[发明专利]一种冷轧重卷机组多辊矫直机控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种冷轧重卷机组多辊矫直机控制系统，包括开卷机、开头夹送辊、切头剪、纠偏辊、圆盘剪、1#夹送辊、前托辊、多辊矫直机、后托辊、张力辊、涂油机、2#夹送辊、分切剪、转向辊、卷取机及机组控制PLC，开卷机、卷取机、圆盘剪采用高线速度设计，其线速度设计值为矫直机线速度设计值的一倍以上；其特征在于：

在开头夹送辊、切头剪、纠偏辊、1#夹送辊、前托辊、多辊矫直机、后托辊、张力辊及上卷小车上均设有位置检测传感器；

在开头夹送辊、后托辊、张力辊后部分别对应设置入口带头位置修正传感器、中部带头位置修正传感器、后部带头位置修正传感器；

在开卷电机变频器上连接编码器；

在至少2个操作台上设置模式切换选择器或在人机接口画面即HMI画面设置模式输入按钮；

控制程序根据矫直机投入或不投入建立两种不同的机组控制模式；

在机组控制PLC内建立模式切换控制程序、三段张力表、张力查询和选择程序以及带头位置计算程序；

所述各位置检测传感器、带头位置修正传感器、编码器、模式选择器及HMI画面输入按钮分别与机组控制PLC控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的冷轧重卷机组多辊矫直机控制系统，其特征在于，所述三段张力选择程序张力表分别为开卷矫直机投入模式张力表、开卷矫直机切除模式张力表及卷取机投入模式张力表。

3.根据权利要求1所述的冷轧重卷机组多辊矫直机控制系统，其特征在于，所述三段张力选择程序张力表的建立原则是，每个张力表中都根据带钢厚度H，建立0.3mm≤H＜0.5mm、0.5mm≤H＜0.8mm、0.8mm≤H＜1.0mm、1.0mm≤H＜1.5mm、1.5mm≤H＜2.0mm、2.0mm≤H＜2.5mm、2.5mm≤H＜3.0mm七个厚度级别，并对应七个厚度级别将带钢宽度从800-1500mm范围内、每间隔100 mm为一个规格，划分为七个厚度级别，设定49种单位张力。

4.一种利用权利要求1所述的冷轧重卷机组多辊矫直机控制系统的控制方法，其特征在于，所述多辊矫直机控制模式切换的步骤为：

（1）、系统启动后，机组控制PLC通过网络监测与其相连接的各传动设备的状态，判断机组是否具备模式切换条件；当各传动设备的速度和张力全部为零时具备模式切换条件，否则为不具备条件，继续重新判断；

（2）、切换条件具备后，操作人员将设置在多辊矫直机和机组操作台上的模式选择器同时选择到投入或不投入位置；为防止误操作，机组控制PLC控制程序产生模式选择错误快停，控制机组停机，所有传动设备被封锁；

（3）、机组控制PLC接到模式切换信号并切换后，机组对开卷机和卷取机张力设定值进行重新分配，并同时修改张力开卷机和卷取机的张力控制方式；同时机组控制PLC根据带钢位置计算程序确立的带钢实际位置激活多辊矫直机调整的自动辅助动作程序，使相关设备自动调节到预设位置，包括以下内容；

a、机组由多辊矫直机不投入模式切换到投入模式：机组控制PLC接到模式切换命令后，机组控制PLC内的张力控制程序首先重新下发开卷张力数据和卷取张力数据，并解除卷取机张力模式封锁；然后解除多辊矫直机不投入模式对多辊矫直机调整的封锁；最后下发自动命令将矫直机和其他在线辅助设备调整到对应模式状态；

b、机组由多辊矫直机投入模式切换到不投入模式：机组控制PLC张力控制程序首先重新下发开卷张力数据，封锁卷取机张力模式；其次下发自动命令，将多辊矫直机调整到对应模式状态后封锁多辊矫直机调整；最后下发自动命令，将其他在线辅助设备调整到对应模式状态；

（4）、机组控制PLC根据在线各个设备安装的传感器来判断辅助设备是否已经切换到相应模式状态，如果没有则产生快停，封锁机组运行，等待人工调整到辅助位置；

（5）、所有设备位置到达后模式切换完成，机组在新模式下运行。

5.根据权利要求4所述的冷轧重卷机组多辊矫直机控制方法，其特征在于，辅助设备的动作以带钢的实际位置自动监测为基础，具体带钢位置判断控制程序为：

当钢卷上到开卷机后，机组控制PLC通过钢卷直径和测量输入部分获得钢卷外径尺寸，并传送给开卷机变频器，开卷机根据编码器的测量结果得到开卷机转动的实际圈数，并与获得的钢卷外径一起计算出带钢的实际线速度，实时传送给机组控制PLC；当带头移动到入口带头位置修正传感器的瞬间，即认为带钢到达检测零点，生成零点到达标志，并将带头实际位置标定为零；之后带钢相对零点的移动距离由机组控制PLC速度积分程序计算得出，从而确认带钢在生产线上的实际位置；计算结果到达辅助设备动作的位置后，机组控制PLC将该处的位置到达标志激活，触发相应设备的辅助动作；当带钢头部到达指定修正位置时，依据带钢位置检测传感器的实测结果，对实际带头移行距离加以标定；当带头移行距离超过机组长度，并且大于卷取机锥头圆周长度的三倍时，即认为带钢已经缠绕在卷取机上，此时机组控制PLC认定卷取机占用，带钢覆盖全机组。