CN117259451A - 卷曲过程中的实时张力控制方法及装置 - Google Patents

卷曲过程中的实时张力控制方法及装置 Download PDF

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CN117259451A CN202311288578.7A CN202311288578A CN117259451A CN 117259451 A CN117259451 A CN 117259451A CN 202311288578 A CN202311288578 A CN 202311288578A CN 117259451 A CN117259451 A CN 117259451A
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邓子浩
王玮璐
马若菲
武超
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Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种卷曲过程中的实时张力控制方法及装置，其中控制方法包括：根据钢种的成分特性确定被卷曲钢带的厚度阈值；根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值，其中所述开始张力小于所述结束张力，所述第一卷径阈值小于第二卷径阈值；根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。本发明相比现有技术，消除了张力瞬间增大至张力给定值的弊端。

Description

卷曲过程中的实时张力控制方法及装置
技术领域
本发明涉及轧钢技术领域，具体涉及卷曲过程中的实时张力控制方法及装置。
背景技术
在轧钢领域，对于含硅量高，脆性较大的取向硅钢的卷曲具有如下特点：在卷曲前，首先在带头前部焊接引带；然后将钢带的带头缠绕在卷筒上，并卷曲数圈；最后将钢带逐渐卷曲到卷筒上。
其中，为了保证卷曲过程的顺利进行，以及得到的钢卷卷形满足质量要求，在卷曲过程的前期，会在瞬间(1s内)为钢带提供一个张力给定值，并保持该张力给定值进行卷曲。但是，钢带在瞬间承受较大的张力，一方面容易引起钢带的带头与引带之间的焊缝断裂，另一方面钢带可能因张力瞬间增大而发生崩断。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种卷曲过程中的实时张力控制方法及装置、计算设备及计算机存储介质。
根据本发明的一个方面，提供了一种卷曲过程中的实时张力控制方法，包括：
根据钢种的成分特性确定被卷曲钢带的厚度阈值；
根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值，其中所述开始张力小于所述结束张力，所述第一卷径阈值小于第二卷径阈值；
根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
进一步的，所述根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力进一步包括：
根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力；
根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流；
根据所述理论输出电流控制卷曲电机，使卷曲电机的实时输出电流等于理论输出电流。
进一步的，所述根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力具体为：
设定第一卷径阈值为D0，第二卷径阈值为D1，卷筒上钢带的实际卷径为D，张力给定值为T给，卷曲过程的开始张力为T给·x％，卷曲过程的结束张力为T给·y％，则卷曲过程中的实时张力T通过如下式计算得到：
进一步的，所述根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流进一步包括：
根据所述实时张力和卷筒上钢带的实际卷径，计算出卷曲电机的机械转矩；
根据卷曲电机的机械转矩等于卷曲电机的输出转矩，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流。
进一步的，根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为518mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为580mm；反之，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为520mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为600mm；
根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷曲过程的开始张力为T给·10％，卷曲过程的结束张力为T给·75％；反之，则卷曲过程的开始张力为T给·15％，卷曲过程的结束张力为T给·100％；
根据钢种的成分特性确定张力控制中被卷曲钢带的厚度阈值具体为：若钢种为硅含量在3％以上的硅钢，则被卷曲钢带的厚度阈值为2mm。
进一步的，在根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值之后，所述方法还包括：
若卷筒上钢带的实际卷径小于所述第一卷径阈值，则控制卷曲过程中的实时张力等于开始张力。
进一步的，在根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值之后，所述方法还包括：
若卷筒上钢带的实际卷径大于所述第二卷径阈值，则控制卷曲过程中的实时张力等于结束张力。
根据本发明的另一个方面，提供了一种卷曲过程中的实时张力控制装置，包括：
第一确定模块，用于根据钢种的成分特性确定被卷曲钢带的厚度阈值；
第二确定模块，用于根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值，其中所述开始张力小于所述结束张力，所述第一卷径阈值小于第二卷径阈值；
实时张力控制模块，用于根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述卷曲过程中的实时张力控制方法对应的操作。
根据本发明的再一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行上述卷曲过程中的实时张力控制方法对应的操作。
根据本发明的一种卷曲过程中的实时张力控制方法及装置，确定了张力控制开始时卷筒上钢带的第一卷径阈值，以及张力控制结束时卷筒上钢带的第二卷径阈值，从而可以根据卷筒上钢带的卷径确定张力控制开始的时机，从而可以在张力控制开始后控制实时张力从开始张力逐渐增大至结束张力；本发明相比现有技术，消除了张力瞬间增大至张力给定值的弊端。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例提供的一种卷曲过程中的实时张力控制方法的流程示意图；
图2示出了卷曲电机带动卷筒转动的示意图；
图3示出了卷曲过程中的实时张力控制方法的一个示例；
图4示出了卷曲过程中张力随实际卷径变化的示意图；
图5示出了本发明实施例的卷曲过程中的实时张力控制装置的示意图；
图6示出了本发明实施例提供的一种计算设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1示出了实施例的本发明一种卷曲过程中的实时张力控制方法的流程图，该方法应用于计算设备中。计算设备包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行卷曲过程中的实时张力控制方法对应的操作。如图1所示，该方法包括以下步骤：
S01：根据钢种的成分特性确定被卷曲钢带的厚度阈值；
S02：根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值，其中所述开始张力小于所述结束张力，所述第一卷径阈值小于第二卷径阈值；
S03：根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
现有技术中为了保证卷曲过程的顺利进行，以及得到的钢卷卷形满足质量要求，在卷曲过程的前期，会在瞬间(1s内)为钢带提供一个张力给定值，并在卷曲过程中保持该张力给定值；但是钢带瞬间受较大的张力会出现焊缝断裂或者钢带崩断的弊端。本实施例通过控制卷曲过程中的实时张力从开始张力逐渐增大至结束张力，从而消除了现有技术中瞬间建立张力的弊端。
具体的，本实施例首先根据钢种的成分特性确定了被卷曲钢带的厚度阈值，被卷曲钢带的厚度阈值可以为1个具体的厚度数据，例如2mm，也可以为1个以上的具体的厚度数据；然后利用被卷曲钢带的实际厚度和厚度阈值进行比较，得到实际厚度对应的第一卷径阈值、第二卷径阈值、开始张力和结束张力；最后根据第一卷径阈值、第二卷径阈值、开始张力和结束张力，控制卷曲中的实际张力从实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
再次说明：被卷曲钢带的厚度阈值除了与钢种的成分特性有关，还可能与生产的要求有关；以被卷曲钢带的厚度阈值为1个具体的厚度数据为例，结合被卷曲钢带的实际厚度，可能出现实际厚度大于厚度阈值的情况，实际厚度等于厚度阈值的情况，和实际厚度小于厚度阈值的情况；从而针对不同的情况，可以确定实际厚度对应的第一卷径阈值、第二卷径阈值、开始张力和结束张力；进而可以根据确定的第一卷径阈值、第二卷径阈值、开始张力和结束张力，控制卷曲中的实际张力从实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
最后，卷曲过程中对实时张力的控制具体表现为：当卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时，控制实时张力等于开始张力，且随着实际卷径的增大，实时张力逐渐增大，当实际卷径增大至等于第二卷径阈值时，控制实时张力增大至等于结束张力。
在一种可选的方式中，步骤S03中根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力进一步包括：
根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力；
根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流；
根据所述理论输出电流控制卷曲电机，使卷曲电机的实时输出电流等于理论输出电流。
具体的，本实施例中通过控制卷曲电机实现对卷曲过程中实时张力的控制。具体实施时，首先根据第一卷径阈值、第二卷径阈值、开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力；然后根据实时张力，计算得到实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流，由于在实际卷径从第一卷径阈值增大至第二卷径阈值的过程中，实时张力逐渐增大，因此实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流为一系列的电流值；最后根据计算得到的理论输出电流控制卷曲电机，使卷曲电机的实时输出电流等于理论输出电流。
在一种可选的方式中，所述根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力具体为：
设定第一卷径阈值为D0，第二卷径阈值为D1，卷筒上钢带的实际卷径为D，张力给定值为T给，卷曲过程的开始张力为T给·x％，卷曲过程的结束张力为T给·y％，则卷曲过程中的实时张力T通过如下式计算得到：
具体的，如图2所示，卷筒由卷曲电机M带动从而将钢带卷在卷曲电机上，在卷曲过程中，实时张力T是与实际卷径D正相关的一次函数。
由前述可知，根据厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度可以得到第一卷径阈值D0、第二卷径阈值D1、开始张力T给·x％和结束张力T给·y％，而张力给定值T给为已知量，因此实时张力的计算公式中只有实际卷径D为未知量，从而根据不同时刻的实际卷径D即可得到实时张力。
在一种可选方式中，根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流进一步包括：
根据所述实时张力和卷筒上钢带的实际卷径，计算出卷曲电机的机械转矩；
根据卷曲电机的机械转矩等于卷曲电机的输出转矩，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流。
具体的，本实施例说明了根据实时张力计算理论输出电流的方法。
首先根据实时张力和卷筒上钢带的实际卷径，计算出卷曲电机的机械转矩，设定卷曲电机的机械转矩为lM，卷曲电机的传动齿轮比为Gr，则卷曲电机的机械转矩lM通过如下公式计算得到：
设定卷曲电机的输出转矩为lE，卷曲电机的理论输出电流为I，电机的转矩常数为β，重力系数为g，则卷曲电机的输出转矩lE通过如下公式计算得到：
当卷曲电机在稳定的理想状态下时，卷曲电机的输出转矩等于卷曲电机的机械转矩，也即lE＝lM，从而即可计算得到卷曲电机的理论输出电流I：
通过上面的分析推理，根据卷曲过程的实时张力D可以得到理论输出电流，反过来，卷曲过程中，控制卷曲电机使卷曲电机的实时输出电流均等于理论输出电流I，即可使钢带受到的张力均等于实时张力D。
在一种可选方式中，根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为518mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为580mm；反之，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为520mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为600mm；
根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷曲过程的开始张力为T给·10％，卷曲过程的结束张力为T给·75％；反之，则卷曲过程的开始张力为T给·15％，卷曲过程的结束张力为T给·100％；
根据钢种的成分特性确定张力控制中被卷曲钢带的厚度阈值具体为：若钢种为硅含量在3％以上的硅钢，则被卷曲钢带的厚度阈值为2mm。
具体的，如图3所示，以被卷曲钢带的厚度阈值为2mm为例，该实施例设置了两个控制程序，在被卷曲钢带的实际厚度大于2mm时采用程序1对应的张力控制方法，在被卷曲钢带的实际厚度小于等于2mm时采用程序2对应的张力控制方法。
其中程序1对应的控制方法中第一卷径阈值为518mm，第二卷径阈值为580mm，也即当实际卷径开始大于第一卷径阈值时，实际张力从开始张力逐渐增大，开始张力为张力给定值的10％，当实际卷径开始等于第二卷径阈值时，实际张力增大至等于结束张力，结束张力为张力给定值的75％，从而实现了对实际厚度大于厚度阈值的被卷曲钢带卷曲过程中的张力控制。
其中程序2对应的控制方法中第一卷径阈值为520mm，第二卷径阈值为600mm，也即当实际卷径开始大于第一卷径阈值时，实际张力从开始张力逐渐增大，开始张力为张力给定值的15％，当实际卷径开始等于第二卷径阈值时，实际张力增大至等于结束张力，结束张力为张力给定值的100％，从而实现了对实际厚度小于等于厚度阈值的被卷曲钢带卷曲过程中的张力控制。
在一种可选方式中，在根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值之后，所述方法还包括：若卷筒上钢带的实际卷径小于所述第一卷径阈值，则控制卷曲过程中的实时张力等于开始张力。
在根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值之后，所述方法还包括：若卷筒上钢带的实际卷径大于所述第二卷径阈值，则控制卷曲过程中的实时张力等于结束张力。
由前述可知，当实际卷径大于第一卷径阈值小于第二卷径阈值时，控制实时张力从开始张力逐渐增大至结束张力；而在卷曲过程中，卷筒上钢带的实际卷径是逐渐变大的，而在卷曲的前期(实际卷径小于第一卷径阈值的阶段)以及卷曲的后期(实际卷径大于第二卷径阈值的阶段)同样需要控制实时张力，以确保卷曲过程的顺利进行。
具体的，如图4所示，在卷曲过程中，现有技术中在很短的时间内将实时张力与张力给定值之比提升至100％，在张力给定值确定的情况下，也即现有技术中在很短的时间内将实时张力提升至等于张力给定值，并在卷曲过程中保持实时张力等于张力给定值，突然增大的拉扯力易导致焊缝裂开或者钢带崩断。
而本实施例中在实际卷径小于第一卷径阈值的前期阶段，控制实时张力等于开始张力，从而消除了瞬间建立张力的弊端；在实际卷径大于第一卷径阈值小于第二卷径阈值的中间阶段，控制实时张力从开始张力线性增大至结束张力，在实际卷径大于第二卷径阈值的后期阶段，控制实时张力等于结束张力，该阶段焊缝处已经缠入卷筒且卷曲弧度越来越小，钢带弯折变形程度变小，因此较大的实时张力并不会造成钢带崩裂。
本发明实施例的张力控制方法应用于二十辊轧机生产后，硅含量在3.0％以上的超高牌号无取向硅钢和高磁感取向硅钢的卷曲过程中崩断情况大幅减少，带头部分可以可靠缠入卷筒，张力控制***运行稳定，提高了成材率和生产效率，也在一定程度上降低了现场操作人员的安全风险。
本发明实施例消除了瞬间建立张力的弊端，同时可根据不同厚度、不同成分的钢种，实时设置张力渐变的大小和快慢等相关参数，有效减少钢带卷曲时带头易崩断的情况，应用证明该控制方法实施效果良好，且对需要卷曲轧制的生产情景具有普遍适用性。
图5示出了本发明一种卷曲过程中的实时张力控制装置的结构示意图。如图5所示，该装置包括：第一确定模块01、第二确定模块02和实时张力控制模块03，其中：
第一确定模块01用于根据钢种的成分特性确定被卷曲钢带的厚度阈值；
第二确定模块02用于根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值，其中所述开始张力小于所述结束张力，所述第一卷径阈值小于第二卷径阈值；
实时张力控制模块03用于根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
本实施例通过控制卷曲过程中的实时张力从开始张力逐渐增大至结束张力，从而消除了现有技术中瞬间建立张力的弊端。
具体的，本实施例首先根据钢种的成分特性确定了被卷曲钢带的厚度阈值，被卷曲钢带的厚度阈值可以为1个具体的厚度数据，例如2mm，也可以为1个以上的具体的厚度数据；然后利用被卷曲钢带的实际厚度和厚度阈值进行比较，得到实际厚度对应的第一卷径阈值、第二卷径阈值、开始张力和结束张力；最后根据第一卷径阈值、第二卷径阈值、开始张力和结束张力，控制卷曲中的实际张力从实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
再次说明：被卷曲钢带的厚度阈值除了与钢种的成分特性有关，还可能与生产的要求有关。
最后，卷曲过程中对实时张力的控制具体表现为：当卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时，控制实时张力等于开始张力，且随着实际卷径的增大，实时张力逐渐增大，当实际卷径增大至等于第二卷径阈值时，控制实时张力增大至等于结束张力。
在一种可选的方式中，实时张力控制模块03根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力进一步包括：
实时张力控制模块03根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力；
实时张力控制模块03根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流；
实时张力控制模块03根据所述理论输出电流控制卷曲电机，使卷曲电机的实时输出电流等于理论输出电流。
具体的，本实施例中实时张力控制模块03通过控制卷曲电机实现对卷曲过程中实时张力的控制。
在一种可选的方式中，实时张力控制模块03根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力具体为：
设定第一卷径阈值为D0，第二卷径阈值为D1，卷筒上钢带的实际卷径为D，张力给定值为T给，卷曲过程的开始张力为T给·x％，卷曲过程的结束张力为T给·y％，则卷曲过程中的实时张力T通过如下式计算得到：
具体的，卷筒由卷曲电机M带动从而将钢带卷在卷曲电机上，在卷曲过程中，实时张力T是与实际卷径D正相关的一次函数。
由前述可知，根据厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度可以得到第一卷径阈值D0、第二卷径阈值D1、开始张力T给·x％和结束张力T给·y％，而张力给定值T给为已知量，因此实时张力的计算公式中只有实际卷径D为未知量，从而根据不同时刻的实际卷径D即可得到实时张力。
在一种可选方式中，实时张力控制模块03根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流进一步包括：
实时张力控制模块03根据所述实时张力和卷筒上钢带的实际卷径，计算出卷曲电机的机械转矩；
实时张力控制模块03根据卷曲电机的机械转矩等于卷曲电机的输出转矩，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流。
具体的，本实施例说明了实时张力控制模块03根据实时张力计算理论输出电流的方法。
首先实时张力控制模块03根据实时张力和卷筒上钢带的实际卷径，计算出卷曲电机的机械转矩，设定卷曲电机的机械转矩为lM，卷曲电机的传动齿轮比为Gr，则卷曲电机的机械转矩lM通过如下公式计算得到：
设定卷曲电机的输出转矩为lE，卷曲电机的理论输出电流为I，电机的转矩常数为β，重力系数为g，则卷曲电机的输出转矩lE通过如下公式计算得到：
当卷曲电机在稳定的理想状态下时，卷曲电机的输出转矩等于卷曲电机的机械转矩，也即lE＝lM，从而即可计算得到卷曲电机的理论输出电流I：
通过上面的分析推理，根据卷曲过程的实时张力D可以得到理论输出电流，反过来，卷曲过程中，控制卷曲电机使卷曲电机的实时输出电流均等于理论输出电流I，即可使钢带受到的张力均等于实时张力D。
在一种可选方式中，第二确定模块02根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为518mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为580mm；反之，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为520mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为600mm；
第二确定模块02根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷曲过程的开始张力为T给·10％，卷曲过程的结束张力为T给·75％；反之，则卷曲过程的开始张力为T给·15％，卷曲过程的结束张力为T给·100％；
根据钢种的成分特性确定张力控制中被卷曲钢带的厚度阈值具体为：若钢种为硅含量在3％以上的硅钢，则被卷曲钢带的厚度阈值为2mm。
在一种可选方式中，若卷筒上钢带的实际卷径小于所述第一卷径阈值，则实时张力控制模块03控制卷曲过程中的实时张力等于开始张力。
若卷筒上钢带的实际卷径大于所述第二卷径阈值，则实时张力控制模块03控制卷曲过程中的实时张力等于结束张力。
由前述可知，当实际卷径大于第一卷径阈值小于第二卷径阈值时，控制实时张力从开始张力逐渐增大至结束张力；而在卷曲过程中，卷筒上钢带的实际卷径是逐渐变大的，而在卷曲的前期(实际卷径小于第一卷径阈值的阶段)以及卷曲的后期(实际卷径大于第二卷径阈值的阶段)同样需要控制实时张力，以确保卷曲过程的顺利进行。
而本实施例中在实际卷径小于第一卷径阈值的前期阶段，控制实时张力等于开始张力，从而消除了瞬间建立张力的弊端；在实际卷径大于第一卷径阈值小于第二卷径阈值的中间阶段，控制实时张力从开始张力线性增大至结束张力，在实际卷径大于第二卷径阈值的后期阶段，控制实时张力等于结束张力，该阶段焊缝处已经缠入卷筒且卷曲弧度越来越小，钢带弯折变形程度变小，因此较大的实时张力并不会造成钢带崩裂。
本发明实施例的张力控制方法应用于二十辊轧机生产后，硅含量在3.0％以上的超高牌号无取向硅钢和高磁感取向硅钢的卷曲过程中崩断情况大幅减少，带头部分可以可靠缠入卷筒，张力控制***运行稳定，提高了成材率和生产效率，也在一定程度上降低了现场操作人员的安全风险。
本发明实施例消除了瞬间建立张力的弊端，同时可根据不同厚度、不同成分的钢种，实时设置张力渐变的大小和快慢等相关参数，有效减少钢带卷曲时带头易崩断的情况，应用证明该控制方法实施效果良好，且对需要卷曲轧制的生产情景具有普遍适用性。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的卷曲过程中的实时张力控制方法。
图6示出了本发明一种计算设备实施例的结构示意图，本发明具体实施例并不对计算设备的具体实现做限定。
如图6所示，该计算设备可以包括：处理器(processor)402、通信接口(Communications Interface)404、存储器(memory)406、以及通信总线408。
其中：处理器402、通信接口404、以及存储器406通过通信总线408完成相互间的通信。通信接口404，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器402，用于执行程序410，具体可以执行上述用于计算设备的卷曲过程中的实时张力控制方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序410可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器402可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。卷曲过程中的实时张力控制装置包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器406，用于存放程序410。存储器406可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序410具体可以用于使得处理器402执行上述任意方法实施例中的卷曲过程中的实时张力控制方法。
在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟***或者其它设备固有相关。各种通用***也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类***所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。

Claims (10)

1.一种卷曲过程中的实时张力控制方法，其特征在于，包括：
根据钢种的成分特性确定被卷曲钢带的厚度阈值；
根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值，其中所述开始张力小于所述结束张力，所述第一卷径阈值小于第二卷径阈值；
根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力进一步包括：
根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力；
根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流；
根据所述理论输出电流控制卷曲电机，使卷曲电机的实时输出电流等于理论输出电流。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，计算得到卷曲过程中的实时张力具体为：
设定第一卷径阈值为D0，第二卷径阈值为D1，卷筒上钢带的实际卷径为D，张力给定值为T给，卷曲过程的开始张力为T给·x％，卷曲过程的结束张力为T给·y％，则卷曲过程中的实时张力T通过如下式计算得到：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述实时张力，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流进一步包括：
根据所述实时张力和卷筒上钢带的实际卷径，计算出卷曲电机的机械转矩；
根据卷曲电机的机械转矩等于卷曲电机的输出转矩，计算得到所述实时张力对应的卷曲电机的理论输出电流。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为518mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为580mm；反之，则卷筒上钢带的第一卷径阈值为520mm，卷筒上钢带的第二卷径阈值为600mm；
根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力具体为：若被卷曲钢带的实际厚度大于所述厚度阈值，则卷曲过程的开始张力为T给·10％，卷曲过程的结束张力为T给·75％；反之，则卷曲过程的开始张力为T给·15％，卷曲过程的结束张力为T给·100％；
根据钢种的成分特性确定张力控制中被卷曲钢带的厚度阈值具体为：若钢种为硅含量在3％以上的硅钢，则被卷曲钢带的厚度阈值为2mm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值之后，所述方法还包括：
若卷筒上钢带的实际卷径小于所述第一卷径阈值，则控制卷曲过程中的实时张力等于开始张力。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值之后，所述方法还包括：
若卷筒上钢带的实际卷径大于所述第二卷径阈值，则控制卷曲过程中的实时张力等于结束张力。
8.一种卷曲过程中的实时张力控制装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于根据钢种的成分特性确定被卷曲钢带的厚度阈值；
第二确定模块，用于根据所述厚度阈值和被卷曲钢带的实际厚度，确定卷曲过程的开始张力和结束张力，以及卷筒上钢带的第一卷径阈值和第二卷径阈值，其中所述开始张力小于所述结束张力，所述第一卷径阈值小于第二卷径阈值；
实时张力控制模块，用于根据所述第一卷径阈值和第二卷径阈值，以及所述开始张力和结束张力，控制卷曲过程中的实时张力从卷筒上钢带的实际卷径等于第一卷径阈值时的开始张力逐渐增大至实际卷径等于第二卷径阈值时的结束张力。
9.一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的卷曲过程中的实时张力控制方法对应的操作。
10.一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的卷曲过程中的实时张力控制方法对应的操作。
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