[发明专利]双阀联动闭环控制实现工作辊的弯辊和平衡的方法

说明书

技术领域

本发明涉及双阀联动闭环控制实现工作辊的弯辊和平衡的方法。

背景技术

目前，在板带轧机或平整机中，常配置并联的非对称液压缸以实现工作辊的弯辊和平衡；用单个伺服阀控制非对称液压缸时容易产生超压和气蚀；配置双伺服阀的系统，常只将一阀用于闭环控制，另一阀接回油路，控制效果差且接回油路的一腔易于产生气蚀；实现工作辊平衡功能时，用开环控制模式产生的冲击大，易于损坏设备和产生油液泄漏。

工作辊的弯辊平衡系统，是HAGC系统的核心子系统，对板带的板形品质尤为重要。工作辊弯辊控制要求稳定、精确和响应快；正负弯辊模式切换时要求柔性冲击力小；且工作辊平衡控制时要求冲击力尽量小。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种双阀联动闭环控制实现工作辊的弯辊和平衡的方法，以解决现有技术存在的问题。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的双阀联动闭环控制实现工作辊的弯辊和平衡方法，是采用工作辊弯辊和平衡液压控制系统来实现的，该控制系统主要由控制回路和4个弯辊液压缸、2个电液伺服阀、2个压力传感器、2个安全阀组成。该方法的步骤包括：

（1）使用同一控制器进行双阀联动闭环控制以实现工作辊的正负弯和平衡：

第一电液伺服阀和第二电液伺服阀使用同一个控制器来实现工作辊的正弯辊、负弯辊和平衡，其本质是将两个三通伺服阀当作一个四通伺服阀来用，同时控制两个三通伺服阀的各一个控制腔； 

（2）工作辊平衡控制使用正弯模式的双阀联动：

工作辊平衡控制时采用正弯控制模式的方法，具体是：设定值为正，并设置正弯辊力极限阈值为工作辊辊重的1.5~3倍，使得正弯辊力足以支撑工作辊的重量而又不至于冲击力过大；

（3）双阀控制信号之比等于液压缸两腔面积之比： 

设所有弯辊液压缸的无杆腔总受力面积为A₁，有杆腔总受力面积为A₂；在不计及第一补偿值和第二补偿值时，第二电液伺服阀与第一电液伺服阀两者的指令信号之比为比例系数，其比例值n= A₂/A₁；

（4）设置动压反馈内环以改善弯辊力控制系统的性能：

动压反馈回路是弯辊力控制回路的内环，本质是弯辊力控制环内配置了“力速度”反馈，使得工作辊弯辊和平衡液压力控制系统的阻尼比增加，而又不至于影响该液压控制系统的快速性；

经过上述步骤，最终利用双阀联动闭环控制实现工作辊的弯辊和平衡。

所述控制回路由弯辊力计算模块、动压反馈模块、控制器、比例系数和两个补偿值等组成，其中：第一压力传感器和第二压力传感器的测量值馈送至弯辊力计算模块和动压反馈模块；弯辊力计算模块的输出与设定值比较后进入控制器；控制器的输出与动压反馈模块的输出比较后叠加第一补偿值作为第一电液伺服阀的指令信号；控制器的输出与动压反馈模块的输出比较后乘以比例系数并叠加第二补偿值，作为第二电液伺服阀的指令信号。

所述控制器可以采用PI控制器。

本发明提供的上述双阀联动闭环控制实现工作辊的弯辊和平衡方法，其用途是：该方法在实现板带轧机或平整机的工作辊的弯辊和平衡中的应用。

本发明与现有技术相比，具有以下的主要有益效果：

1. 提高了成材率：工作辊的弯辊平衡系统，是HAGC系统的核心子系统。高性能弯辊控制是轧机液压辊缝控制系统中的一项关键技术，可提高板带的板形品质从而提高成材率。本发明结合高性能的液压压下系统和稳定的张力控制系统，在极薄板双机架平整机和罩退工程平整机组上延伸率绝对精度优于0.05%且板形良好。

2. 提高了控制性能：双阀联动控制策略也兼顾了工作辊的平衡从而简化了系统配置并提高了控制性能。配置了本发明的工作辊弯辊平衡系统，可不必另外配置工作辊平衡液压传动回路；用液压传动回路实现工作辊的平衡，在到达平衡位时冲击力大，且稳态平衡力过大，对设备易造成损伤且易导致液压接头泄露。用双阀联动控制实现工作辊的平衡，平衡力可任意设定且可减小液压冲击力。

3. 提高了控制精度：使用具有动压反馈的双阀联动控制策略，保证了正常轧制过程中工作辊正负弯的高响应、高精度和鲁棒稳定性；在极薄板双机架平整机和罩退工程平整机组上配置了本发明的工作辊弯辊平衡双阀联动液压闭环控制系统，正负弯辊力的阶跃响应小于50ms，控制精度优于2%；使用动压反馈，可使得弯辊力控制系统的超调降低甚至无超调。