導控制。
【專利說明】處理在軋機中的軋件的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種處理在軋機中的軋件的方法，該軋機具有至少一個帶有驅動裝置的軋機機架。

【背景技術】
[0002]在處理軋件、例如鋼或者以所謂的板坯或者鋼坯形式的不同金屬時，軋件穿過帶有一個或者多個軋機機架的軋機機列。各個軋機機架分別具有一個用于軋輥的驅動裝置，利用軋輥，軋件被軋制成具有預期的幾何形狀、如預定的厚度或者橫截面的板材或者線材。
[0003]為了實現(xiàn)該目的，必須在各個軋機機架的驅動裝置的幫助下將軋輥調節(jié)到確定的轉速。在此重要的是，在軋機機列的整個運行期間，各個軋機機列的軋輥的轉速的預定比例也要保持恒定，這是因為要不然就會在軋件上出現(xiàn)拉伸負載和壓負載，這又會導致不希望的軋制結果，或者甚至會導致軋件的斷裂或者形成打結。
[0004]為了尤其在高軋制速度的情況中在機械方面確保該目的，例如一些處于長形產品軋機機列中的軋輥在多機架的線材框架中通過機械的分動器剛性地彼此耦合連接，并且利用共同的電機驅動。然而，在此的一個較大的缺點是，部分設備由于用于轉速比固定而不能匹配于另外的產品，并且例如在一些軋輥磨損時，整個軋輥組都需要再琢磨，否則就會出現(xiàn)上面描述的效果。
[0005]這些缺點可以由此來克服，即每個軋機機架都具有用于軋輥的單獨的驅動裝置。在此各個驅動裝置分別具有單獨的轉速調節(jié)裝置，從而可以個別地對其進行調整。
[0006]然而，這種類型的驅動裝置解決方案的一個巨大的要求是，在處理軋件期間對各個軋機機架的軋輥或者驅動裝置的轉數調節(jié)。在不同的負載力矩對各個軋機機架產生影響時尤其如此，這例如是在開軋時、也就是在軋件出現(xiàn)在軋輥上時的情況。在負載力矩對驅動裝置有這種類型的影響時，軋輥被制動，這因此導致在相關的軋機機架上的軋輥或者驅動裝置的轉速下降。相反，在開軋時間點時沒有或者有偏差的、例如較小的負載力矩對其有影響的那些另外的軋機機架的軋輥具有未改變的或者僅僅改變較小的轉速。這導致各個驅動裝置或者軋輥的轉速不同步，也就是彼此不再以預設的轉速比進行工作。這導致材料厚度的錯誤并且在不允許的拉伸或者壓力負載的情況下導致在各個軋機機架之間的線材的斷裂或者軋件形成打結。
[0007]為此，利用迄今為止的、具有部分疊加的校正接通裝置的轉速調節(jié)裝置，整個系統(tǒng)的特性、也就是軋機機架的各個驅動裝置或者軋輥的特性以及其對軋制結果的影響都不再是可預見的，從而使得軋件的質量不再能與要求相適應。


【發(fā)明內容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是提出一種用于處理在軋機中的軋件的方法，其中能夠避免上述的缺點。
[0009]該目的通過具有權利要求1所述的特征的用于處理在軋機中的軋件的方法來實現(xiàn)。在此，該軋機具有至少一個帶有驅動裝置的軋機機架，其中，為了降低通過在驅動裝置上產生作用的、可預見的負載力矩導致的驅動裝置的轉速下降，通過輸送給驅動裝置的、形成力矩的電流來實現(xiàn)驅動裝置的軋制力矩先導控制。
[0010]在根據本發(fā)明的方法中，在例如像在開軋的情況中出現(xiàn)可預見的負載力矩時，由此決定的轉速下降通過對供應給驅動裝置的形成力矩的電流的軋制力矩先導控制來降低。對于負載力矩的可預見性而應用合適的參數，例如軋輥間隙幾何輪廓、材料傳感器的位置和特征、各個軋機機架的間距或者軋制速度和材料速度，據此可以確定，負載力矩在什么時候或者以什么樣的程度對相關的驅動裝置進行影響。包括可預見的負載力矩的高度在內的相應值能夠例如借助軋機的模型來確定。然后，根據該可預見性可以這樣地對供應給驅動裝置的額電流進行有目的的先導控制，即，降低與負載力矩出現(xiàn)相關聯(lián)的驅動裝置轉速降低。因此確保驅動裝置或各個軋機機架的軋輥進而整個設備的受控運行。由此，不再由于各個驅動裝置或者不同軋機機架的軋輥的強烈轉速波動而導致各種拉伸或者壓力負荷。由此降低了厚度上的偏差并且盡可能地避免了軋件的斷裂或者形成打結。在軋機具有多個帶有單獨的驅動裝置的軋機機架并且每個驅動裝置被個別地先導控制時，尤其涉及該情況。
[0011]可預見的負載力矩通過對例如尤其是轉矩值、轉速值的實際值和由此推導出的加速度實際值來校正。由此，在帶材頭部的位置時實現(xiàn)動態(tài)校正。通過觀察模型能夠附加地動態(tài)校正負載力矩的程度。在相同材料的重復過程中，通過可預見的負載力矩的和當前的負載力矩的先導控制值之間的評估來實現(xiàn)反復優(yōu)化關機時間點的校正以及反復校正可預見的負載力矩的程度。
[0012]在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例中，先導控制以材料為基礎。這意味著，在此首先也考慮材料參數、例如像硬度或者其影響的因素、如溫度和材料類型，可預見的負載力矩對相關的驅動裝置有多大影響，從而基于此對驅動裝置進行相應的先導控制并進而改變供應的電流。
[0013]在為了對驅動裝置進行先導控制在出現(xiàn)負載力矩時使電流跳躍式地升高時，系統(tǒng)短時地對出現(xiàn)的負載力矩做出反應。然而其缺點在于，在供給的、形成力矩的電流這樣跳躍式變化時，除了機械特征之外，變流器的特性也在相應的運行點對整個系統(tǒng)的反應特性有影響。
[0014]為了將其避免，電流并不跳躍性地增高，而是上升地、在時間窗口內連續(xù)地、尤其是斜坡式地增高，用于對驅動裝置進行先導控制。由此，驅動裝置的相應的轉矩也就僅僅相對緩慢地、也就是斜坡式地改變。不同地，該斜坡也可以預設為階梯式的。
[0015]在此，這樣測定用于轉矩的斜坡的斜率，即驅動系保持在定義的和隨時都可再生的狀態(tài)中。因此，整個系統(tǒng)被更好地控制，并且各個驅動裝置并且尤其是整個系統(tǒng)都展現(xiàn)了顯著改善的時間特性。由此確保了整個系統(tǒng)的性能的可再生性。電流上升的限制通過電流額定值的相應的斜坡式升高來實現(xiàn)，并且可以間接地通過轉矩控制也或者轉速先導控制實現(xiàn)。
[0016]斜坡的斜率取決于整流器的動力。在此，整流器類型、運行點和整流器的布置、尤其是待注入電流的大小、轉速和電壓儲備是重要因素。在高再生性時，斜率對應于可以在規(guī)定運行點實現(xiàn)的平均值。對于完全的再生性來說，斜坡或者階梯的斜率在此必須小于可能的最大斜率，該最大斜率可以在所有規(guī)定運行點提供給整流器。額定值的上升并不使得整流器的可實現(xiàn)的動力過渡上升到在電機額定電壓時的電壓極限和最大功率。這消除了在不同運行點中的整流器特性的偏差。由此能夠在高速時實現(xiàn)非常精確的和可預見的先導控制。通過內插法，除了動態(tài)地說明出現(xiàn)的負載力矩用于以動態(tài)地校正材料位置和負荷程度之外，可再生的運行還允許對耐用性進行非常精確的分析。
[0017]為了在接通之前和之后無轉速偏差地進行先導控制，這樣設計斜坡，即通過升高電流實現(xiàn)的驅動裝置轉矩上升導致了對稱作用的偏差，因此消除直至出現(xiàn)負載的速度上升以及在出現(xiàn)負載之后直至完全建立轉矩的延遲。在跳躍式的負載和恒定的斜坡時，轉矩的接通有一半在出現(xiàn)負載扭矩之前實現(xiàn)，另一半在出現(xiàn)負載扭矩之后實現(xiàn)。
[0018]當在出現(xiàn)負載直至完全地接通轉矩之間的上升時間沒有超過機架間距除以材料速度的值時，在材料進入到后續(xù)機架中之前結束先導控制。在有對稱影響的偏差時，其對應于材料穿過兩個機架之間所必需的雙倍時間。
[0019]結合以下對聯(lián)系附圖詳細闡述的實施例的描述，本發(fā)明的上述特性、特征和優(yōu)點及其所實現(xiàn)的類型和方式是更加清晰且明確地顯而易見的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]對于本發(fā)明的進一步的描述參照圖示中的實施例。圖中示出了示意性的原理圖:
[0021]圖1是具有順序布置的軋機機架和用于每個軋機機架的單獨的驅動裝置的軋機機列的視圖，
[0022]圖2是一圖表，其中示出了分別作用在軋機機架的驅動裝置上的負載扭矩以及供應給該驅動裝置的電流在時間上的變化曲線，
[0023]圖3是一圖表，其中示出了在圖2中示出的值起作用時，驅動裝置的相應的轉速在時間上的變化曲線。

【具體實施方式】
[0024]圖1示出了具有彼此依次布置的軋機機架4的軋機機列2的截面圖，其中該軋機機架用于對軋件6進行處理。在圖1中示意性地示出了八個彼此依次布置的軋機機架4，軋件6穿過這些軋機機架，例如作為軋件的棒料被軋制成線材。
[0025]每個軋機機架4都對應有一個包括電機10和傳動裝置12的單獨的驅動裝置8，其中在附圖中為了清晰起見僅僅示出了驅動裝置8。借助帶有控制單元16的整流器14，為驅動裝置供應希望的電流I。每個軋機機架4還包括至少一個軋輥13，其由相應的驅動裝置8以預設的轉速η驅動，該轉速例如從道次表中獲取。
[0026]如果軋件6出現(xiàn)在軋機機架13的軋輥4上，那么在相應的軋機機架13的驅動裝置8上施加有負載力矩％。該負載力矩A現(xiàn)在導致相關的驅動裝置8的轉速η的下降。在根據現(xiàn)有技術的軋機2中，相應地將轉速η向上修正，從而在確定的延遲時間之后，相關的軋機機架4的驅動裝置8再次具有預期的轉速η。然而，驅動裝置8的特性尤其在出現(xiàn)負載力矩A之后并不總是能再生?；谟纱水a生的轉速偏差和與相聯(lián)系的拉伸波動，軋制產品的質量并不總是能滿足要求。換句話說，驅動裝置的動態(tài)性能取決于出現(xiàn)的負載力矩Ml和調節(jié)器的性能。然而，這些性能并不總是足夠精確地可預見的，并且基于與運行點的相關性僅僅能有條件地再生。
[0027]根據本發(fā)明，降低了通過在驅動裝置8上產生作用的負載力矩A引起的轉速下降，這由此實現(xiàn)，即驅動裝置8借助控制單元16和整流器14鑒于其被供給的電流I來先導控制。
[0028]為了實現(xiàn)該目標首先需要能夠獲知或者估計負載力矩Mp也就是說負載力矩是可預見的值。例如根據軋機2的模型以及待軋制的軋件6的已知的值，可以測定出在軋機機架4的驅動裝置8上作用的負載力矩A的相應的預測值。在此，在時間上測定該預測值，從而以時間變化曲線的方式預見用于軋機機架4的確定的驅動裝置8的負載力矩埯。取決于該可預見的負載力矩A，則通過供給給驅動裝置的、形成力矩的電流I這樣實現(xiàn)了對驅動裝置8的軋制力矩先導控制，即對驅動裝置8的轉速下降進行補償。對于與之前的優(yōu)選方案不同地驅動一個以上的軋機機架4的驅動裝置來說，在時間上測定的與電機相關的負載力矩A表現(xiàn)出各個與電機相關的軋制力矩的總和。
[0029]在圖2中僅僅示意性地為兩個具有各一個與之對應的驅動裝置8的軋機機架4示出了在其上出現(xiàn)的負載力矩A以及供應給該驅動裝置8的電流I的時間變化曲線，該電流I具有相應的控制值，也就是時間變化曲線中的電流額定值。曲線18示出了在時間t2時在第一軋機機架4的驅動裝置8上的負載力矩A的跳躍式變化，而曲線20代表在時間點t7時在第二軋機機架4的驅動裝置8上的負載力矩Ml的跳躍。
[0030]為了降低通過在驅動裝置8上作用的負載力矩A引起的驅動裝置8的轉速下降，借助于控制單元16和整流器14通過供給給驅動裝置的電流I實現(xiàn)對驅動裝置8的有針對性的先導控制。為此，已經在時間點h，也就是在出現(xiàn)負載力矩&之前就斜坡式地增大電流I的額定值，這如以曲線22所示。然后，電流I從但也處于出現(xiàn)負載力矩A的時間點t2之間的時間點h開始以較小的時間延遲跟隨，這如以曲線24所示。電流額定值以及電流I的斜坡在此這樣地測定，即驅動裝置8保持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，該狀態(tài)也可再生，也就是說，電流額定值和電流I的上升如此非常緩慢地實現(xiàn)，使得驅動裝置8具有定義了的運行特性。尤其是電流I的斜坡這樣地設計，即通過電流上升實現(xiàn)的驅動裝置8的轉矩上升一半在出現(xiàn)負載力矩I之前另一半在此之后實現(xiàn)。這意味著，從h至t2的時間間隔與從t3至t4的時間間隔相等。在達到時間點t4時，負載力矩A的值等于驅動裝置8的轉矩M的值。
[0031]在一定的時間段之后，例如在插入軋件6時，該情況出現(xiàn)在第二軋機機架4上，并且在那里引起負載力矩I不同程度的跳躍，其如以曲線20所示。該相應的負載力矩A又通過已知的參數可預見。在此，為了降低通過負載力矩A引起的驅動裝置8的轉速下降，也借助在時間點t5和t8之間斜坡式地增大的電流額定值，其如以曲線26所示，來實現(xiàn)對驅動裝置8的先導控制。在此，相應的延遲時間之后，也在tjPt9之間的間隔中這樣根據曲線28斜坡式地增大電流I，即驅動裝置8保持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，并且通過電流上升實現(xiàn)的驅動裝置8的轉矩上升一半在出現(xiàn)負載力矩Ml之前另一半在此之后實現(xiàn)。
[0032]現(xiàn)在，在圖3中示出了在相應的軋機機架4上的兩個驅動裝置8的轉速變化曲線。下面的曲線30示出了第一軋機機架4的驅動裝置8的轉速η的時間變化曲線。通過對供給給驅動裝置8的電流I的先導控制，首先從時間點h開始如上所述地增大轉矩M并因此也提高轉速η。這一直發(fā)生直至時間點t2，在該時間點負載力矩&對驅動裝置8產生作用，其現(xiàn)在導致轉速下降到預期的轉速η之下。通過在時間點t2和t4之間進一步提高電流I以及轉矩M，轉速η被帶到預期的值。
[0033]相應的變化曲線以用于第二軋機機架4的驅動裝置8的曲線32示出。
[0034]根據轉速η的曲線走向能夠識別出，驅動裝置8的轉速下降通過相應的先導控制來補償。重疊的逐漸消退的扭矩波動出于簡化的目的而未示出。通過對電流I的先導控制以及電流I的與之相聯(lián)系的預定義上升的先導控制，在此以斜坡的形式，在驅動裝置的動態(tài)運行期間確保其始終在定義且可再生的狀態(tài)中運行，使得在軋制過程中避免形成打結或者軋件的斷裂。因此，也能夠通過先導控制更好地影響系統(tǒng)特性，以對出現(xiàn)的負載力矩I進行補償。
[0035]雖然本發(fā)明詳細地通過優(yōu)選的實施例進一步示出和描述，但是本發(fā)明并不被所公開的實施所限制并且其他的變體可以由本領域技術人員推導出來，而不會對本發(fā)明的保護范圍造成影響。
【權利要求】
1.一種用于處理在軋機(2)中的軋件￠)的方法，所述軋機帶有至少一個具有驅動裝置(8)的軋機機架(4)，其中，為了降低通過在所述驅動裝置(8)上產生作用的、能預見的負載力矩(MJ導致的所述驅動裝置(8)的轉速下降，通過輸送給所述驅動裝置(8)的、形成力矩的電流(I)來實現(xiàn)所述驅動裝置(8)的軋制力矩先導控制。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述軋機(2)是長形產品軋機并且具有多個軋機機架(4)，所述軋機機架帶有各一個用于高軋制速度的單獨的驅動裝置(8)，并且在每個所述驅動裝置⑶的情況下個別地先導控制通過軋制過程限定的所述負載力矩故)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，以材料為基礎地實現(xiàn)所述先導控制。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中，為了對所述驅動裝置(8)進行先導控制，跳躍式地升高所述電流(I)。
5.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，為了對所述驅動裝置(8)進行先導控制，斜坡式地或者階梯式地升高所述電流(I)。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，在斜坡的走向中的斜率通過降低取決于整流器特性的動力而如下地測定，即所述驅動裝置(8)提供高的或者完全能再生的性能。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其中，為了在時間上消除剩余的轉速差而如下地設計該斜坡，即在出現(xiàn)負載之后直至所述負載力矩(MJ完全建立，在負載力矩(MJ和通過所述先導控制實現(xiàn)的、所述驅動裝置(8)的轉矩上升之間的偏差對直至出現(xiàn)所述負載力矩(Ml)時的所述轉數差進行補償。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其中，通過評估以所述先導控制形式獲得的轉速實際值或者轉矩實際值，對能預見的所述負載力矩(MJ進行校正。
【文檔編號】H02P6/08GK104428075SQ201380036366
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年6月12日 優(yōu)先權日:2012年7月27日
【發(fā)明者】約亨·韋姆克 申請人:西門子公司