[发明专利]单片钢板冷轧工艺的自动控制系统

说明书

本发明属于轧机自动控制领域。

目前，将微处理机应用于控制钢板轧制实现钢板轧制自动化的，一般是连轧机。钢板连轧时，板卷是一个连续的整体，因而可以通过数学模型的计算对一些必要的参数进行预设定。在轧制过程中，由传感元件在线测量各种轧制参数后经过计算机处理，给出对轧制参数进行调节的信号，并通过相应的控制电路对轧机进行控制。然而，单片钢板的轧制是离散的，每轧制一片钢板就存在咬入和抛尾的过程;随着轧制过程的进行，每片钢板各处的变形抗力、硬化程度和厚度都不相同，给轧制和测量带来了困难。此外，一片钢板与另一片钢板之间的差异也较大，又给自动化控制增加了难度。鉴于上述情况，目前对单片钢板冷轧工艺的控制尚未实现自动化。在生产实践中，一般还是由工人在钢板两侧跟随着传送带用千分尺测量钢板厚度，凭经验估计轧制参数，并且用手工操作。

本发明为实现单片钢板冷轧工艺的自动控制，公开一种能在整个轧制过程中自动测量板厚、轧制参数，并对轧制过程实现自动控制，对轧制参数进行实时自动调节和对异常情况自动报警的自动控制系统。

实现本发明的技术方案是：采用PC机做为上位机，运行控制系统主程序，完成通讯、管理、计算、输入和输出功能，通过接口与通讯控制器相连接。通讯控制器是一单板机，主要完成各控制单元与上位机之间的通讯，循环监视和管理功能。通讯控制器通过位总线分别与测厚控制单元、显示控制单元、轧机控制单元和压力检测控制单元相连接。

为了测量每一道次入口板厚和出口板厚，分别在轧机首、尾两端各装一套测厚控制单元。测厚控制单元的结构为，在轧机的钢板运行轨道下方沿横向排列装有三个放射性辐射源。辐射源采用镅-241γ射线源。在钢板运行轨道的上方垂直对应于三个辐射源处装有三个探测器，这样可以测量钢板中间和两侧的厚度。三个探测器分别与三个线性放大器相连接，三个线性放大器分别与三个单道谱仪相连接。三个单道谱仪分别通过光电耦化器后与用于测厚控制的单板机相连接。在其中一个单道谱仪的输出端接一个电平转换器，将单道谱仪输出的方脉冲变换成直流电平信号。电平转换器通过光电耦合器与用于测厚控制的单板机相连接。

显示控制单元的结构为：用于显示控制的单板机通过数据线光电耦合器，地址线光电耦化器和地址译码器后分别与显示屏七段发光二极管显示器相连接。显示屏分为：板厚显示区、道次和板号显示区、主传速度显示区、压下量显示区和压力显示区。

轧机控制单元的结构为：将轧机的左压下螺杆与光电脉冲发生器相连接，光电脉冲发生器与输入光电耦化器相连接;右压下螺杆与光电脉冲发生器相连接，光电脉冲发生器与输入光电耦合相连接;主传动轴与电磁脉冲发生器相连接，电磁脉冲发生器与输入光电耦合相连接;液压系统压力传感器与电压/频率转换器相连接，电压/频率转换器与输入光电耦合器相连接;轧机油箱与油位检测器相连接，油位检测器与输入光电耦合器相连接;输入光电耦合器与用于控制轧机的单板机相连接。用于控制轧机的单板机还与输出光电耦合器相连接，输出光电耦合器与交流接触器相连接，交流接触器与轧机的强电控制电路相连接，由强电控制电路对主传电机和传送带电机进行控制。交流接触器还与抽油泵相连接，通过控制抽油泵的启、停来控制油箱的油位。交流接触器还与液压油泵相连接，以控制液压系统的压力。输出光电耦合器还分别与两个环形分配器相连接，两个环形分配器分别与两个步进电机相连接，两个步进电机分别与两个变阻箱相连接，两个变阻箱分别调节主传电机和传送带电机的转速。

压力检测控制单元的结构为：在轧机左压下螺杆和右压下螺杆上分别装有压力传感器，压力传感器分别与电压/频率转换器相连接，电压/频率转换器与输入光电耦合器相连接，输入光电耦合器与用于压力检测控制的单板机相连接。用于压力检测控制的单板机还与输出光电耦合器相连接，输出光电耦合器与超压保护装置和报警器相连接。