本发明涉及精轧换辊领域。

背景技术：

1、在热连轧生产过程中，精轧机组承担着带钢尺寸压缩与成形的关键任务。为保障产品的尺寸精度与表面质量，精轧机组中的工作辊和支撑辊需定期更换，以应对因长时间轧制造成的辊面磨损或损伤。目前多数轧钢企业采用人工换辊的方式，即在精轧机完成最后一块钢卷的轧制后，由操作人员通过控制系统界面手动依次完成各机架的换辊操作。

2、具体而言，人工换辊流程通常需操作人员在控制界面中逐个选择f1至f7共七个精轧机架，并对每个机架依照设定的五个步骤（包括脱开轧辊、退出辊箱、装入新辊、调整辊缝、复位确认）独立执行一次，整个换辊过程需重复七次，操作繁琐、重复性高、劳动强度大。该过程不仅耗时较长，且高度依赖操作人员的注意力和经验，易因疲劳或疏忽导致误操作，进而影响设备安全运行和换辊质量的一致性。

3、此外，由于当前换辊操作的启动时机无法与生产节拍实现精确衔接，每次换辊所需的时间常常无法与最后一块钢卷的卷取时间充分重合，导致换辊过程占用了额外的停机时间。这种节拍错位造成了轧机空转或待机时间，降低了整线作业效率，也间接影响了单位时间内的成品产出率。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何克服背景技术中提到的缺陷，提供一种精轧换辊一键操作方法。

2、本发明所采用的技术方案是：一种基于带钢跟踪的精轧换辊一键操作方法，在按下精轧换辊按钮后，plc进入换辊准备状态，在进入换辊准备状态后，plc中的带钢跟踪系统与精轧控制系统进行连锁，通过各精轧机架负荷继电器实时监测各精轧机架轧制完成时点，当某精轧机架的负荷继电器显示该机架完成轧制并抛钢时，精轧控制系统自动触发该机架进行换辊操作，所有精轧机架按从先到后式顺序完成换辊操作，plc退出换辊准备状态，plc中的带钢跟踪系统与精轧控制系统进行解锁。

3、所述按下精轧换辊按钮是指在最后一块钢坯从加热炉离开进入精轧机架后执行按下精轧换辊按钮操作。

4、在plc进入换辊准备状态时，如果检测到最前面的一个精轧机架重新进入轧制状态，此时是否有精轧机架处于换辊操作中，如果存在精轧机架处于换辊操作中则该换辊操作完成后退出换辊准备状态，如果不存在精轧机架处于换辊操作中则立即退出换辊准备状态。

5、所述带钢跟踪系统与精轧控制系统进行连锁是指，带钢跟踪系统与精轧控制系统同时启动，同时带钢跟踪系统将每个精轧机架的负荷继电器状态实时传输给精轧控制系统，精轧控制系统根据每个精轧机架的负荷继电器状态确定是否启动该机架的换辊操作，如果启动该机架的换辊操作，则通过精轧控制系统对该机架执行换辊操作。

6、所述精轧机架的负荷继电器状态是指当钢带进行精轧时，带钢处于那个精轧机架，该精轧机架的负荷继电器为接通on，当该精轧机架完成轧制并抛钢时，该精轧机架的负荷继电器为断开off。

7、所述换辊操作是指在精轧控制系统控制下对某个精轧机架进行换辊准备、上工作辊下降、抽旧辊、盖板横移、装新辊、轧机零调，精轧控制系统支持对任意一个精轧机架进行手动、半自动和全自动三种执行模式换辊。

8、所述带钢跟踪系统与精轧控制系统进行解锁是指，plc控制精轧控制系统进入休眠状态，等待plc进入换辊准备状态后再进行启用。

9、本发明通过在操作台设置“一键换辊”功能按钮，由操作人员在本单位最后一块钢坯从加热炉抽出后手动触发。系统即进入换辊准备状态，并与精轧控制系统及带钢跟踪系统建立联锁。待钢带进入精轧机前端后，系统启动钢带跟踪功能，但换辊动作仍处于待机状态，确保不干扰带钢正常轧制。

10、以7个精轧机架的精轧机为例，随着钢带正式进入精轧机组，f1至f7各架机的负荷继电器按轧制顺序接通（on）；当某机架完成轧制并抛钢，其对应继电器状态由on变为off，系统立即自动触发该机架的换辊流程。换辊流程包括脱辊、退辊箱、装辊、调整辊缝与复位确认等步骤，均由系统控制自动执行。f1至f7按顺序完成换辊，实现了从传统42次人工操作到“一键启动+七架自动响应”的高效替代。

11、通过本发明方法，换辊操作能够与轧制节拍无缝衔接，有效缩短停机时间、提升作业效率，并降低人为误操作的风险。

12、本发明的技术方案包括以下关键模块与步骤：

13、1. 一键启动与换辊准备机制

14、在热连轧过程中，当本单位最后一块钢坯从加热炉抽出后，操作人员在操作台界面中按下“一键换辊”功能按钮，系统即刻进入换辊准备状态。此时，系统不立即执行任何换辊动作，而是等待与带钢运行状态联锁激活。

15、2.带钢跟踪与联锁机制

16、系统通过安装于带钢入口处的位置检测装置（如激光传感器、位置编码器或图像识别模块）实现对带钢进料状态的实时监测。带钢进入精轧入口后，系统激活钢带跟踪功能，并与精轧机主控系统形成联锁机制，确保换辊命令不会在轧制过程中误触发，从而保障带钢轧制过程不受干扰。

17、3. 负荷继电器状态识别与换辊触发机制

18、本发明将各精轧机架（f1至f7）的负荷继电器状态作为换辊启动信号源。具体逻辑如下：

19、带钢进入f1机架开始轧制后，f1机架的负荷继电器状态变为on；

20、当f1完成轧制并抛钢，负荷继电器切换为off；

21、此状态变化被系统识别后，自动触发f1机架的换辊流程；后续f2至f7机架依次完成轧制、负荷继电器off、自动换辊，形成顺序联动换辊控制逻辑。

22、4. 换辊操作涵盖以下六个主要子程序：换辊准备、上工作辊下降、抽旧辊、盖板横移、装新辊、轧机零调。该流程支持手动、半自动和全自动三种执行模式，操作人员可根据现场工况灵活选择。以下为各子程序的详细控制步骤说明：

23、（1）换辊准备程序

24、cvc辊（待换辊）自动横移至中心位；

25、主轴定位并锁止；

26、agc（自动厚度控制）缸快速打开至最高位；

27、弯辊缸切换为平衡控制模式，确保辊缝无干扰负载。

28、（2）上工作辊下降程序

29、活套上升，腾出换辊空间；

30、出口切水板打出，入口导卫定位；

31、入口切水板和出口导卫打出，防止异物进入；

32、上支撑辊与上工作辊联动整体下降；

33、上阶梯垫推入至第二垫位置，为换辊留出轴承安装空间；

34、上支撑辊与上工作辊再次抬起至安全位；

35、启动上支撑辊平衡伺服及工作辊平衡系统；

36、切换工作辊平衡至“raise”模式（提升模式）；

37、提升轨道抬起，为换辊小车通过提供空间；

38、换辊小车钩头下降，小车从e11位开往e13位；

39、关闭下轴抱，解锁下轴承；

40、打开下工作辊锁门板；

41、换辊小车返回至e11位，准备抽取上工作辊；

42、上工作辊完成最终下降。

43、小车位置表

44、（3）抽旧工作辊程序

45、上轴抱关闭，锁紧旧上工作辊；

46、打开上工作辊锁门板；

47、换辊小车后退至e7位，进行初步定位；

48、前进至e8位，钩头抬起完成挂接；

49、小车后退至e6位，将旧辊拖离轧机架。

50、（4）盖板横移程序

51、平台盖板横移至预设位置；

52、自动刷新辊径信息，用于新辊匹配与数据库更新。

53、（5）装新工作辊程序

54、下支撑辊提升缸升起；

55、下阶梯垫推进至与新工作辊匹配的工作垫位；

56、提升缸下降，使新辊与垫块就位；

57、小车钩头下降，准备送辊；

58、小车前进至e12位；

59、关闭上工作辊锁门板；

60、上接轴抱打开，为新辊安装准备；

61、上工作辊提升，切换工作辊平衡至“raise”模式；

62、小车前进至e13位，将新工作辊送入机架；

63、下工作辊锁门板关闭；

64、下轴抱打开，完成轴承固定；

65、提升轨道下降，小车脱离；

66、钩头抬起，小车返回至e6位；

67、上支撑辊与新工作辊整体下降；

68、上阶梯垫推进至新辊工作垫位；

69、上支撑辊与新工作辊再次上升至初始位；

70、启动上工作辊与上支撑辊平衡伺服系统；

71、入口切水板、出口导卫收回；

72、出口切水板、入口导卫打入，换辊流程完成；

73、活套下降，准备恢复正常轧制。

74、该过程由系统预设控制逻辑自动执行，无需人工逐项干预，提升了准确性与效率。

75、5. 节拍对齐与效率优化

76、通过上述逻辑控制，换辊操作可在最后一块钢带轧制期间依次完成，系统自动判定并执行各机架换辊，充分利用卷取所需时间窗口，有效避免因人为响应滞后导致的非计划停机，从而实现与生产节奏零冲突的自动换辊策略。

77、本发明的有益效果是：显著减少人工操作负担：本发明通过“一键启动”功能取代了传统人工依次操作七架精轧机的繁琐流程，操作次数从原有的约42次减少至1次，极大降低了操作人员劳动强度，提升了人机效率。

78、避免误操作，提高安全性与一致性：换辊过程由系统自动执行，消除了人工干预中的误触发与操作偏差，有助于保障设备运行安全和换辊质量的一致性。

79、实现与生产节拍精准对接：换辊动作以带钢运行状态为触发依据，并利用负荷继电器状态自动识别轧制完成时间点，换辊过程与最后一块钢卷的卷取节拍实现自然衔接，有效缩短非生产时间。

80、提升换辊效率与轧机作业率：换辊流程在钢卷轧制过程中并行完成，大幅减少因换辊导致的额外停机时间，从而提高整体轧机利用率和产线节奏稳定性。

81、具备良好的工程适应性与可扩展性：本发明可集成于现有轧钢生产线控制系统中，具备广泛的应用推广前景，适用于多种类型的热连轧精轧机组。

82、支持自动化水平提升与智能制造需求：本方法顺应钢铁行业智能制造发展趋势，为轧机设备升级、智能工厂构建提供关键支撑技术。