积分算法在山钢集团莱芜钢铁新疆有限公司轧钢厂高速线材生产线1#飞剪剪切控制中的应用
时间：2021-01-28 04:00:46 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】本文着重介绍飞剪剪切控制中出现的问题及处理方法。采用速度的时间积分算法，代替原程序设计中的速度距离算法，提高剪切长度计算的精准性，达到剪切长度自动控制的最优化。
【关键词】积分算法;剪切长度;自动控制
前言
飞剪剪切长度的精准控制对提高高线成材率至关重要。轧钢高线1#飞剪剪切长度控制一直不是很理想，经常出现切头和切尾长度长短不一甚至乱剪造成废钢的情况，针对出现的问题，分析现场情况及控制程序，优化剪切长度算法，达到控制精度要求。
1.工艺简介及存在的问题
1#飞剪位于粗轧机组与中轧机组之间，即6#轧机和7#轧机之间，其作用主要用于切头及切尾。钢坯经过轧制之后，其头部会有伸舌、翘头、弯曲甚至开裂等情况的发生;钢尾由于轧制时间长，在水冷作用下会出现温降大，钢温低的现象。
这些情况都会影响轧件进入下游轧机或增大轧机负载，从而造成堆钢。因此需要飞剪将轧件头部变形严重的部分以及尾部钢温过低的部分切除掉，废钢掉到废钢坑，剩余部分顺利进入下游轧机。控制飞剪自动剪切的检测元件主要有飞剪前热金属探测器、轧机速度增量型编码器等。
图1 1#飞剪区域工艺设备图
原程序设计中切头切尾长度控制使用6#轧机前的热检信号1HMD触发，切头时当该热检检测到轧件到达后开始计时：
切头计时时间，切尾时当该热检检测到轧件离开后开始计时：
切尾计时时间，L0为热检到飞剪的距离;L1为画面设置的切头长度;L2为画面设置的切尾长度;V0为飞剪入口速度，即6#轧机实际线速度;T0为剪刃动作一周时间。
当计时时间完成后开始剪切，由于热检安装及检测原理的局限性，有强日光照射、现场电焊光弧等外界干扰时很容易造成热检的误检测，从而造成计时触发的偏差，同时该计时时间计算取的速度V0实际为轧件到达热检时6#轧机的瞬时速度，而轧机实际速度在轧制中会有波动，有很大的不确定性。因此计算出的时间误差较大，从而造成实际剪切长度长短不一的情况。
为了保证每支钢的最小切头和切尾长度，只能将剪切长度设定值加大，造成极大浪费，降低了成材率。
同时，偶尔出现的检测元件误信号、操作工的误操作等都会造成飞剪不正常剪切等情况发生，甚至造成堆钢废钢，严重影响轧制节奏及成材率。每次飞剪处堆钢时钢温很高对轧机轧辊的损害非常大，给现场的作业人员及重要生产设备带来了巨大的安全隐患。
2.解决措施
为了切实减少飞剪剪切误差，降低飞剪区域的故障停机率，提高轧制的成材率，我们将飞剪区域控制系统功能优化作为重要课题来进行研究。
根据现场实际情况及控制程序分析，采取技术改造措施，以改善切头长度不稳问题。为解决以上问题采取如下措施：
2.1 热检检测元件模拟替代
使用6#轧机的带载信号代替6#轧机前的热检信号，该带载信号根据轧机电流计算得出，可保证稳定可靠无干扰。
由于轧机电流信号取自轧线PLC1，剪切控制位于飞剪PLC4，为了保证轧机带载信号的准确高速通讯，我们采用固态继电器及硬线通讯技术，可保证毫秒级的通讯速率。
2.2 采用飞剪入口速度时间积分算法代替距离速度时间算法
对于1#飞剪切头的情况，使用6#轧机的实时速度对时间的积分计算出轧件头部过6#轧机的实时距离SH，
，切头时的目标距离S1。
，当时开始切头。V为6#轧机的实时速度，dt程序中取5ms的微小时间。
对于1#飞剪切尾的情况，使用6#轧机的实时速度对时间的积分计算出轧件尾巴离开6#轧机的实时距离，
切尾时的目标距离为：
，当时开始切尾。V为6#轧机的实时速度，dt程序中取5ms的微小时间。
由于速度V取的轧机是实时速度，因此通过积分算法可以较为准确的计算出轧件头部通过6#轧机的实际距离以及轧件尾部离开6#轧机的实际距离。从而取得准切的剪切长度。
3.实施效果
通过以上措施，轧件切头得到明显改善，实际切头长度均匀可靠，由此造成的堆钢废钢情况大幅减少，提高了轧制节奏及成材率，取得良好的经济效益和社会效益。
作者简介：于成龙（1978—），男，山东沂南人，大学本科，工程师，现供职于莱钢集团自动化部，从事轧钢自动化的维护以及冶金自动化系统的设计、开发及编程调试工作。
