[发明专利]基于轧机力矩的快速断带检测及保护方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种卷材生产工序机组控制方法，具体说，涉及一种检测冷轧带钢断带和保护的控制方法。

背景技术

20辊的可逆式轧机在轧制冷轧带钢时，常会发生带钢断带问题，而断带后的带钢会给机组造成不同程度的损失：轻则造成机组短时停机；断带处理后，可重新组织后恢复生产，但也会造成轧机内部“绞带”和卷取机上钢卷“松卷”。带钢绞入轧机内部时，在热效应作用下，带钢碎片会粘连至轧辊表面上而造成轧辊辊面损伤。受损的辊面因无法使用，不仅引起轧辊的辊耗成本上升，而且须重新换辊才能恢复生产。图1是20辊可逆式轧机断带损失示意图，如图所示，该轧机安装有左、右卷取机1a、1b、左、右转向辊2a、2b、左、右测厚仪3a、3b、左、右测张仪4a、4b以及轧机压下缸5；根据绞带程度：轻度、中度和重度（分别处于断带点A、B和C），断带造成绞带后恢复生产所耗时间约需2～8小时；而钢卷松卷后，因钢卷层与层不齐而无法使用，需重新重卷后才能在生产，从而造成工序生产成本上升；有些钢卷因无法重卷整齐而作报废处理，造成成材率降低，生产成本上升。

为了减少断带所造成的损失，需要及时掌握断带信息。现有2种传统的断带检测方法，如图2所示。其一是厚度断带检测法，如发明名称为“一种箔轧机断带检测装置”的第CN202224448U号专利申请所揭示,采用监控测厚仪3a、3b获得厚度实测值来检测断带，其检测原理为：当轧机投入自动厚度控制时，带钢厚度控制在目标厚度±1%之内波动，波动范围非常小；而断带发生时，待带钢离开测厚仪3a、3b的下方，左测厚仪3a或右测厚仪3b所测厚度就会突变得非常小，远超出±1%的波动，一般以目标厚度的±50%作为判断基准。如果所测厚度值小于判断基准，即时报警，进行断带保护。因测厚仪距轧机有X米，该断带检测方法需要带钢离开测厚仪时，才能检测到带钢厚度突变，正是此距离影响断带检测的响应速度。检测具有滞后性，会造成轧机内部绞带，往往不能满足生产要求。其二是用张力断带检测法检测带钢断带，如图2所示，其检测原理为：在右转向辊2b或左转向辊2a的下方安装一套测张仪4a、4b，通过测张仪直接测量带钢张力，当带钢张力实测值低于断带检测值时，即时报断带报警，进行断带保护。因直接的张力测量法要安装2套测张仪，需要新增硬件投资，往往增加项目成本，且测张仪具有轧机距离更远，同样存在检测滞后性，反映速度较慢，会造成轧机内部绞带，往往不能满足生产要求。

由此可见，以上两种断带检测方法在机组发生断带时，虽然能正确检测出带钢断带，然后执行断带保护，但是因响应速度较慢，往往不能满足减少断带损失的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种断带检测和保护方法及其装置，可基于轧机力矩快速响应地检测到断带，以进行合理的断带保护策略，有效减小断带损失。

根据本发明一方面提供一种基于轧机力矩的快速断带检测和保护装置，所述轧机设有左、右卷取机、左、右转向辊、左、右测厚仪、左、右测张仪以及轧机压下系统；所述断带检测和保护装置包括：轧机变频器、卷取变频器和主控可编程逻辑控制器（PLC）；所述PLC包括力矩断带检测器、参数适配器和断带保护器；其中：轧机变频器分别连接力矩断带接检测器、参数适配器和断带保护器；所述力矩断带检测器分别连接所述参数适配器和断带保护器；所述断带保护器连接所述左卷取变频器和右卷取变频器；轧机变频器，周期性实时发送轧机力矩值和接收轧机急停斜率；力矩断带检测器，监控轧机力矩值的变化情况和参数适配器输出的断带门槛值，以快速捕捉断带发生与否，并输出断带信号和断带位置；断带保护器，根据断带信号和断带位置输入信号，采取预定的断带保护策略，输出轧机急停斜率、左卷取急停斜率、右卷取急停斜率和辊缝快速打开设定值，轧机变频器、左卷取变频器、右卷取变频器和压下系统执行机组快速制动和辊缝快速打开。

根据本发明另一方面提供一种基于轧机力矩的快速断带检测及保护方法，其特征在于，采用权利要求1所述的快速断带检测和保护装置实施，所述方法包括以下步骤：

建立主控PLC与轧机变频器、左卷取变频器、压下系统和右卷取变频器之间的通讯接口，并确定必要的通讯数据，分别交换的信号为“轧机力矩值”和“轧机急停斜率”和“轧机速度”、“左卷取机急停斜率”、“辊缝快速打开设定值”和“右卷取机急停斜率”；

设置一套力矩断带检测器，在轧制阶段投入运行，监控轧机力矩值的变化趋势和参数适配器输出的断带门槛值，输出断带信号和断带位置信号；