[发明专利]一种基于PLC控制的无间隙轧制系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及轧制控制系统技术领域，特别涉及一种基于PLC控制的无间隙轧制系统及方法，应用于棒材、角钢、线材等连续轧制生产线。

背景技术

热轧钢生产线一般包括粗轧机组、中轧机组、精轧机组，传统工艺生产过程中连续的2根钢坯进入到粗轧机组首架轧机时，需保持最少2S的时间间隔，以保证生产顺利进行。在传统工艺控制下，连续的2根钢坯取消掉2S的时间间隔，无间隙进钢会导致以下的工艺事故：

(1)粗轧机组中的1#飞剪分段不清；由于钢坯间距离过近，会导致1#飞剪(飞剪的主要作用：横向剪切运动中的轧件，切头、切尾、定尺)无法分辨钢坯的头部或者尾部，无法进行切头、切尾操作，会导致成品不合格。

(2)会导致轧件钻入活套内部，出现追尾、堆钢等工艺事故：由于钢坯首尾相连进入轧机，会导致每两根钢坯在轧机中距离过近，当活套的起落套动作还没有完成，下一根钢坯就会跟进来，会出现钻套情况，出现工艺事故，如果频繁出现，会大大降低作业率，降低产量。

(3)传统工艺如果在轧制过程中，如果钢坯首尾相连进入轧机的话，为了防止不出现1#飞剪无法识别轧件的头、尾部；防止出现钻入活套内部，普遍采用的方式就是拉钢轧制，拉钢轧制会导致料型和产品质量得不到保证，负差不稳定，事故率高。

所以本发明研发了一种无间隙控制系统，独立于原轧线控制系统，同时又参与原轧线控制系统的控制当中。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种基于PLC控制的无间隙轧制系统及方法，通过建立两段集联关系实现控制两根连续钢坯的不同的集联速度来实现无间隙进钢。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于PLC控制的无间隙轧制系统，其特征在于，包括原轧线控制柜、交换机、无间隙控制柜、轧制生产线，所述轧制生产线连接原轧线控制柜，所述原轧线控制柜连接交换机，所述交换机的输出端分别连接操作站和无间隙控制柜，其中，所述轧制生产线包括粗轧单元、飞剪单元、中轧单元、活套单元、精轧单元，所述粗轧单元、飞剪单元、中轧单元、活套单元、精轧单元依次连接，各包括多架轧机。

进一步，所述轧制生产线还包括现场跟踪检测元件，所述现场跟踪检测元件分别安装在粗轧单元末架轧机和中轧单元末架轧机处，用于采集粗轧单元和中轧单元末架轧机处的速度、电流、转矩，计算连续两根钢坯的距离，判断是否满足飞剪剪切要求记忆能够响应活套的起落套时间。

进一步，所述现场跟踪元件为热检元件。

进一步，所述无间隙控制柜包括主控单元，所述主控单元采用西门子S7400系列PLC，保证通讯实时响应在ns级。

一种基于PLC控制的无间隙轧制控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：原轧线控制柜分别为轧制生产线各轧制单元的轧机建立原集联关系，所述原集联关系为：V给定＝V设定×V联调量×V单调量×V上游轧机速度变化量，其中，

V上游轧机速度变化量＝V本轧机速度变化量×V活套调节量×n个活套；

其中，V设定是在轧制前已设定好，在轧制过程中V联调量、V单调量调整量很小，而且调整后，作为速度给定的给定值基本不变。n、V活套调节量是在轧制每根钢坯过程中随时变化的量，也是影响整条轧线速度变化的量，如果轧线同时存在两根钢坯，上游钢坯和下游钢坯，上游钢坯位于下游钢坯的后方，那么对没有通过活套单元的上游钢坯也会产生速度变化，而且变化量达到10％以上，但这样的速度调整，对下游钢坯的作用不是太大的，反而对轧制过程中的飞剪，以及工艺条件产生不利影响。如果能够对上述因素进行有效的控制，在原集联关系下，再对各架次轧机建立新的集联关系，就形成了无间隙轧制控制。

步骤S2：采集轧制生产线各架次轧机的相关数据，并将相关数据通过交换机实时发送至无间隙控制柜，所述相关数据包括速度、电流、转矩、活套起落套高度及时间、飞剪动作状态；

步骤S3：无间隙控制柜接收相关数据，并为各架次建立新集联关系，将新集联关系的数据发送至原轧线控制柜，对上游轧机进行速度调节，其中无间隙控制柜建立新集联关系及进行调节的步骤包括：

步骤S01：对电流信号进行处理分析，分别计算出钢坯进入和走出各架次轧机的时间；

步骤S02：对活套起落套高速及时间和各架次轧机的原集联关系进行计算，得出本轧机对应的上游轧机需要降速或提速的基本值；

步骤S03：将上游轧机需要提速或降速的基本值与连续两只钢坯进入及走出各架次轧机的时间点进行匹配，建立各架次轧机的新集联关系。