CN1056073A - 抵消连续冷轧机速度效应的控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

为抵销连续冷轧机的“速度效应”，每机座设有辊 力存储单元和油膜辊力控制器单元，并连有张力计， 在加减速阶段保持恒定轧辊间距。在拉丝、切尾和全 速运转时，存储单元使机座在加或减速前取得“锁定” 辊力参考值。一辊力误差信号即参考值与瞬时值之 差进入控制器。使其在所需张力的+25％内变化。 控制器产生张力参考信号，与期望的比较并与实际张 力产生一张力误差信号，以控制辊间距控制系统，或 给下一机座变速参考值。

Description

本发明一般地涉及连续冷轧机机座抵消“速度效率”的一个控制系统及其方法，更具体讲是涉及工件在轧机加速段和减速段期间通过保持一个恒定辊力和一个恒定辊间距使通过机座的那部份产生“合乎量规标率”相对较高百分比的材料。相对于轧机上所剩其它工作段辊轧长度的工件长度的量规是合乎量规标率的。

在连续冷轧机上对线材式板材进行拉丝或切尾期间，轧机各机座相对低的速度驱动而工件材料在相邻机座之间的张力由各机座速度调制。在“轧机全速运转”期间，各机座的相对较高的速度驱动，其时，各材料张力调制器从通过控制各机座的速度调制机座相互间张力转换成通过控制每机座辊间距而调制机座间工件的张力。也就是，在诸低速处，线材张力通成控制各机座的速度控制，並在高速处通过控制辊间距控制。

在从拉丝阶段过渡到“全速运转阶段”时，诸机座被加速，在从“全速运转阶段”过渡到切尾阶段时，诸机座被减速。在这些加速段和减速段期间，发生了钢铁业人们熟知的所谓“速度效应”，这一“速度效应”当轧机加速时使机座辊力增加並当轧机减速时使辊力减小。这就自然地引起实际辊间距产生一种变化，表现辊间距是轧机展辐和辊间距的和，在辊间距机制固定时，表观辊间距保持恒定。

当机座速度增加时，油趋于在那里进入轴承塞迫使辊间距变窄而使材料“变薄”，这一事实已经见于理论，但没有证实。同样，当机座速度减小时，油趋于在那里离开轴承塞迫使辊间距拉开而使材料“变重”，此一“速度效率”也已逐渐被人称为“油膜效应”。不管此一“油膜效应”理论是否正确，在轧机速度的诸过渡中，辊间距的变窄和拉开是一事实。

钢铁业中众人皆知，“合乎量规标率”的材料的产生是通过使辊间距相对地保持恒定来实现的，其时，实际辊间距的调制考虑了表观辊间距和轧机机座的模数。在今日连续冷轧机中为了控制工件的规格标准，应用了多种系统，包括机座间张力调制器，进入自动规格标准控制和投送自动规格标准控制。在美国专利3，740，983号，3，765，203号，3，768，286号，3，848，443号，4，011，743号，4，016，735号和4，286，447号中已经公开了一些实例。

这些已有辊间距控制系统试图保持一个恒定辊间距以在轧机拉丝段、在高速全运转段、或在切尾段生产合乎量规标准的材料而不需采用抵消轧机加速段和减速段发生的“速度效应”或油膜效应的辊间距控制装置或方法。

本发明已经解决了在轧机加速段和减速段期间发生的速度效应或油膜效应没有抵消的上述问题，方法是提供一种简单的校正性辊间距控制系统和方法，以在轧机加速段或减速段期间保持机座有一个相对恒定的实际辊间距。

本发明在连续冷轧机的每一机座提供一个辊力存储单元和一个油膜辊力控制器共同工作，以保持在轧机的加速段和减速段中保持一个相对恒定的实际辊间距。辊力存储单元的所有部件在轧机加速和减速之前接连地进行工作，以取得並存储一个刷新的“锁定”辊力，该辊力在轧机进行加速或减速之前等于机座的辊力。此一“锁定”辊力与瞬时辊力联合产生一辊力误差信号。此一辊力误差信号由一比例积分器型控制器对工件的期望张力改变某一百分数。此比例积分器型控制器的输出进而跟工件的期望张力和/或实际张力进行比较，从而产生一个误差张力值，用来控制机座的辊间距机制，以取得在轧机加速段和减速段期间走过轧机的工件有一合乎量规标准的长度。

本发明对于所有机座具有诸平滑辊的连继冷轧机或对于所有其它机座（除最后机座具有喷砂的诸辊以外）具有诸平滑辊的连续冷轧机提供有一机电旋钮器件或一水压唧筒组合件作为辊间距控制。

在机座或诸机座具有诸平滑辊且辊间距机制是水压唧筒组合件的轧机装配中，张力由一个辊间距控制系统控制。工件张力控制器的输出信号初始可以由张力计的一个输入来发生，该输入表示各该机座的辊力。作为工件张力控制器输出的此一“锁定”辊力被锁到辊间距控制系统，而后又返馈到一个油锁定辊力参考控制中，再馈到本发明的一个油膜辊力参考控制器，以提供一个来自工件张力控制器刷新的输出而调制工件的辊间距，使之规格标准恒定。

在连续冷轧机装配中，为了还原钢板，其最后机座具有喷砂的诸辊子，且下游诸机座具有平滑辊子，正常地最后两个机座之间材料的张力总是由上游最末的机座速度或下游诸机座的速度控制。其它具有平滑辊子诸机座之间工件上的张力在较高的轧机速度是由控制工件正进入的机座辊间距而加以控制。在轧机速度超过一个预设值后所启动的逻辑信号被用来首先获得一个最后机座油膜锁定参考控制的“锁定”辊力，被用来产生一个表示最后机座油膜力控制器的“锁定”辊力和瞬时辊力之间的差的辊力误差值。此一误差输出被转换成期望张力的某一个可容许的百分数。此辊力误差输出是对工件张力控制器输入的一部份。工件张力控制器的另外输入是期望的线材张力且部分地可以是张力计来的实际张力。当工件是在最后两个机座之间和最后的机座已经喷砂成粗糙表面辊时，从工件张力控制器来的输出那么就优先地被用作下游相邻机座的速度变化。当工件在诸较高轧机速度正进入具有诸平滑工作辊的机座时，工件张力控制器的输出就控制工作正进入的机座的辊间距。

因此，本发明的广义目的是将连续冷轧机的机座由于诸速度效应产生的工件量规标准变化减到最小，由而增加工件的生产成品率。

本发明进一步的目的是提供一个控制系统和方法来减小在冷轧机加速段和减速段期间诸速度影响所引起超出公差的工件投放标准数额。

本发明另一目的是提供一个控制系统和方法来抵消轧机在加速段和减速段期间的“诸速度效应”，来与现有张力调制器和辊间距机构协作以在轧机加速段和/或减速段期间保持一个恒定的辊力並因而保持一个恒定的辊间距。

本发明另一目的是提供一个辊间距控制系统和方法以抵消现有各冷轧机的诸“速度效应”。现有冷轧机中，机座间的张力调制器或者是“速度控制张力”型，或者是“间距控制张力”型，而且辊力间距控制机是机电旋扭或者是水压活塞唧筒组件。

本发明另一目的是提供抵消在轧机加速段和/或减速段期间“速度效应”的一个辊间距控制系统，此系统跟踪並记录机座内在加速或减速之前的辊力表示值，並使用此辊力表示值作为一个“锁定辊”力值加到一个瞬时辊力表示值上，以产生一个辊力误差表示值，该值随之变换为一个张力参考输出，该输出为期望张力某一个可容许的百分数。

本发明的另一目的是提供这样一个抵消速度效应的辊间距控制系统，它的张力参考值表示轧机系统的数字计算机或轧机操作员提供的期望张力的某一个百分数。

本发明还有另一个目的是在紧接的机座提供一个辊力存储单元电路在轧机拉丝、切尾和全运行期间工作而在加速和减速之前追踪並储存一个辊力的刷新值，它在轧机的加速和减速段期间工作，以提供锁定辊力值来控制机座的辊间距控制装置或影响紧接机座辊间距的下一机座的速度。

本发明还有一个目的是为轧机一个机座提供一个辊间距控制系统，它在加速段和减速段之前测量一个辊力表示值，並在一个存储单元内储存这个信息直到加速或减速段，其时，被储存的辊力表示值和瞬时辊力表示值之间的差被按照比例对期望张力计算出来，並随同此期望张力和/或实际张力使用，以控制辊间距。

本发明的又一目的是取得一个“锁定辊力”或一个“锁定辊力表示值”，它是在加速段和减速段之前一定时间间隔内所考虑的诸辊力或辊力表示值的均值，该“锁定辊力”值可以通过在轧机的一个子系统里微处理机计算机软件而获得。

本发明的这些以及其它目的从下列发明的描述，参考其中所附图例，更充分地理解。

图1是本发明第一个实施例的一个简化控制系统，以方框图表示的示意图。

图2是本发明第二个实施例的一个简化控制系统，以方框图表示的示意图。

图3是本发明第三个实施例的一个简化控制系统，以方框图表示的示意图。

本发明旨在控制一个诸如一块钢板或一个钢条的工件在轧机加速段和/或减速段期间走过连续冷轧机多个机座时工件长度的量规标准。然而，为了解释和描述简便起见，此处的公开内容将一般地涉及应用于单一机座的描述。在此机座以两个工作辊子代表，但应理解到：这些工作辊子可以具有跟它们一起联用的后背支承辊。

本发明应用时把既使表现辊间距保持恒定时在轧机内时时发生的现象“速度效应”或“油膜效应”考虑在内。这个现象发生在轧机的加速度和减速中，其时，从诸齿轮、诸轴承等来的油理论上是促使辊间距在轧机速度增加时变窄而在轧机速度减小时拉开的原因。

本发明在公开时特别针对着，但不只限于一般的两种类型的连续冷轧机，即板材冷轧机和罐头皮冷轧机。板材冷轧机具有喷砂的（粗糙）诸工作辊子装在最后机座上，最后机座是用来作最小的裁减，其首要目的是在工件上进行表面抛光。钢板冷轧机的其余机座正像罐头皮冷轧机所有机座一样具有诸平滑辊子，罐头皮冷轧机是本发明公开的第二种类型轧机。

现在参考图1，其中用图解示明代表一个典型四重离轧机机重的两套工作辊子10，为了简明起见诸支承辊子没在该处画出。这种轧机装备特意参考了具有平滑辊子和辊间距控制用机电旋钮装置的钢板轧机或罐头皮轧机的那些机座。调整和控制辊间距用旋钮机构以部件12、14和16表示;其中12代表旋钮机构，14代表驱动旋钮机构12的马达，16代表马达14的速度调制器。检测工作辊组合件速度的速度计以18表示，部件20表示速度调制器和驱动诸工作辊10的马达，辊力传感器22结合上工作辊10测量辊轧力。

工件24以26处箭头表示的方向行走並进入诸工作辊10的辊夹。工件24走过一个张力计28。张力计28是钢铁业中一个熟知的标准件，它以施加于张力辊30的力测量钢条张力，並以应力规诸工作包测量反应力，该反应力由工件24的张力产生。

在钢铁业中大家熟知：调制工件24的张力或是通过控制诸工作辊10的速度（其中各机座间的张力调制器设置到所谓的“以速度定张力”）或者是通过控制辊间距（其中机座间的张力调制器设置到所谓的“以辊间距控制张力”实现“以速度定张力”模式一般用于较低速度，像在拉丝和切尾时，“以辊间距控制张力”一般用于较高速度，像在轧机全速运转期间。

在“速度定张力”模式中，张力计28如引线31所示是结合部件18和20一合的电路（未示出）来调制诸工作辊10和它们各自支承辊（未示出）的速度，在“辊间距控制张力”模式中，张力计28检测和测量工件24的实际张力，从张力计24来的输出表明是沿线30走向总加装置32。

总加装置32从轧机的数字计算机（未示出）或从轧机操作员那里沿线34接收一个期望的张力参考值，从总加单元32来的误差值是沿线36对旋钮张力控制器38的输入，其沿线40的输出信号用来调节旋钮机构12的定位以通过速度调制器16对诸工作辊间的辊间距进行调整。

这种通过张力计24和旋钮机构12控制辊间距控制的操作（为了保持一个统一标准的恒定辊间距）一般地是接连地在工件充分走过轧机时进行，其时，轧机处于其最高范围中。

如已述说速度，在拉线和切尾的诸较低速度上，轧机的机座间张力调制器是以“速度定张力”模式工作，其时，工件的机座间张力由于相邻诸机座的诸相对速度而发生。

各控制系统的原理和操作及实施速度定张力模式和间距控制张力模式的装备在该领域中是人所共知的。

仍参看图1，本发明在图例右手上方角上有所说明。一个用来取得一个“锁定”辊力参考值的辊力参考电路41具有一个内环路42和一个外环路44。内环路42由一个以46标明的延迟算子Z^-1和一个也是外环路44一部份的总加放大器48组成。外环路44进而由总加放大器50、工作高增益放大器52和一个开关54组成。在轧机大多数操作期间，除了在加速段和减速段，开关54是关合的，为了传感器22通过环路42和环路44检测到的辊力有一个连续的输入。

总加放大器50从导线56上的传感器22产生的一个辊力信号减去一个内环路42在导线58上提供的一个辊力返馈信号。总加放大器50的信号是高增益放大器52引线60上的一个输入，当开关54关合时，从放大器54来在引线62上的输出信号是到总加放大器48总输入的一个分量。

总加放大器48的沿线64的输出是到延迟运算器46的输入，延迟运算器46的输出加在引线66上由总加放大器加到引线62的输入上，总加放大器48的输出也是沿线70进入到总加放大器68的部份输入，而且由放大器68沿线72从瞬时辊力中减去。

环线42和环路44的功能是连续地提供现实辊力参考值的一个刷新值。辊力参考值是一个在某一时间段落上诸辊力的取样平均值，而且是存储在延迟运算器46里的值。诸辊力的这一平均，比如在一个200毫秒的时间间隔中，可以如此获得，即记录和储存在过去200毫秒的各固定时间间隔里所测到的微处理机主控制系统里的诸辊力，而后以在200毫秒时间期间辊力取样总数目除过去200毫秒期间取样的诸辊力之和。

紧跟在加速和减速段之前，环路44里的开关54自动打开，从而切断下一步进到内环路42的输入，内环路42继续在其现实输入上工作。下面将就此进行更细的讨论。

图1中直接在辊力存储单元41的下面是总加放大器68，其输入已述的是瞬时辊力和“锁定”辊力参考值，在加速段和减速段期间，“锁定”辊力参考值只通过内环路42而连续地输送，其时开关54是打开的。此一“锁定”参考值连续地被馈入到总加放大器68。

“锁定”辊力如所述表示在轧机加速和减速段之前最后200毫秒中所诸辊力的平均值。

从总加放大器68来的输出是一个辊力误差且是由引线76到油膜辊力控制器74的输入，其时开关78关合而完成电路。开关78只在轧机的加速和减速段期间关合，其时开关54是打开的。

油膜辊力控制器74较好地是一个通用的PI（比例积分）型控制器，具有线性特征和一标准的±25%极限范围，这个范围限制从控制器74来的输出信号大小。事实上，控制器74的张力参考输出△T仅能相对于轧机操作人员或数字计算机所提供的张力期望参考值在此±25%范围内变化，控制器74的此输出提供一个增益控制作用给张力参考输出△T。

控制器74的张力参考输出△T表示工件由于“速度效应”在张力上的变化，此一由引线80的输入是一个正输入，且在总加接口32进行取代数和，在引线36上总加接口32的输出与输入成正比，並操作旋钮机制以控制辊间距。

在轧机从拉丝段到全运转段的加速段，机座间诸张力调制器正由“速度定张力”模式转到“间距控制张力”模式，旋钮机构12可以通过使用沿引线34和80的诸输入进入到总加接口32操作而没有来自张力计28的输入，在减速段期间，轧机全运转而诸张力调制器一直是处于间距控制张力模式，在减速段开始之前的“锁定”辊力，或可能到加速段开始的“锁定辊力”，当诸工件张力控制调制器从速度定张力模式转到间距控制张力模式时，被储存在环路42和辊间距里，由而机座里的辊力被调制到这个值上。

此时，可能仅仅在一段短的时间里，沿着引线30从张力计28来的输入可能是是和结头32输出的一个分量，在此情况下，沿引线30、34和80的输入在接点32取代数和作为在36的一个输出。然而，一旦轧机和诸张力调制器完全开到切尾段的“速度定张力”模式，从旋钮张力控制38来的输出被切断，且旋钮速度调制器16的输出将为零，从而旋钮马达14的速度将为零。

从上述可知：在加速段和减速段期间，总加接口32基本上接收的输入是代表来自油膜辊力控制器74的张力参考值和一个期望张力参考值;可以知道：旋钮张力控制器38在来自总加接口32的一个微分值输出上工作而控制诸工作辊10的旋钮机构12。总加接口32的输出36是一个张力误差，在动态条件下，此张力误差将比零大，且在静态条件下，此张力误差将为零。

从上述可知：工件24的机座间反面张力可以由油膜辊力控制器74加以改变，它不断地从辊力存储器单元41接受其输入。背面张力的此一变化是在操作员提供的期望张力的±25%范围的容许极限之内，借助于使用机座内在加速或减速段之前诸辊力平均值的“锁定”辊力而保持一个相对恒定的辊间距。

在此速度变化段的末了，开关78打开，从油膜辊力控制器74来的输出慢慢地衰减为零（通过未示明的适当的方法），来到油膜辊力控制器74的输入其时放除並设置到零。当连接一个输入到一内环路42的开关54关合时，外环路44此时前来监控辊力，所以一旦轧机速度开始再度改变，且当工件24的张力由调整诸工作辊10的辊间距控制时，一个新的锁定辊力就被建立起来。

一直到轧机被加速或减速后一选定的时间，油膜辊力控制器74不会再被激励。为了储存一个在轧机拉丝、全运转和切尾期间可以使用的“锁定”辊力参考值，开关54关合且其时的瞬时辊力不断地被馈入存储器电路41的环路42和44。开关78是打开的，因此没有输入信号被送到油膜辊力控制器74里。如已述说过的，在加速段和减速段开关54打开时，开关78是关合的。

在切尾阶段，在工件24已经离开轧机之后，本发明的组件41、68和74被设置到零，以准备轧机下一辊轧工作。

在轧机工作期间，如此上所述，机座间张力调制器诸控制一直是诸较慢速度的“速度定张力“模式到诸较高速度的”间距控制张力”模式来回转换。当轧机是从速度定张力“模式转到”间距决定张力”模式时，一个延迟装置（未示明）投入控制系统里，以便油膜辊力控制器74只在其工作开动以后过了比如0.12秒一段时间之后才启动。为了使“间距控制张力”控制系统诸部件有充分时间达到稳态状况，这段时间是必需的，在这段时间过程中，而且在任何其它时间，轧机操作员也可以改变辊间距的设置。这个可以通过开关78的工作由停止启动油膜辊力控制器74而达成，辊力参考值可予以刷新或保留在辊力存储器电路41里。

在图1中，不管轧机处于什么工作阶段，如果张力计28正在起作用，从张力计28来的输出信号被馈到总加接口32，而这个在引线30上的输入被用来跟引线34和80一块发生引线36上的一个输出，以通过旋钮张力控制38控制诸工作辊10的辊间距。

图1的实施例对使用机电旋钮和平滑表面工作辊的罐头皮或钢板轧机的任何机座都可应用，以使工件减短。

图2例示以诸工作辊82为代表的轧机机座的一种装配，其辊间距由一水压活塞唧筒（如在84所示）控制，诸辊82可以代表一个标准4重高机重，为了简单起见其中的诸支承辊没有示出。图2的这种装配在诸辊82具有平滑表面以减短辊的机座里特别有用，正好像在罐头皮连续冷轧机的所有机座里一样，也像钢板冷轧机至少所有其它（最后机座除外）机座一样，下面我们将再进行一些讨论。

在图2里，工件86在88的箭头所示方向进入诸工作辊82的辊间距。工件86的张力和/或速度此时正被张力计90所检测，检测的方式如图1所教导;辊力此时正被传感器92所检测。根据熟知的实践，要取得恒定辊间距控制就要把工件86的表现辊间距、辊力和张力考虑在内。

这些参量的使用表示在图2装配上部的控制环路94、96和98中。环路100互联到环路96和环路98的方式，这里后面将予以讨论，环路100根据本发明的教导表示由于“速度效应”进行辊间距控制的分量。

至于进行辊间距控制的最内环路94，诸工作辊82的位置由位置传感器112在线110上检测，此传感器112引线114上的输出表示表观辊问题。从传感器112来的这个输出是到一个间距位置控制器116输入的一部份。引线118上的输出是阀机构120上的输入，机构120控制流体流入水压活塞唧筒组合件的唧筒，如引线122上所示。

为了内环路94的这个水压系统稳定起见，大家知道是利用一个辊力参考值间接地使用辊力。这个辊力参考值由来自辊力参考值控制器126的一个输出引线124表明，引线124上的此输出是间距位置控制器116上的另一输入，如在图2里可以看到：引线128送到辊力参考值控制器126的输入是辊力传感器92检测的实际辊力，此输入的一部份是自张力控制器130送到引线132上，如所示，继而工件张力控制器130又从三个不同源接受输入。

由较低环路100所代表的本发明由等价于图1的辊力存储电路41的油晒“锁定”辊力控制器138和等价于图1总加接口68和油膜辊控制器74的一个油膜辊力参考值控制器140组成。

在本发明中，在引线132来自工件张力控制器130的输出随同来自辊力传感器92以最内环路94控制辊间距的输出馈到辊力参考值控制器126。工件张力控制器130在引线132上的输出在引线142上通过引线144馈到油膜锁定辊力参考值控制138，如所示，和通过所示的引线146锁到油膜辊力参考值控制器140。

从油膜辊力参考值控制138来的输出通过所示引线148馈到油膜辊力参考值控制器140，其输出而后在引线150上馈到钢带张力控制器130而完成组件138和140的返馈环路100。

在轧机的标准操作中，图2的本发明，其操作与图1的实施例所讨论的方式相同。差别是：“锁定”辊力是由从钢带张力控制器130来的一输出信号获得。此一从控制器130来的输出信号一般地可以根据计算机提供的工件期望张力或根据工件86的实际张力，取决于哪些信号正在发送往控制器130。

图2本发明的操作类似于图1的操作，主要区别是：油膜锁定辊力参考值控制138和油膜辊力参考值控制器140接受它们的来自一个辊力参考值的输入，该值是来自工件张力控制器130的输出而不是图1直接自辊力传感器22取得的辊力。因为内辊力环路96是很快速的，工件张力控制器130的辊力参考值将把辊力返馈信号128匹配到辊力参考值控制器126。

在图2本发明的操作中，当轧机处于其拉丝阶段时，它处在加速段到“速度定张力”模式，张力计90可能不供给钢带张力控制器130一个输入。此时，进入钢带张力控制器130的诸输入是引线136上的张力期望值和引线150上来自油膜辊力参考值控制器140的一个输入。在这个阶段（仍然在加速之前），用于辊间距控制的环路94被调制到操作员依据熟知的操作实践（没有从张力计90或辊力传感器92来的输入）所提供的一个辊间距设置。在这个时间过程中，来自辊力参考值控制器126的输出信号124设置到等于操作员设置的辊间距。同样，张力控制器130的输出132设置到等于传感器中的辊力。现在在加速期间，当工件张力调制器从速度定张力模式转换到辊间距控制张力模式时（其中环路96和98此时控制到环路94的输入），将导致从速度定张力模式到辊间距控制张力模式的撞击性突然转移。

本发明组件138和140在此时间以前不工作，其中从张力控制器130来的输出仅代表从辊力传感器92来的输入。那时从钢带张力控制器130来的输出将会等于诸工作辊82所代表的机座中的辊力。对于一切实际用途，如果间距控制调制环路94和辊力环路96正在迅速地工作，情况都是如此，钢带张力控制器130的这个输出信号正在不断地馈入到环路100，环路100在控制138中储存每一个锁定辊力参考值。

如图1的本发明中，此锁定辊力参考值将是张力控制器130的输出信号的平均值。当油膜辊力参考值控制器140被激励时，那么它的输入就是从控制140来的辊力参考值平均值和从张力控制器130来的输出，而其输入又最后是引线134、136和150诸输入的代数和。

较佳的选择是，不管轧机是工作在拉丝段、全运转段还是切尾段，在加速和减速阶段之前，来自张力计90的一个输入正在供给张力控制器130作为一个代表性辊力馈入到本发明的各部件138和140以在加速段和/或减速段期间使用于图1所描述方式的本发明的操作。

现在参考图3的装配，那里有一个诸工作辊154所代表的上游辊机座和一个诸工作辊152所代表的下游辊机座，一个工件156以箭头158所示的方向走过这两个机座。

张力计160检测二件156中的张力，这两个机座表示一个钢板冷轧机的最后两个机座，在那里，最后机座的诸工作辊154经过喷砂得到工件156的一个抛光表面。根据熟知的实践，工件156中的张力总是由控制这最后两个机座之间的速度关系调制的。也即，这两个最后机座之间的机座间张力调制器的“速度定张力”模式保持，其时驱动下游诸机座诸工作辊（包括诸工作辊152）的诸马达速度彼此相对地调节。

根据熟知的实践，由工作辊154所代表的最后机座的辊间距在轧机工作的3个不同主要阶段最好是不要变动，最后机座辊间距的改变容易引起钢铁业中熟知的诸操作问题。然而，根据本发明的教导，诸工作辊154的辊间距现在可以在轧机的“间距控制张力”模式特定地加以改变，其时，下游诸机座处于此“间距控制张力”模式，更多有关细节将进一步予以讨论。

如图3所示，当使用本发明时，用于最后机座辊间距控制的最后两机座间的速度关系仍然得以保持。如图3左上方所示，本发明易于结合于具有图3右面所示辊间距控制系统所现有轧机中。最好是，当本发明在操作时，示于图3右面的辊间距控制系统不是由工件张力控制器的辊间距控制加以操作。

如本领域所熟知，诸工作辊154的辊间距是由环路162控制，其中水压唧筒164用来给下工作辊154定位。在环路162的引线166上，这个下辊154的定位由间距定位传感器168检测。下工作辊154的此一定位表示表现辊间距。从传感器168来的输出是在引线170上，且是到间距位置控制器172输入的一部份，其在引线174上的输出继而又是到阀的控制176的输入，176调制流到水压唧筒164的水量。

辊力由图3中位于上工作辊154之上的辊力传感器159检测。工件156的实际张力由张力计160检测，其在引线178上的输出进入到工件张力控制器180，沿引线188从钢带张力控制器180来的输出，如所示沿引线180通过引线186进入到钢带张力控制器辊间距控制184和通过引线187驱动下游机座诸工作辊152的马达。张力控制器辊间距控制184提供输入的一部份给间距位置控制器172以控制上游机座诸工作辊154的辊间距。

图3的本发明由一个类似于图1中辊力存储器单元41工作的油膜锁定参考控制190和一个类似于油膜辊力控制器74和总加接口68工作的油膜辊力控制器192组成。

关于本发明，一个来自辊力传感器159的信号指向引线194入到引线196上的组件190并入到引线198上的部件192，引线200上来自控制器192的输出是一个到工件张力控制器180的输入，如前所述，180也接受来自张力计160在引线178上的输入。进入张力控制器180的一个第三输入是在引线202上代表由轧机操作员或此由计算机提供的一个张力期望值。从作202分支出来的线204说明：控制器192的输出200的大小设有极限，如已讨论的，该等限制是在引线202上张力期望值标准±25%的范围内。

图3装配中本发明的操作类似于图1的操作。诸工作辊154的辊力是用来取得控制190中的一个锁定辊力和一个作为引线198上进入油膜辊力控制器192输入的瞬时辊轧力。从控制器192来在引线200上的张力参考值是连同来自张力计160在引线178上的输入一起使用（如果能获得这样的输入），连同引线202上的输入一起使用以发生一个误差张力值。这个误差张力值被在引线186和187上定向作为输出。

引线187上的输入表示驱动诸工作辊152的诸马达的速度上的变化。此一机座速度参考变化而后在期望的速率上调制诸工作辊152的速度以获取工件156中必要的张力，引线186上的输入是用来通过环路162调制诸工作辊154的辊间距控制系统。

如参考图1所作的讨论，在轧机拉线阶段和进入加速段时，工件张力控制器180将总是有一个来自张力计160的输入並将总是控制工作辊152下游机座诸速度以控制工件156中的张力。

在轧机加速段期间，当下游工件张力调制器在诸高轧机速度加上一个时间延迟从速度定张力模式开到辊间距控制张力模式时，油膜辊力控制器192被激励且一个输入200在加上张力期望值后被加到张力控制器180上。

在轧机停止加速后，油膜辊力控制器192的能量被解除而其输出信号200慢慢衰减到零。轧机投送自动标准控制系统现在当它离开轧机时能够恰当地控制钢带厚度到一个期望值。在加速段后的一段固定时间，工件张力控制器辊间距控制184将改变诸工作辊154的上游辊间距以促使来自工件张力控制器180的输出信号182走向零。通过慢慢改变上游诸工作辊154的辊间距而减小工件张力控制器180输出信号182的幅度，诸工作辊154的最后机座（它具有诸喷过砂的辊子）的钢带减短现在等于由轧机操作员所制定的那个减短。最好是，工件张力控制器辊间距控制184只在油膜辊力控制器192不在工作时可以操作。

最好是，在加速段和减速段期间，图3本发明的部件190和192工作时，工件张力控制器180改变诸工作辊152的速度调制器。此一机座速度参考变化根据熟知的辊轧机原理导致诸工作辊152最后机座中工件156的减短。当部件190和192不工作时（这主要是在轧机的拉丝段、全运转段和切尾段），工件张力控制器辊间隙控制184可以操作来控制诸工作辊154上游机座的辊间距，是/或来自工件张力控制器180的一个速度参考值可以提供给诸工作辊152下游机座的速度调制器而没有来自油膜辊力控制器192进入到工件张力控制器180的任何输入。

图3表示一个钢板冷轧机的一个最后机座，其中诸辊子经过喷砂有抛光表面。要知道的是：下游诸机座可以运用图2所示平滑工作辊的本发明的实施例，如果辊间距控制由一个水压活塞唧筒控制系统调制;或者，如果辊间距控制是由一个机电旋钮控制系统调制，则可应用图1的实施例。

图3的实施例表示一个水压辊间距控制系统，然而，应该了解：一个机电旋钮也可以被使用，而本发明以图3所描述的同样方式操作。

既使一个辊机座基本上已经参照本发明而予以讨论，应该知道：图1和图2的诸实施例特别可以应用到任何类型连续冷轧机每一个机座。

油膜辊力控制器（图1和图3）和油膜辊力参考值控制器140（图2）相对于期望张力在一标准的±25%极限范围之内补偿的理由是防止张力变得太高或太低。如果工件中的张力太高，工件可能破裂，如果太低，工件可能造成波纹边缘使得跨过工件宽度的厚度改变。

本发明已将一个轧机机座内的诸组件和/或装置（与现有诸控制系统相互作用）和诸机构加以公开。然而，应该理解到：本发明可以用图1的电路和/或易于组合进轧机控制系统微处理机的计算机程序加以实现。

从以上可知：在发生“诸速度效应”期间，将工件的辊间距保持恒定以使工件中产生一个相对合乎量规标准的长度，导致工件长度在量规标准公差之内具有一较大的百分数。

上面描述了本发明的一种具体实施例以供理解，显然，对熟悉本领域的技术人员，从所附权利要求书界定的本发明还可以作出大量详细节的改变但都不脱离本发明。

Claims (12)

1、一种抵销连续冷轧机机座内该速度效力的方法，该连续冷轧机具有两个工作辊组合件，该两组合件界定一个工件走过的辊间距，该辊间距由辊间距装置控制，其特征在于下列步骤：

在该轧机工作期间和在该轧机正以低速或高速运转时进行加速和减速阶段之前，检测和产生代表该机座内施加于该诸工作辊组合件上的辊力的表示值，並储存用于控制该辊间距的正加于该诸工作辊组合件上的该辊力表示值的刷新值，

紧跟在该加速和该减速阶段之前，锁入该辊力的该刷新表示值，亖K

在该机座的该加速段和该减速段期间，连续地执行下列诸步骤：

运用该锁定的刷新辊力表示值和一瞬时辊力的表示值，並产生一个辊力误差值，该值代表该辊间距的变化和在该工件由于该诸速度影响所产生张力的变化，

把该辊力误差值转换成该工件所需张力值的百分数，

使用该转换值与该工件所需张力值和有选择地与其实际张力值产生一个张力误差值，且

应用该张力误差值改变和控制该辊间距以沿着该工件在该轧机加速段和减速段期间走过轧机的长度上产生出一个相对合乎量规标率的工件。

2、一个抵消连续冷轧机机座内诸速度效应的方法，该连续冷轧机具有两个工作辊组合件，该两组合件界定一个工件走过的辊间距，该辊间距由辊间距装置控制，其特征在于下列步骤：

在该轧机工作期间在该机座正以基本恒定的速度运转时，且至少在该速度变化之前，检测和产生正在施加于诸工作辊组件上实际辊力的一个值，並储存该实际辊力的刷新值，

紧跟在该机座的该速度该变化之前，锁入该刷新的辊力值，並

在该机座的所述速度的该变化期间，连续执行下列步骤：

取该锁定刷新辊力和一个瞬时辊力的代数和，並产生一个辊力微分值，该值代表该工件内由于诸速度效应在该辊间距和张力上的变化，

把该辊力误差值为换成该工件期望张力值的百分数，

取该转换值与该工件的期望张力值和有选择地与一实际张力值的代数和产生一张力误差值，且

直接应用该张力误差值改变和控制该辊间距以在该机座该速度的该变化期间产生一个走过该机座的工件长度的合乎量规标率的工件。

3、一个抵消连续冷轧机一个机座内诸速度效应的方法，该轧机具有多个工作辊组合件，它们界定一个工件走过的辊间距，该辊间距由辊间距装置控制，其特征在于下列步骤：

在该轧机工作期间在该机座的速度处于低恒定速和高恒定速时，且至少在该诸恒定速度改变之前，执行下列诸步骤：

检测和产生一个正施加于该诸工作辊组合件的辊力值，並使用此辊力值于所述的辊间距控制，

检测和产生一个该工件内用于实际张力的值，

使用该实际张力值作为施加于该诸工作辊组合件上的该辊力的表示值，並储存一个刷新了的所述辊力的该表示值，

紧跟在所述机座的该恒定速度变化之前，将该辊力的刷新的表示值锁定，並

在该机座的所述速度变化期间，连续执行下列诸步骤：

取该辊力的所述锁定刷新表示值和一个瞬间辊力表示值的代数和，並产生一个代表由于该诸速度效应了起的该辊间距变化和该工件张力的变化，

将该辊力误差值转换成该工件所需张力值的百分数，

取该转换值与该期望张力值並有选择地与该工件的一个实际张力值的代数和以产生一个张力误差值，该值代表该辊间距和由于该诸速度效应该工作张力的变化，

应用该张力误差值为产生该辊力误差值中的该瞬时辊力表示值，且

使该张力误差值与该实际辊力值相结合以产生一个用于该辊间距装置进行该控制的一个辊间距参考值，以在该机座的所述速度的变化期间沿着该工作走过该轧机长度产生一个合乎量规标率的工件。

4、一个抵消连续板材冷轧机最后机座的诸速度效应的方法，该轧机具有两个工作辊组件，该两组件基本上提供表面抛光並界定一工件走过的辊间距，该轧机具有下一相邻的机座，其最后机座的辊间距由一辊间距装置控制，特征在于下列步骤：

在该轧机工作期间，在其最后机座的速度处于一相对恒定的速度时，检测和产生正加于该诸工作辊组件的实际辊力的一个值，並储存该实际辊力的一个刷新值，

紧跟在该最后机座的该恒定速度改变之前，将该刷新辊力值锁定，並

在该最后机座的所述速度的变化期间，连续执行下列步骤：

取该锁定刷新辊力值和一瞬时辊力的代数和，並产生一个由于诸速度效应引起的代表该辊间距变化和该工件张力变化的辊力误差值，

将该辊力误差值转换成该工件的期望张力值的百分数，

取该转换值与该期望张力值和有选择地与该工件的一个实际张力值的代数和以产生一个张力误差值，並

应用该张力误差值以相对于该工件张力的变化改变该正-机座的速度，藉此而该最后机座的该辊间距受到控制而产生一个合乎量规标率的工件，该工件在该轧机的该恒定速度的变化期间沿着该工件的长度走过该轧机。

5、抵消连续冷轧机一个机座内诸速度效应的一个控制系统，该轧机具有两个工作辊组合件，它们界定一工件走过的一个辊间距，该辊间距由辊间距装置控制，其特征在于下列步骤：

用于检测该机座在该轧机一个加速段和一个减速段之前正施加于该诸工作辊组合件上的辊力表示值的装置，

用于为控制该辊间距而储存正施加于该诸工作辊组合件上该辊力的刷新的该表示值的装置，

用于锁定该轧机的该加速和减速阶段瞬间之前该辊力的刷新表示值的装置，

用于该锁定刷新辊力表示值和正施加于该诸工作辊组合件的一个瞬时辊力表示值的装置，该装置产生一个辊力误差值代表该由于该诸速度影响引起的辊间距的变化和在该工件上张力的变化，

用于将该辊力误差值转换成该工件期望张力值的百分数的装置，

用于使用该转换值与该工件的期望张力值和有选择地与一个实际张力值以产生一个张力误差值的装置，且

用于应用该张力误差值以改变並控制该辊间距以产生一个合乎量规标率的工件的装置，该工件沿着其长度在该轧机的该加速段和该减速段基本走过该轧机。

6、根据权利要求5的一个控制系统，其特征在于，

直接使用来自一个力传感器辊力值于该辊力锁定刷新表示值以及于该瞬间辊力的装置。

7、根据权利要求6的一个控制系统，其特征在于，

用于使用该实际张力並使用带有该转换辊力误差值和该所需张力值的该实际张力而那么产生直接控制该机座的辊间距的装置。

8、根据权利要求5的一个控制系统，其特征还在于：

用于使用该工件一个实际张力值以取得在该轧机辊力的锁定刷新表示值和紧跟在该加速和该减速阶段之前该瞬时辊力的装置。

9、根据权利要求8的一个控制系统，其特征还在于：

用于将该张力误差值与一个从辊力传感器导出的辊力值合并的装置，以控制在该轧机的加速和该减速阶段的该辊间距。

10、根据权利要求5的一个控制系统，其特征还在于：

用于将该辊力误差值转换成所述期望张力值的一个标准±25%范围值，以限制该辊力误差值大小的装置。

11、根据权利要求5的一个控制系统，其特征在于：该机座是一台钢板冷轧机最后的机座，且该诸辊组合件被砂吹过以提供一抛光表面，该轧机又有一个相对于该最后机座的下一机座，和其特征在于：提供了诸装置来使用该张力误差值以改变相对于该工件张力变化的该下一机座的速度，藉此而使该最后机座的辊间距受到控制，以便产生该合乎量规标率的工件。

12、根据权利要求5的一个控制系统，其特征还在于：在该机座或者以低速、或者以高速运转时紧跟在该轧机这样工作之前切断那样产生该辊力误差值的装置;在于：缓慢地使该辊力的该锁定刷新表示值衰减为零的装置。