卷取机助卷辊AJC踏步控制分析.docVIP

PAGE 72 PAGE 71 卷取机助卷辊AJC踏步控制分析 【摘 要】分析了AJC(自动踏步控制)在热轧卷取机的应用和作用、动作过程、踏步时间计算及跟踪，以及控制功能特点分析，能够使助卷辊AJC踏步控制得到有效实施，提高带钢表面质量。 【关键词】卷取机 助卷辊 AJC控制 1.概述 我公司卷取机是全液压地下卷取机，液压主体设备有卷筒，助卷辊，夹送辊，外支撑等，其中卷取机助卷辊的作用是促使带钢在卷筒上形成带卷。由3个助卷辊组成，顺着卷取方向由密到疏进行配置，即1号、2号助卷辊相距较近，而2号、3号助卷辊相距较远。这种布置较沿卷筒圆周均匀配置更合理，由于带钢在一整卷卷取过程中，开始卷取较为困难，因此带钢弯益成卷主要由1号和2号助卷辊完成，3号助卷辊只起导向和克服弹性变形的作用。助卷辊与卷筒的辊缝位置通常根据带钢厚度等因素预先设定。带钢头部通过助卷辊时，助卷辊给带钢施加适当压力，帮助带钢环绕卷筒弯益，随着带钢的环绕，卷筒半径逐步增大，导致了助卷辊在圈数变化时与带钢头部的碰撞。自动踏步控制的目的是为了把带钢上表面的压痕减到最小。带钢上表压痕是由于带头撞击助卷辊而造成的。自动踏辊控制原理（ AJC ）：AJC控制带钢头部从夹送辊到卷筒卷取成形并避免压痕。基本控制思想为：当带钢头部接近某助卷辊时，在辊缝设定基础上增加一个附加值，助卷辊自动踏起，以保证带钢和助卷辊之间开度大于带钢厚度，待带钢头部通过后，辊缝减为设定值，再次返回压靠状态，重复以上步骤，直至张力建立，助卷辊打开，从而避免碰撞，减少压痕。 2.硬件构成 助卷辊位置控制通过摩根伺服阀驱动液压缸实现，根据输入的电信号对液压缸活塞的运动方向和位移进行控制。每个助卷辊的液压缸都有两个压力传感器，分为有杆腔无杆腔，检测液压缸活塞两侧的压强，位置传感器随活塞杆装入液压缸内，实现位置反馈检测。三个助卷辊液压缸伸缩的位移可分别在一定范围内任意调节，压力也可在一定范围内调节。 实现AJC所需的I／O信号主要有： (1) 每个助卷辊的位置与压力反馈信号； (2) 各助卷辊液压伺服阀信号； (3) 用于液压系统压力调节的电磁阀信号； (4) 夹送辊咬钢信号(用于带钢头部跟踪)： (5) 卷取区域热激光检测信号(一号卷取机是HMD601；二号卷取机是HMD602） 2.2 助卷辊液压系统伺服阀检测及控制方框图如图1所示。 图1 助卷辊液压伺服阀检测和执行机构框图 3.AJC踏步时间计算 3.1 AJC踏步时间计算 AJC控制为前馈开环控制，通过伺服阀动作完成助卷辊踏步。踏步速度—时间如图2所示。当JSPD和JACC为可编程的常数时，速度特性取决于JREF踏步参考值的大小，如图2所示。 t -踏步时间；JSPD -踏步期间最大速度；设：JREF -踏步参考值；JACC-踏步期间的加速速率 图2 踏步速度-时间图 JREF踏步参考将速度命令送至伺服阀。速度命令可以是小踏步参考值(如图2a)。也可以是大踏步参考值(如图2b)。图2a，当 JREF达到最大速度时，可以计算得到： 踏步时间的计算对应两种状况： 状况1：(JUMP≤ JUMP极限) 踏步完成时间为： 状况2：(JUMP≥ JUMP极限) 踏步完成时间为： 归纳状况1和2，可以得出： 总踏步时问为： 因此，JACC通常以秒的速率加速，JCON 以秒恒速运动，最终以JDEC秒的速率减速。 当然，前提条件是：加／减速时间必须≤ ，且恒速时间应≥0。计算和确定踏步控制的各时间段，目的在于保证踏步控制的完成。 3.2 AJC跟踪计算 带钢周长计算利用下夹送辊的速度反馈，可以计算至最后一个助卷辊的外部周长，或至下一个助卷辊的内部弧长，也可以计算带钢到达第几号助卷辊。带钢周长计算公式为： 带钢周长=(DMAV／2+nh)- 式中：Dmax —卷筒涨径后的内径； n—带钢圈数； h—带钢厚度； —补偿值，用于跟踪错误补偿。 同样，也可以利用助卷辊辊缝反馈计算带钢周长： 带钢周长=(DMAV／2+n辊缝)- 式中：Dmax—卷筒涨径后的内径。 在此基础上，计算实际踏步时间，用于决定何时开始踏步，何时完成动作并使带钢非碰撞通过，计算的依据是前述的踏步时间公式。 这一线性等式的特点是：当阀未进入深饱和时，任何时刻踏步时间都是常数，踏步的大小和饱和的深度成线性关系。 设：TVNS—伺服阀未进入深饱和的时间； JREF—踏步参考值； JSV—达到深饱和的最小踏步； JSP—踏步速度。 则，当JSV≥JREF时，