专利名称：一种冷轧机防缠导板冗余控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冷轧机工作辊的防缠导板精度控制，尤其是涉及一种用于轧制薄规格带钢的四辊冷轧机、六辊冷轧机以及多辊冷轧机的防缠导板冗余控制装置。
背景技术：
目前，冷轧机工作辊的防缠措施有多种，其中使用防缠导板有两种实现模式，如用液压辊驱动加接近开关检测位置，只能根据最大工作辊的辊径来确定防缠导板前端和工作辊之间定位精度，再更换小辊径的工作辊之后，其间隙就会变大，一般工作辊的直径变化为50mm，这种控制方法在使用最小直径的工作辊的间隙在25mm以上，不能起到很好的防缠作用；如单侧液压缸驱动和单侧传感器测量控制得带链条齿的方式，这种理论上可以随工作辊得直径来控制液压缸得行程，但是由于链条方式是机械式的，在发生断带事故后导板容 易变形，造成以后使用时导板和工作辊之间的各个地方的间隙不相等，出现倾斜现象，控制时一侧位置控制较好，另外一侧的导板可能已经和轧辊接触或者缝隙过大，造成划伤轧辊或不能起到防缠作用。上述方法其控制形式都是单一的控制，或者简单的定位控制，而且定位精度一般都大于5mm,这样在轧制带钢厚度小于3mm,在穿带过程中很容易在俏头时穿入工作棍和防缠导板之间，有时甚至损坏导板或划伤轧辊；对于轧制事故中，如断带过程中，带钢通过轧辊和防缠导板之间较大的缝隙，带钢窜入防缠导板上方将机械设备和电器设备损坏，或由于轧制的惯性作用，带钢从工作辊和防缠导板的缝隙穿过，从上工作辊和上支撑辊之间穿出，再进入轧制辊缝中，这样带钢就会缠绕在工作辊上，造成断带事故的扩大，甚至造成爆辊事故。
发明内容为了克服简单定位控制的防缠导板造成轧辊缺陷，本实用新型提供了冗余控制方式的防缠导板系统，不仅能克服对直径变化的工作辊的防缠导板固定位置的简单控制，更能使防缠导板两侧移动的距离相等，不发生单侧倾斜现象，使得防缠导板和工作辊之间的间隙控制在2_以下，从而实现防缠导板的防缠作用和控制乳化液气隙的作用。本实用新型提供的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，包括由至少一对支撑辊和至少一对工作辊组成的辊系，辊系一侧设有由左液压缸和右液压缸驱动的防缠导板，其特征是还包括一个位移精度控制系统。本实用新型提供的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述辊系包括，至少一个下支承辊或下中间辊，该下支承辊或下中间辊上部设有下工作辊，下工作辊上部设有上工作辊，上工作辊上部设有上支承辊或上中间辊；通过下支承辊和下工作辊调节轧制线的高度；所述支承辊或中间辊是钢制的两端带椎度的圆柱形结构，工作辊为带辊形的圆柱形结构，防缠导板为钢制长方形结构，头部带有斜面，斜面上的钢制件附有橡胶套。本实用新型提供的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述位移精度控制系统包括安装在左液压缸后面的左传感器、安装在右液压缸后面的右传感器和依次连接的计数器、控制器，以及用于驱动控制的模拟量输出系统给比例调节阀控制，所述精度测量的传感器分别安装在液压缸内，并和轧制线形成一定角度δ，进行精度控制。本实用新型提供的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述位移精度控制是利用冗余控制系统进行控制，所述控制器为嵌入式实时高速传输技术的总线控制器，通过比较两个传感器的数值分别来控制液压缸的输入信号。本实用新型提供的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述位移精度控制是利用冗余控制系统进行控制，所述控制器为嵌入式实时高速传输技术的总线控制器，通过比较两个传感器的数值分别来控制液压缸的输入信号。本实用新型的有益效果是，可以实现冷轧机防缠导板位移的精准检测和控制，不会发生单边到位，而另一边的大空隙或者已和轧辊接触，使用的冗余控制算法，可推广到其他控制精度要求高的短行程控制系统中。
图I是本实用新型结构示意图图2是本实用新型截面示意图其中，I 一上支撑辊或上中间辊、2-上工作辊、3-下工作辊、4-下支撑辊或下中间辊、5-带双驱动的防缠导板、6-左液压缸、7-右液压缸、8-左传感器、9-右传感器、10-计数器、11 一控制器、12-模拟量输出系统。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。本实用新型提供的一种冷轧机工作辊防缠导板的冗余控制装置，如图1，图2所示，在该轧机系统的防缠导板的设备，包括支撑辊和工作辊组成的辊系、防缠导板5、两个液压缸6、7，分别设置在液压缸6、7内的传感器测量系统进行位移精度的精确控制系统。辊系包括，下支承辊或者是下中间辊4，下支承辊或下中间辊上部设有下工作辊3，通过下支承辊4和下工作辊3来调节轧制线的高度，在轧制线以上和下工作辊3上部的是上工作辊2，上工作辊2的上部是上支承辊1，支承辊是钢制的两端带椎度的圆柱形结构，工作辊为带辊形的圆柱形结构，防缠导板5安装在轧辊左侧，为钢制长方形结构，头部带有斜面，斜面上的钢制件附有橡胶套，防止划伤轧辊；防缠导板5通过两个液压缸6、7为执行动作，测量距离的传感器8通过计数器板10进行测量，作为本实用新型的一种优选结构，所述计数板10采用格林码数据格式传输，采用Tipll4计数卡；所述控制器11为基于Vxworks嵌入式实时的高速传输技术的总线控制器。通过比较两个传感器的数值分别来控制液压缸的输入信号。在安全距离区域d以内两个传感器数据的差值设定在5_，如果防缠导板到达安全区域以外后传感器的差值必须小于气隙距离3mm，这样才能保证导板在倾斜度不好的情况下不划伤轧辊。在此定义在液压缸收回的位置为最大距离Max，没有轧辊时防缠导板伸出的位置为零点，防缠导板的行程距离是根据上工作辊的直径D以及防缠导板安装的角度δ应用模型计算得出L。[0016]本实用新型冷轧机工作辊防缠导板的冗余控制设计的动作步骤I、在冷轧机完全将轧辊安装在机架中，同时根据支承辊、中间辊和工作辊的直径，进行机架校核计算，此时轧辊已在准备好状态；2、在安装轧辊和校核轧辊时，防缠导板一直在最大位置max，如果不在该位置，系统将禁止安装轧辊和校核轧辊；3、控制系统根据工作辊的直径和安全距离进行计算防缠导板移动距离L，其算法如下；L=LO-[ (L1-K1*D1_K2*D2)/tana-d]L-防缠导板移动距离；LO-液压缸的最大行程；LI-防缠导板液压缸安装点距轧机中心距；D1_工作辊直径D2-带钢厚度；K1-与辊径相关的系数；Κ2-与厚度有关的系数；a-防缠导板与水平的夹角；d_防缠导板行程的安全调整距离；4、带钢准备穿入轧辊时，防缠导板在液压缸的推动下从最大位置移动到目标位置L，在此处进行精确定位控制和两边的斜度冗余控制；5、穿带结束开始轧制，在轧制过程中防缠导板一直处于推进位置，位置是L ；6、当轧制结束时，轧机开始甩尾时防缠导板推出到最大位置max，避免带钢尾部打伤导板；7、在最大位置等待下一卷的穿带。本实用新型的数据传输过程为，传感器8、9的信号通过磁感应方式传输距离信号，通过线路传到计数器10，计数器10进行电压转换后送入控制器11，经过控制器11安装的计算机软件计算后发出控制指令给模拟量输出系统，从而实现防缠导板的精确控制。本实用新型的电气控制系统采用欧洲标准的VME总线控制器，实现了数据的处理和传输，将计数器板VIP616中的子卡Tipl 14的数据处理。现场的传感器8、9采用格林码的数据格式，通过屏蔽双绞线传输，其供电电压为24VDC，时钟触发电压在1.7-2. 4VDC之间，屏蔽线需要单向接地，消除涡流电流形成的干扰，以确保信号稳定且不失真。另外在传感器
8、9安装时，先安装好带传感器检测环的液压缸，同时传感器的快速插头需要焊接，需要焊接时要采用近距离零线法，避免焊机大电流串入检测仪表中，造成不必要的损失。本实用新型的设计液压缸和模拟量输出系统的动力为液压驱动，需要的液压压力为28Mpa的高压系统供应，经过阀台减压后压力为lOMPa。本实用新型的设计的防缠导板行程与工作辊直径关联联，使用冗余控制装置，可以准确计算出工作辊不同辊径下防缠导板的行程，同时根据该装置的输出系统来控制防缠导板，同时反馈防缠导板两侧的差值，如果防缠导板被异物卡住或两侧的差值较大，则输出系统根据传感器检测的距离能够进行均衡控制，有效防止防缠导板划伤轧辊，并造成进一步的生产缺陷，更重要的是，本实用新型冷轧机防缠导板冗余控制装置精度高，误差小，保证了过程自动化的稳定精准。
权利要求1.一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，包括由至少一对支撑辊和至少一对工作辊组成的辊系，辊系一侧设有由左液压缸(6)和右液压缸(7)驱动的防缠导板(5)，其特征是还包括一个位移精度控制系统。
2.根据权利要求I所述的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述辊系包括，至少一个下支承辊或下中间辊(4)，该下支承辊或下中间辊(4)上部设有下工作辊(3)，下工作辊(3)上部设有上工作辊(2)，上工作辊(2)上部设有上支承辊或上中间辊(I);通过下支承辊(4)和下工作辊(3)调节轧制线的高度；所述支承辊或中间辊是钢制的两端带椎度的圆柱形结构，工作辊为带辊形的圆柱形结构，防缠导板(5)为钢制长方形结构，头部带有斜面，斜面上的钢制件附有橡胶套。
3.根据权利要求I或2所述的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述位移精度控制系统包括安装在左液压缸(6 )后面的左传感器(8 )、安装在右液压缸(7 )后面的右传感器(9)和依次连接的计数器(10)、控制器(11)，以及用于驱动控制的模拟量输出系统(12)给比例调节阀控制，所述精度测量的传感器(8、9)分别安装在液压缸(6、7)内，并和轧制线形成一定角度I进行精度控制。
4.根据权利要求3所述的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述位移精度控制是利用冗余控制系统进行控制，所述控制器(11)为嵌入式实时高速传输技术的总线控制器，通过比较两个传感器(8、9)的数值分别来控制液压缸(6、7)的输入信号。
5.根据权利要求I或2所述的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，其特征是所述位移精度控制是利用冗余控制系统进行控制，所述控制器(11)为嵌入式实时高速传输技术的总线控制器，通过比较两个传感器(8、9)的数值分别来控制液压缸(6、7)的输入信号。
专利摘要本实用新型提供的一种冷轧机防缠导板冗余控制装置，包括由至少一对支撑辊和至少一对工作辊组成的辊系，辊系一侧设有由左液压缸和右液压缸驱动的防缠导板，其特征是还包括一个位移精度控制系统。本实用新型通过两个冗余设计的位置传感器对防缠导板的移动位移进行精度测量和控制，实现防缠导板的移动位移精确定位，能够解决防缠导板因移动过程中控制不稳定、定位不精确、两侧位置不相等行程斜角等等造成划伤冷轧机工作辊问题，同时保证防缠导板的作用和精度控制在2mm以下。
文档编号B21B33/00GK202591235SQ20122026005
公开日2012年12月12日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者闻青山, 徐卫国, 臧廷利, 孙玉龙, 刘树山, 李群, 林建民, 李宁, 初广振 申请人:闻青山