CN111372694A - 用于控制张力减径轧机的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制张力减径轧机的方法，其中，通过控制所述张力减径轧机(1)的一个或多个马达来优化拉伸的管的管端部，该方法包括至少一次出口侧的壁厚测量和马达的转速变化的大小与管壁厚轮廓的自动适配，其中，基于管壁厚测量值也自动地适配单个马达或所有马达的转速变化随时间改变的曲线。

Description

用于控制张力减径轧机的装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于控制张力减径轧机的方法。
背景技术
在进行管的张力减径时，与管的中间部分相比，由于工艺而导致管壁厚在管端部处变厚或镦粗。这是因为，在前部的或后部的管端部上由于在输送方向上在前行进或在后行进地缺失的处于在轧件上的接合中的轧制机架而没有到达在管中间部分中否则获得的轧制纵向拉伸。因此在允许的壁厚公差上变厚的管区段是产量损失并且必须被切断。
附加地，尤其在无缝管设备中的张力减径轧机中，所使用的母管或管坯例如由于预制总成中的工具磨损在端部处可以具有镦粗的壁厚。母管的这种镦粗导致成品管端部的附加的变厚。
已经设计了用于减少端部损失的各种方法。该端部损失控制通过在管端部穿过轧机期间动态地改变马达转速或辊转速实现了实际和广泛使用的意义。在此，增大了最靠近管端部的轧制校准器之间的转速比，并且因此施加了提高的轧制拉伸。
这种***原则上长期以来例如通过文献DE 1 602 181 A或DE 1 962 792 A已知。
例如通过文献DE 25 57 707 A1、DE 198 40 864 A1、DE 26 45 497 A1或者DE 3028 211 A1已经提供了大量的实施方式。但是，所有这些来源并不涉及具体设定转速变化的问题。
一方面，特别的挑战在于，及时地引起所提到的转速变化，因为否则该转速变化对端部变厚没有影响。另一方面，转速变化的强度和向稳定转速的过渡必须精确协调，因为否则与管端部相邻的区段可能具有额定壁厚的不允许的下冲。这种情况还由于以下情况而变得困难，即，必须设定多达32个驱动马达的转速曲线。不能实现的是，事先确定理论上的转速曲线，理论上的转速曲线在没有进一步适配的情况下实现变厚的端部的尽可能最好的缩短。然而，对于操作人员而言，转速曲线的手动设定是一种困难且耗时的过程。
该问题长期以来是已知的并且出于可能的自动化的目的而引起另外的建议。例如所提到的文献DE 1 962 792 A1已经教导了一方面通过在SRW上游的传感器来使用开轧道次识别(Ansticherkennung)并且另一方面通过识别由于在管进入或离开轧制卡钳时的负荷变化引起的马达转速变化来使用开轧道次识别。因此，可以更好地跟踪管端部的位置，并且可以实现控制参数的部分自动适应。但是，SRW中的管跟踪的这种形式不适用于这种轧机：在该轧机中，通过共用的马达驱动成组的轧制校准器。现代的、频率控制的异步马达的发展也导致，由于负荷变化引起的转速扰动是最小的并且几乎不可以由管端部控制器识别。
还提出了解决方案，其中，在SRW内的附加的传感器(例如光栅或光电管)应该承担前管端部或后管端部的当前位置的识别，并且因此触发转速控制器的使用。然而，由于在SRW中不可避免的和不利的环境影响，如喷射水、蒸汽或灰尘，这种***不是持久可靠的。
文献JP H07246414 A描述了借助管测量数据进行马达转速的自动适配。但是使用时间和效果的持续时间不能被适配。然而这两者对调节结果具有高的影响。此外，没有考虑进入的管的影响。同样没有列举多次轧制的组合来使测量误差或异常值的影响最小化。
在现有技术中不利的是，轧机操作者在实际的运行中大多或者至少在轧制活动开始时必须在CEC上进行校正设定。必要时例如由于工具磨损也必须在轧制活动之内进行适配。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于控制张力减径轧机的方法，在该方法中减小由于变厚的管端部而造成的产量损失。
对于开头所提到的方法，根据本发明，该任务利用权利要求1的特征部分的特征来解决。通过适配在管贯穿期间的转速，可以实现对管端部的区域中的壁厚所产生的曲线的特别精确的影响。
在自动运行中，CEC自动地监测并且评价管端部处的所获得的壁厚结果，并且针对下面的管重新设定管端部处的转速变化的强度和时间顺序。
本发明的其它优点在于，减轻了轧机操作者的负担。最佳的CEC设定被更快地找到并且在轧制活动中更好地得到遵守。
在本发明的一种优选的改进方案中，转速随时间改变的曲线通过转速变化的开始时刻和转速变化的结束时刻来表征。在此，可以特别有利地规定，随时间改变的曲线通过开始时刻或结束时刻以及通过变化率来表征。
为了更精确地优化，可以规定，在壁厚轮廓的至少三个区段上进行壁厚变化曲线的评价。
通常可以有利地规定，壁厚变化曲线的评价由多个目标参量进行。
在本发明的特别优选的实施方式中，可以规定，该方法与壁厚控制***组合，以便自动控制变厚的端部外部的壁厚。
对于张力减径轧机的在本发明的上下文中优选的控制来说，可以针对循环模式检查在端部处的壁厚变化曲线，其中，这种模式在控制马达时也同时被考虑。
在本发明的可能的改进方案中，可以进行对进入的管坯壁厚轮廓的测量，其中，管端部控制器的转速变化的大小以及随时间改变的曲线与管坯壁厚测量值相适配。以这种方式，已经非常早地干预管坯到作为最终产品的管的变形，目的是改善管端部直径。
在优选的改进方案中，在此可以针对循环模式检查在管坯端部处的壁厚变化曲线并且一并考虑这种模式。
此外优选地，在此可以规定，该方法可以与壁厚控制***组合，以自动控制变厚的端部外部的壁厚。
另一改进本发明的措施在于自动的开轧道次识别。
另一改进本发明的措施在于考虑在进入的母管的端部处的实际的壁厚变化曲线。
另一改进本发明的措施在于预设每个尺寸的管端部的额定形状或理想形状。
另一改进本发明的措施在于使用用于评价每个管端部的壁厚变化曲线的模式识别算法。
另一改进本发明的措施在于对设定改变的效果的预先计算的模拟。
另一改进本发明的措施在于在多个管坯上迭代CEC设定以找到稳定的最优项。
附图说明
在下面描述并且根据附图更详细解释本发明的优选实施例。
图1示出了带有其控制器的张力减径轧机的示意图。
具体实施方式
张力减径轧机包括在轧制机架1中的多个辊，所述辊由可调节的马达驱动。在此，轧件2的张力减径通过有针对性地控制具有不同转速的马达实现，从而使轧件在辊之间处于拉应力下。
马达通过可编程控制器(SPS)3供给电能。SPS 3在轧制过程期间承担对马达的转速的询问和/或计算。
SPS 3经由现场总线***形式的网络4与传感器5、6连接，使得测量值直接流入SPS中。传感器5在此示例性地是位置传感器，例如以光栅的形式。传感器6确定用于监测轧制过程的其它测量值，尤其是轧件的直径、壁厚和温度。
此外，SPS 3能够通过不具有实时能力的网络7与过程控制层面的过程控制计算机7a通信。
在以上示例性描述的张力减径轧机上可以执行根据本发明的用于控制张力减径轧机的方法。在此，通过控制张力减径轧机的一个或多个马达来优化拉伸的管的管端部。
通过传感器6进行至少一次出口侧的壁厚测量并且使马达的转速变化的大小自动地与所测量的管壁厚轮廓相适配。根据本发明基于管壁厚测量值也自动地适配单个马达或所有马达的转速变化随时间改变的曲线。
转速随时间改变的曲线通过转速变化的开始时刻和转速变化的结束时刻表征。尤其地，随时间改变的曲线此外通过转速的变化率来表征。
在壁厚轮廓的至少三个区段上进行壁厚变化曲线的评价。
此外，由多个目标参量进行壁厚变化曲线的评价。
在此，用于控制管端部厚度的方法与用于自动控制变厚的端部外部的壁厚控制***组合。
通过传感器6得到的测量值借助程序来分析，其中，针对循环模式检查端部处的壁厚变化曲线，并且在控制马达时一起考虑这种模式。
除了测量(部分)拉伸的管的壁厚之外，还测量进入的管坯壁厚轮廓，其中，管端部控制器的转速变化的大小和随时间改变的曲线与管坯壁厚测量值相适配。
在此，针对循环模式检查在管坯端部处的壁厚变化曲线并且一并考虑这种模式。
总体而言，该方法与壁厚控制***组合，以自动控制变厚的端部外部的壁厚。
附图标记列表
1 具有辊和马达的轧制机架
2 轧件
3 SPS＝可编程控制器
4 总线***，现场总线
5 传感器，位置传感器
6 用于直径、壁厚、温度等的传感器
7 过程控制层面上的网络
7a 过程控制计算机

Claims (10)

1.一种用于控制张力减径轧机的方法，其中，通过控制所述张力减径轧机(1)的一个或多个马达来优化经过拉伸的管的管端部，所述方法包括至少一次出口侧的壁厚测量和马达的转速变化的大小与管壁厚轮廓的自动适配，其特征在于，
基于管壁厚测量值也自动地适配单个马达或所有马达的转速变化随时间改变的曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，转速随时间改变的曲线通过转速变化的开始时刻和转速变化的结束时刻来表征。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，随时间改变的曲线通过开始时刻或结束时刻以及通过变化率来表征。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在壁厚轮廓的至少三个区段上进行壁厚变化曲线的评价。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由多个目标参量进行壁厚变化曲线的评价。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法与壁厚控制***组合，以便自动控制变厚的端部的外部的壁厚。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针对循环模式检查在端部处的壁厚变化曲线，并且在控制所述马达时一并考虑这种模式。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，测量进入的管坯壁厚轮廓，其中，管端部控制器的转速变化的大小以及随时间改变的曲线与管坯壁厚测量值相适配。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，针对循环模式检查在管坯端部处的壁厚变化曲线并且一并考虑这种模式。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法与壁厚控制***组合，以便自动控制变厚的端部的外部的壁厚。
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