单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法转让专利

申请号 : CN201510953702.6

文献号 : CN105436211B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 石晓东王国成左开红

申请人 : 太原重工股份有限公司

摘要 :

本公开提供了一种单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法。该方法包括步骤:S1.获取单机架六辊可逆轧机组的基本特性参数并按照预设周期采样当前备轧的带钢的基本特性参数;S2.采集轧制过程中与带钢板形计算相关的参数,并结合所述步骤S1中得到的基本特性参数计算带钢板形分布值并存储;S3.根据所述步骤S2中得到的带钢板形分布值以及目标板形值对所述带钢板形进行调节,并判断调节后的带钢板形是否满足预设条件:若否,转入步骤S2。对于部分六辊可逆冷轧机组为节约投资成本而没有配置板形检测辊的情况,本发明可较好地解决其板形闭环反馈控制问题。

权利要求 :

1.一种单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,包括步骤:S1.获取单机架六辊可逆轧机组的基本特性参数并按照预设周期采样当前备轧的带钢的基本特性参数;

S2.采集轧制过程中与带钢板形计算相关的参数,并结合所述步骤S1中得到的基本特性参数计算带钢板形分布值并存储;

S3.根据所述步骤S2中得到的带钢板形分布值以及目标板形值对所述带钢板形进行调节,并判断调节后的带钢板形是否满足预设条件:若否,转入步骤S2;

所述步骤S1包括:

S11.收集所述六辊可逆冷轧机组的入口卷取机中心到轧机中心距离、入口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径、出口卷取机中心到轧机中心距离、出口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径、工作辊最大正弯辊力 工作辊最大负弯辊力 及中间辊最大弯辊力BMmax;

S12.收集当前备轧的带钢的基本特性参数;

S13.预设计算采样周期Tc以及板形反馈控制周期Tf;

所述步骤S2包括:

S21.创建与备轧的带钢的基本特性参数关联的板形存储文件;

S22.进入板形计算准备状态;

S23.判断是否开始轧制:

若是,转入步骤S24;若否,转入步骤S22;

S24.采样当前的轧制速度、入口板厚分布值以及出口板厚分布值;

S25.结合所述步骤S11及步骤S24中采集的参数计算当前数据采样点在带钢长度上的位置Pj,其中j为一位置参数,j=0,1,2,…,m-1,m,m为采样点总数;

S26.结合所述步骤S25的结果计算带钢在j位置处的出口板形分布值;

S27.将j位置处的板形分布值及对应时间写入所述板形存储文件;

S28.判断等式△tf=Tf是否成立:若是,转入步骤S29及步骤S3;若否,转入步骤S29;

其中,△tf为板形反馈时间间隔;

S29.判断等式△tc=Tc是否成立:若是,令△tc=0,j=j+1,并转入步骤S24;若否,重复步骤S29;

其中,△tc为板形计算采样时间间隔。

2.如权利要求1所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S3中通过对所述单机架六辊可逆轧机组的各弯辊力进行优化调整而对所述带钢板形进行调节。

3.如权利要求1或2所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S3包括:S31.获取进行所述弯辊力优化调整所需的数据;

S32.根据所述步骤S31中得到的数据,以获得所述目标板形值为目的对所述单机架六辊可逆轧机组的各弯辊力进行优化调整。

4.如权利要求3所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S31包括:S31a.获取前Tf时间内操作侧工作辊弯辊力BOW、操作侧中间辊弯辊力BOM、驱动侧工作辊弯辊力BDW以及驱动侧中间辊弯辊力BDM;

S31b.从所述板形存储文件中提取前Tf时间内所有板形分布值;

S31c.获取预设的所述目标板形值Lti。

5.如权利要求4所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32包括:S32a.计算前Tf时间内的平均板形分布值;

S32b.将所述平均板值形分布值拟合为二次的第一平均板形曲线;

S32c.判断所述第一平均板形曲线与一目标板形曲线的开口方向是否相同:若否,转入步骤S32d;若是,转入步骤S32j;

S32d.判断所述第一平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,转入步骤S32e;若否,转入步骤S32h;

S32e.判断所述第一平均板形曲线的不对称方向:若为操作侧,转入步骤S32f;若为驱动侧,转入步骤S32g;

S32f.对操作侧工作辊弯辊力向负方向步进调整,对操作侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,重复步骤S32f;若否,转入步骤S32h;

S32g.对驱动侧工作辊弯辊力向负方向步进调整,对驱动侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,重复步骤S32g;若否,转入步骤S32h;

S32h.对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向负方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;

S32i.判断所述第二平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差:若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32h;

S32j.判断所述第一平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差:若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32k;

S32k.判断所述第一平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,转入步骤S32l;若否,转入步骤S32o;

S32l.判断所述第一平均板形曲线的不对称方向:若为操作侧,转入步骤S32m;若为驱动侧,转入步骤S32n;

S32m.对操作侧工作辊弯辊力向正方向步进调整,对操作侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整,依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,重复步骤S32m;若否,转入步骤S32o;

S32n.对驱动侧工作辊弯辊力向正方向步进调整,对驱动侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,重复步骤S32n;若否,转入步骤S32o;

S32o.判断平均板形曲线的幅值是否超过预设幅值:若是,转入步骤S32p;若否,转入步骤S32r;

S32p.对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向正方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整,依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;

S32q.判断所述第二平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差:若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32p;

S32r.对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向负方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;

S32s.判断所述第二平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差:若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32r。

6.如权利要求5所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32f包括:S32f1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;

S32f2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;

S32f3.根据所述步骤S32f1和S32f2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′OW和B′OM;

S32f4.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32f5;若否,令 转入步骤S32f5;

S32f5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32f6;若否,令B′OM=0,转入步骤S32f6;

S32f6.判断等式组 是否成立:

若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32f7;

S32f7.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;

S32f8.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计 算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;

S32f9.判断所述第二平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,转入步骤S32f3;若否,转入步骤S32h。

7.如权利要求5所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32g包括:S32g1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;

S32g2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;

S32g3.根据所述步骤S32g1和S32g2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′DW和B′DM;

S32g4.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32g5;若否,令 转入步骤S32g5;

S32g5.判断不等式0≤B′DM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32g6;若否,令B′DM=0,转入步骤S32g6;

S32g6.判断等式组 是否成立:

若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32g7;

S32g7.将当前弯辊力设定值B′DW和B′DM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;

S32g8.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;

S32g9.判断平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,转入步骤S32g3;若否,转入步骤S32h。

8.如权利要求5所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32h包括:S32h1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;

S32h2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;

S32h3.根据所述步骤S32h1和S32h2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′OW和B′OM;

S32h4.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32h5;若否,令 转入步骤S32h5;

S32h5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32h6;若否,令B′OM=0,转入步骤S32h6;

S32h6.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32h7;若否,令 转入步骤S32h7;

S32h7.判断不等式0≤B′DM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32g8;若否,令B′DM=0,转入步骤S32g8;

S32h8.判断等式组 是否成立:

若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32h9;

S32h9.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;

S32h10.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;转入步骤S32i。

9.如权利要求5所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32m包括:S32m1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;

S32m2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;

S32m3.根据所述步骤S32m1和S32m2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′OW和B′OM;

S32m4.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32m5;若否,令 转入步骤S32m5;

S32m5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32m6;若否,令B′OM=BMmax,转入步骤S32m6;

S32m6.判断等式组 是否成立:

若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32m7;

S32m7.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;

S32m8.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;

S32m9.判断平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,转入步骤S32m3;若否,转入步骤S32o。

10.如权利要求5所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32n包括:S32n1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;

S32n2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;

S32n3.根据所述步骤S32n1和S32n2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′DW和B′DM;

S32n4.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32n5;若否,令 转入步骤S32n5;

S32n5.判断不等式0≤B′DM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32n6;若否,令B′DM=BMmax,转入步骤S32n6;

S32n6.判断等式组 是否成立:

若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32n7;

S32n7.将当前弯辊力设定值B′DW和B′DM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;

S32n8.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;

S32n9.判断平均板形曲线的不对称度是否超差:若是,转入步骤S32n3;若否,转入步骤S32o。

11.如权利要求5所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32p包括:S32p1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;

S32p2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;

S32p3.根据所述步骤S32p1和S32p2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′OW和B′OM;

S32p4.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32p5;若否,令 转入步骤S32p5;

S32p5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32p6;若否,令B′OM=BMmax,转入步骤S32p6;

S32p6.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32p7;若否,令 转入步骤S32p7;

S32p7.判断不等式0≤B′DM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32g8;若否,令B′DM=BMmax,转入步骤S32g8;

S32p8.判断等式组 是否成立:

若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32p9;

S32p9.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;

S32p10.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;转入步骤S32q。

12.如权利要求5所述的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,其特征在于,所述步骤S32r包括:S32r1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;

S32r2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;

S32r3.根据所述步骤S32r1和S32r2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′OW和B′OM;

S32r4.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32r5;若否,令 转入步骤S32r5;

S32r5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32r6;若否,令B′OM=0,转入步骤S32r6;

S32r6.判断不等式 是否成立:

若是,转入步骤S32r7;若否,令 转入步骤S32r7;

S32r7.判断不等式0≤B′DM≤BMmax是否成立:若是,转入步骤S32g8;若否,令B′DM=0,转入步骤S32g8;

S32r8.判断等式组 是否成立:

若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32r9;

S32r9.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;

S32r10.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;转入步骤S32s。

说明书 :

单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法

技术领域

[0001] 本公开涉及机械加工技术领域,具体涉及一种单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法。

背景技术

[0002] 单机架六辊可逆冷轧机组以其产品精度高、投资成本低、占地规模小、生产机动灵活等优点,备受中小型钢铁企业的青睐。如图1中所示,单机架六辊可逆冷轧机组主要包括:开卷机1、入口卷取机2、入口检测设备3、轧机主机4、出口检测设备5、出口卷取机6以及钢卷装卸设备7等其他设备。其中,在出、入口检测设备中,部分企业为节约前期成本投入,往往预留出板形检测辊位置而暂不进行安装。这样,带钢的板形质量仅依靠操作人员的经验和能力,以及过程自动化系统中数学模型对弯辊力、窜辊量等参数的预先设定来进行保障。而在轧制过程中则不进行自动调整,因此无法对板形进行闭环反馈控制,容易造成带钢精度等级下降、残次等问题,并阻碍其产品在中高端领域的应用,不利于企业长远发展。
[0003] 针对上述问题,公开号为102049418A的中国发明专利中提出一种“基于板形缺陷的板形半自动调节方法”的技术方案。该技术方案中指出,当操作人员目视发现某种板形缺陷后,手动选择控制界面中相应板形缺陷,则控制系统对板形调节机构进行调节,并且操作人员需根据缺陷的程度轻重决定该板形缺陷的调节时间。该技术方案提高了在板形检测辊情况下的板形控制能力,但同时也可看出其具体操作和缺陷判别等仍然依靠操作工人的个人能力和经验,自动化程度低,判别时效性和准确率较差。

发明内容

[0004] 本公开的目的在于提供一种单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,用于至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或多个问题。本发明提供的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法包括步骤:
[0005] S1.获取单机架六辊可逆轧机组的基本特性参数并按照预设周期采样当前备轧的带钢的基本特性参数;
[0006] S2.采集轧制过程中与带钢板形计算相关的参数,并结合所述步骤S1中得到的基本特性参数计算带钢板形分布值并存储;
[0007] S3.根据所述所述步骤S2中得到的带钢板形分布值以及目标板形值对所述带钢板形进行调节,并判断调节后的带钢板形是否满足预设条件:若否,转入步骤S2。
[0008] 本公开的示例实施方式所提供的单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法,对于部分六辊可逆冷轧机组为节约投资成本而没有配置板形检测辊的情况,可较好地解决其板形闭环反馈控制问题。本发明在不增加设备前提下,充分利用轧机出入口测厚仪数据,实现板形的计算、识别、自动控制响应、闭环反馈控制等功能,且计算方法简洁,响应速度快,同时易于编程实现,成本投入极小,效果明显,具有较大实用价值。

附图说明

[0009] 图1是单机架六辊可逆轧机组的主要结构示意图;
[0010] 图2是本公开示例实施方式中一种单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法的流程示意图;
[0011] 图3是图2中方法的步骤S1的流程示意图;
[0012] 图4是图2中方法的步骤S2的流程示意图;
[0013] 图5是单机架六辊可逆轧机组各弯辊力作用示意图;
[0014] 图6是图2中方法的步骤S3的流程示意图;
[0015] 图7是图6中步骤S32f的流程示意图;
[0016] 图8是图6中步骤S32g的流程示意图;
[0017] 图9是图6中步骤S32h的流程示意图;
[0018] 图10是图6中步骤S32m的流程示意图;
[0019] 图11是图6中步骤S32n的流程示意图;
[0020] 图12是图6中步骤S32p的流程示意图;
[0021] 图13是图6中步骤S32r的流程示意图;
[0022] 图14是一带钢某截面处理论计算板形分布示意图;
[0023] 图15是预设的目标板形曲线示意图;
[0024] 图16是一带钢某截面处平均板形分布及其拟合曲线图;
[0025] 图17是示例实施方式二中带钢某截面处理论计算板形分布示意图;
[0026] 图18是示例实施方式二中带钢某截面处平均板形分布及其拟合曲线图。

具体实施方式

[0027] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。
[0028] 在单机架六辊可逆轧机组中,对于板形测量问题,除人工观察以及通过板形检测辊对轧机出口侧板形进行直接测量外,还可通过收集实际轧制参数(此功能可以由轧机一级基础自动化系统完成),然后利用一定的理论公式进行计算,间接得出带钢板形。特别对于六辊可逆冷轧机组,其出入口检测设备中一般都安装有测厚仪,能对带钢的截面厚度进行多数据点测量(该数据一般用于带钢凸度的闭环反馈控制),而该带钢的截面厚度分布值可直接带入带钢板形计算理论公式(连家创,刘宏民.板厚板形控制.兵器工业出版社.1995),从而极大简化纯理论推导中对出口厚度分布的计算过程,对于快速计算带钢板形非常有利。而且由于板形计算时所采用的参数均来自实际测量数据,因此板形计算方式具有较高准确度。
[0029] 基于此,针对单机架六辊可逆轧机组部分机组因无板形检测辊而无法实现板形闭环反馈控制的问题,本发明充分利用轧钢厂生产管理系统中一级基础自动化及二级过程自动化的相关功能,在实时收集所需生产数据及技术参数的基础上,通过板厚与板形的转化关系,间接获得轧机出口带钢板形。随后,依据得到的带钢板形分布值以及目标板形值对所述带钢板形进行反馈控制调节。下面结合附图对比文件本发明中的技术方案进行进一步的说明。
[0030] 如图2中所示,为本示例实施方式中单机架六辊可逆轧机组板形闭环反馈控制方法的流程图;其主要包括步骤:
[0031] S1.获取单机架六辊可逆轧机组的基本特性参数并按照预设周期采样当前备轧的带钢的基本特性参数;
[0032] S2.采集轧制过程中与带钢板形计算相关的参数,并结合所述步骤S1中得到的基本特性参数计算带钢板形分布值并存储;
[0033] S3.根据所述所述步骤S2中得到的带钢板形分布值以及目标板形值对所述带钢板形进行调节,并判断调节后的带钢板形是否满足预设条件:若否,转入步骤S2。
[0034] 下面,分别对上述各步骤加以详细说明。
[0035] 如图3中所示,本示例实施方式中,上述步骤S1可以包括:
[0036] S11.收集六辊可逆冷轧机组的基本特性参数。参考图1所示,可以收集入口卷取机中心到轧机中心距离S1、入口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径R1、出口卷取机中心到轧机中心距离S2、出口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径R2等;还收集六辊可逆冷轧机组一级基础自动化系统中,工作辊最大正弯辊力 工作辊最大负弯辊力 中间辊弯辊缸最大弯辊力BMmax、力传感器及速度传感器等传感设备的采样周期Ts(通常,5ms≤Ts≤20ms)等等。
[0037] S12.收集当前当前备轧的带钢基本特性参数,包括:其所在的钢卷卷号Ncoil、带钢宽度Bcoil、来料厚度h0等等。
[0038] S13.定义并预设板形计算采样周期Tc以及板形反馈控制周期Tf;本示例实施方式中可以是:2*Ts≤Tc≤4*Ts,250*Tc≤Tf≤500*Tc。
[0039] 如图4中所示,本示例实施方式中,上述步骤S2可以包括:
[0040] S21.创建与备轧的带钢的基本特性参数关联的板形存储文件;例如,创建文件名为Ncoil的板形存储文件。
[0041] S22.进入板形计算准备状态。
[0042] S23.判断是否开始轧制:
[0043] 若是,转入步骤S24;若否,转入步骤S22。
[0044] 对于可逆冷轧机组而言,一般认为当卷取机扇形板咬紧带钢后,卷轴转过三圈,即穿带结束,建立前后张力并开始轧制。开始轧制的信号通常由卷取机反馈给过程自动化系统。
[0045] S24.收集当前由基础自动化系统采集到的轧制速度v、入口板厚分布值Hi以及出口板厚分布值hi;其中,i为带钢条元号,i=1,2,…,n-1,n,n为条元总数。条元总数由带钢宽度及测厚仪上对应的测头数量决定;下述的张力和板形横向分布计算所用条元的划分方法亦与此相同。
[0046] S25.结合所述步骤S11及步骤S24中采集的参数计算当前数据采样点在带钢长度上的位置。例如,可以根据(式1)计算当前数据收集点在带钢长度上的位置Pj,j为位置参数,j=0,1,2,…,m-1,m,其中m为板形计算采样点总数。
[0047] Pj=Pj-1+v·Tc   (式1)
[0048] 其中,在进行第偶数道此轧制时,P0=S2+3×2πR2;在进行第偶数道此轧制时,P0=S1+3×2πR1。
[0049] S26.结合所述步骤S25的结果计算带钢在j位置处的出口板形分布值。例如,可以根据(式2)计算带钢在j位置处的出口横向板形分布值Lji,Lji是以I为单位的板形分布值计算方法。
[0050]
[0051] 其中,带钢在j位置处的出口张力横向分布值σ1ji如式(3)所示:
[0052]
[0053] 将(式3)代入(式2),化简可得(式4)
[0054]
[0055] 其中,出口带钢平均厚度 为:
[0056]
[0057] 其中,入口带钢平均厚度 为:
[0058]
[0059] 需要注意的是,在本发明中,如将板形计算截面定在轧机中心处,使用(式4)公式计算时,由测厚仪检测到的出口和入口带钢厚度并非当前计算截面两侧的实际板厚分布数据,但考虑到出入口测厚仪与轧机中心的实际距离较小以及薄板轧制时板厚、板形在较大长度区间内的稳定性,因此可近似采用该测量值,其对计算精度影响不大。
[0060] 其中,来料板形的长度平均值 为:
[0061]
[0062] Ei为来料的长度,单位mm,对于可逆轧制中的第一道次轧制,由于来料的长度未知,因此假设 而对于其后各道次计算,可带入前一道次的出口张力横向分布值,其比值与 相同。在单机架六辊可逆轧机组中,因为相邻两道次时间间隔较大,有足够的数据后处理时间,便于对前一道次板形数据的处理和应用。而多机架连续轧制则不具备这一优势。
[0063] S27.将j位置处的板形分布值Lji、对应位置Pj及对应的时间Tj写入所述板形存储文件Ncoil并保存;其中,Tj为系统内置北京时间,精确至毫秒。
[0064] S28.判断等式△tf=Tf是否成立:
[0065] 若是,转入步骤S29及步骤S3;若否,只转入步骤S29。
[0066] 其中,△tf为板形反馈时间间隔,可以由计算机系统最小时间间隔步进累加得到。需要注意的是,“转入步骤S29及步骤S3”表示步骤S29之后步骤S3两个并行处理过程,既独立又联系。
[0067] S29.判断等式△tc=Tc是否成立:
[0068] 若是,令△tc=0,j=j+1,并转入步骤S24;若否,重复步骤S29。
[0069] 其中,△tc为板形计算采样时间间隔,可以由计算机系统最小时间间隔步进累加得到。
[0070] 在本示例实施方式中,上述步骤S3中优选通过对所述单机架六辊可逆轧机组的各弯辊力进行优化调整而对所述带钢板形进行调节。之所以选择弯辊力调整作为板形调节的主要技术手段有如下原因:以对于目前可逆冷轧机组应用较多的UCM机型为例,其带钢板形的主要调节手段包括:工作辊正负弯辊力、中间辊正弯辊力、中间辊轴向窜辊、分段冷却等。其中,中间辊窜辊只能在轧机不带负荷时进行调节,一般通过数学模型进行预先设定;分段冷却主要是一种板形微调节辅助控制手段,例如对高次(三次及四次)板形曲线的微控;而对轧辊弯辊力的调节,主要是通过弯辊缸实现的,其特点是在线可调、实时反馈、控制精准以及效果明显等。因此,本发明在板形反馈控制调节中所涉及的控制量主要包括轧机操作侧A和驱动侧B的工作辊(上工作辊22、下工作辊23)正负弯辊力、中间辊(上中间辊21、下中间辊24)正弯辊力这4对参数(如图5中所示,其中标示20为带钢)。
[0071] 本示例实施方式中,上述步骤S3可以包括:
[0072] S31.获取进行所述弯辊力优化调整所需的数据;如图6中所示,该步骤又可以包括:
[0073] S31a.从基础自动化系统中提取前Tf时间内各弯辊力设定值,包括操作侧工作辊弯辊力BOW、操作侧中间辊弯辊力BOM、驱动侧工作辊弯辊力BDW、以及驱动侧中间辊弯辊力BDM。其中,当BOW>0时为正弯辊力,当BOW<0时为负弯辊力,BWmin≤BOW≤BWmax,驱动侧与此相同。
[0074] S31b.从所述板形存储文件Ncoil中提取前Tf时间内所有板形数据Lji,共Tf/Tc个。
[0075] S31c.从过程自动化系统中提取工艺人员预设的目标板形Lti,其表达式可以如(式8)所示。
[0076]
[0077] 其中,a1、a2、a3、a4、a5为目标板形曲线参数,a4=a5=0,a3>0;xi为带钢条元相对坐标,
[0078] 需要注意的是,由于弯辊力调整对带钢的二次板形控制效果明显,而对三、四次板形控制较弱,且本发明中所用板形数据均是在板形计算理论基础上间接获得,相对于板形检测辊直接测量值,其准确度较差,因此本发明仅选择对带钢的二次板形进行控制,即目标板形参数a4=a5=0。这样,即减小了后续计算所用时间,又简化了弯辊力控制的逻辑判断。另外,在薄板轧制过程中,为便于卷曲和轧制控制,同时降低辊耗,一般按微双边浪进行控制,即目标板形曲线开口向上(a3>0)。
[0079] S32.根据所述步骤S31中得到的数据,以获得所述目标板形值为目的对所述单机架六辊可逆轧机组的各弯辊力进行优化调整,其主要可以包含板形自动识别、自动控制响应、闭环反馈控制等功能。如图6中所示,该步骤又可以包括:
[0080] S32a.计算前Tf时间内的平均板形分布值 其计算公式如(式9):
[0081]
[0082] S32b.将平均板形分布值 拟合为二次的第一平均板形曲线,如(式10):
[0083]
[0084] 其中,b1、b2、b3为第一平均板形曲线的参数。
[0085] S32c.判断所述第一平均板形曲线与一目标板形曲线的开口方向是否相同,即判断不等式b3>0是否成立:
[0086] 若否,则转入步骤S32d;若是,则转入步骤S32j。
[0087] S32d.判断所述第一平均板形曲线的不对称度是否超差,即判断不等式ψ>ψset是否成立:若是,则转入步骤S32e;若否,则转入步骤S32h。
[0088] 其中,ψ为第一平均板形曲线的不对称度,其表达式如(式11);ψset为不对称度预设允差。
[0089]
[0090] S32e.判断所述第一平均板形曲线的不对称方向,即判断不等式是否成立:
[0091] 若是,则为操作侧,则转入步骤S32f;若否,则为驱动侧,则转入步骤S32g。对于本发明,为方便描述,假设带钢条元i=1侧为操作侧,i=n侧为驱动侧。
[0092] S32f.对操作侧工作辊弯辊力向负方向步进调整,对操作侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间(例如0.1s)后的多组(例如3组)板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:
[0093] 若是,重复步骤S32f;若否,转入步骤S32h。
[0094] 其中,上述预定时间(例如0.1s)主要是考虑了当前轧机液压弯辊系统的响应时间。
[0095] 图7中示出了步骤S32f的一种示例实施方式。如图7中所示,其主要包括:
[0096] S32f1.设定工作辊弯辊力基本调整单元△BW,中间辊弯辊力基本调整单元△BM。
[0097] S32f2.计算工作辊弯辊力实际调整单元 中间辊弯辊力基本调整单元
[0098] S32f3.根据所述步骤S32f1和S32f2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′OW和B′OM;例如计算当前操作侧工作辊弯辊力设定值操作侧中间辊弯辊力设定值
[0099] S32f4.判断不等式 是否成立:
[0100] 若是,转入步骤S32f5;若否,令 转入步骤S32f5;
[0101] S32f5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:
[0102] 若是,转入步骤S32f6;若否,令B′OM=0,转入步骤S32f6;
[0103] S32f6.判断等式组 是否成立:
[0104] 若是,则向过程自动化系统反馈当前各弯辊力设定值,并在本次反馈周期内保持该设定值,转入步骤S28;若否,转入步骤S32f7;
[0105] S32f7.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;
[0106] S32f8.从所述板形存储文件Ncoil中依次提取步进指令发出预定时间后(例如0.1s)的多组(例如3组)板形计算值并计算平均板形 且拟合为第二平均板形曲线;
[0107] S32f9.判断所述第二平均板形曲线的不对称度是否超差,即判断不等式ψ>ψset是否成立:
[0108] 若是,转入步骤S32f3;若否,转入步骤S32h。
[0109] 其中,ψ为第二平均板形曲线的不对称度,其表达式类似(式11);ψset为不对称度预设允差。
[0110] S32g.对驱动侧工作辊弯辊力向负方向步进调整,对驱动侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间(例如0.1s)后的多组(例如3组)板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:
[0111] 若是,重复步骤S32g;若否,转入步骤S32h。
[0112] 图8中示出了步骤S32g的一种示例实施方式。如图8中所示,其步骤与图7中方案类似,只是弯辊力调整由操作侧变至驱动侧。
[0113] S32h.对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向负方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间(例如0.1秒)后的多组(例如3组)板形计算值并计算平均板形 且拟合为第二平均板形曲线。
[0114] 图9中示出了步骤S32h的一种示例实施方式。如图9中所示,其步骤与图7中方案类似,只是弯辊力调整由单一操作侧变至操作侧及驱动侧,并取消最后的不对称度超差判断步骤,转入步骤S32i。
[0115] S32i.判断所述第二平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差,即判断不等式δ′≤δset是否成立:
[0116] 若是,则向过程自动化系统反馈当前各弯辊力设定值,并在本次反馈周期内保持该设定值,转入步骤S28;否则,转入步骤S32h。
[0117] 其中,δ′为第二板形曲线偏差,其计算公式如(式12);δset为板形偏差允差。
[0118]
[0119] S32j.判断所述第一平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差,即判断不等式δ≤δset是否成立:
[0120] 若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32k。
[0121] 其中,δ为第一平均板形曲线偏差,其计算公式如(式13)。
[0122]
[0123] S32k.判断所述第一平均板形曲线的不对称度是否超差,即判断不等式ψ>ψset是否成立:若是,则转入步骤S32l;若否,则转入步骤S32o。
[0124] 其中,ψ为第一平均板形曲线的不对称度,其表达式如(式11);ψset为不对称度预设允差。
[0125] S32l.判断所述第一平均板形曲线的不对称方向,即判断不等式是否成立:
[0126] 若是,则为操作侧,则转入步骤S32m;若否,则为驱动侧,则转入步骤S32n。对于本发明,为方便描述,假设带钢条元i=1侧为操作侧,i=n侧为驱动侧。
[0127] S32m.对操作侧工作辊弯辊力向正方向步进调整,对操作侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整,依次提取步进指令发出预定时间(例如0.1秒)后的多组(例如3组)板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:
[0128] 若是,重复步骤S32m;若否,转入步骤S32o。
[0129] 图10中示出了步骤S32m的一种示例实施方式。如图10中所示,其主要包括:
[0130] S32m1.设定工作辊弯辊力基本调整单元△BW,中间辊弯辊力基本调整单元△BM。
[0131] S32m2.计算工作辊弯辊力实际调整单元 中间辊弯辊力基本调整单元
[0132] S32m3.计算当前操作侧工作辊弯辊力设定值 操作侧中间辊弯辊力设定值
[0133] S32m4.判断不等式 是否成立:
[0134] 若是,转入步骤S32m5;若否,令 转入步骤S32m5;
[0135] S32m5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:
[0136] 若是,转入步骤S32m6;若否,令B′OM=BMmax,转入步骤S32m6;
[0137] S32m6.判断等式组 是否成立:
[0138] 若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32m7;
[0139] S32m7.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;
[0140] S32m8.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;
[0141] S32m9.判断平均板形曲线的不对称度是否超差:
[0142] 若是,转入步骤S32m3;若否,转入步骤S32o。
[0143] 其中,ψ为平均板形曲线的不对称度,其表达式类似于(式11);ψset为不对称度预设允差。
[0144] S32n.对驱动侧工作辊弯辊力向正方向步进调整,对驱动侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并判断其平均板形曲线的不对称度是否超差:
[0145] 若是,重复步骤S32n;若否,转入步骤S32o。
[0146] 图11中示出了步骤S32n的一种示例实施方式。如图11中所示,其步骤与图10中方案类似,只是弯辊力调整由操作侧变至驱动侧。
[0147] S32o.判断平均板形曲线的幅值是否超过预设幅值,即判断不等式 是否成立:若是,则转入步骤S32p;否则,转入步骤S32r。
[0148] S32p.对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向正方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整,依次提取步进指令发出预定时间(例如0.1秒)后的多组(例如3组)板形计算值并计算平均板形 且拟合为第二平均板形曲线。
[0149] 图12中示出了步骤S32p的一种示例实施方式。如图12中所示,其步骤与图11中方案类似只是弯辊力调整由单一操作侧变至操作侧及驱动侧,并取消最后的不对称度超差判断步骤,转入步骤S32q。
[0150] S32q.判断所述第二平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差,即判断不等式δ′≤δset是否成立:
[0151] 若是,则向过程自动化系统反馈当前各弯辊力设定值,并在本次反馈周期内保持该设定值,转入步骤S28;否则,转入步骤S32p。
[0152] 其中,δ′为所述第二平均板形曲线偏差,其计算公式如(式12);δset为板形偏差允差。
[0153] S32r.对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向负方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向减小方向步进调整;依次提取步进指令发出预定时间(例如0.1秒)后的多组(例如3组)板形计算值并计算平均板形 且拟合为第二平均板形曲线。
[0154] 图13中示出了步骤S32r的一种示例实施方式。如图13中所示,其主要包括:
[0155] S32r1.设定工作辊及中间辊弯辊力基本调整单元;
[0156] S32r2.计算工作辊及中间辊弯辊力实际调整单元;
[0157] S32r3.根据所述步骤S32r1和S32r2中的结果计算当前操作侧工作辊及中间辊弯辊力设定值B′OW和B′OM;
[0158] S32r4.判断不等式 是否成立:
[0159] 若是,转入步骤S32r5;若否,令 转入步骤S32r5;
[0160] S32r5.判断不等式0≤B′OM≤BMmax是否成立:
[0161] 若是,转入步骤S32r6;若否,令B′OM=0,转入步骤S32r6;
[0162] S32r6.判断不等式 是否成立:
[0163] 若是,转入步骤S32r7;若否,令 转入步骤S32r7;
[0164] S32r7.判断不等式0≤B′DM≤BMmax是否成立:
[0165] 若是,转入步骤S32g8;若否,令B′DM=0,转入步骤S32g8;
[0166] S32r8.判断等式组 是否成立:
[0167] 若是,转入步骤S28;若否,转入步骤S32r9;
[0168] S32r9.将当前弯辊力设定值B′OW和B′OM反馈至过程自动化系统弯辊力设定模块,并由液压系统动作执行;
[0169] S32r10.从所述板形存储文件中依次提取步进指令发出预定时间后的多组板形计算值并计算平均板形且拟合为第二平均板形曲线;转入步骤S32s。
[0170] 上述方案与图11中方案类似,只是弯辊力调整由单一操作侧变至操作侧及驱动侧,调整方向相反,并取消最后的不对称度超差判断步骤,转入步骤S32s。
[0171] S32s.判断所述第二平均板形曲线偏差是否小于板形偏差允差,即判断不等式δ′≤δset是否成立:
[0172] 若是,则向过程自动化系统反馈当前各弯辊力设定值,并在本次反馈周期内保持该设定值,转入步骤S28;否则,转入步骤S32r。
[0173] 其中,δ′为反馈板形曲线偏差,其计算公式如(式12);δset为板形偏差允差。
[0174] 为了进一步的说明本发明的应用过程,现以两个实际示例实施方式为例,对本发明的具体实施过程进行更加详细的说明。
[0175] 示例实施方式一
[0176] S1.获取单机架六辊可逆轧机组的基本特性参数并按照预设周期采样当前备轧的带钢的基本特性参数:
[0177] S11.收集六辊可逆冷轧机组的基本特性参数。参考图1所示,收集入口卷取机中心到轧机中心距离S1=5.5m、入口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径R1=330mm、出口卷取机中心到轧机中心距离S2=5m、出口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径R2=330mm等等,还收集六辊可逆冷轧机组一级基础自动化系统中,工作辊最大正弯辊力 工作辊最大负弯辊力 中间辊弯辊缸最大弯辊力BMmax=380kN,力传感器及速度传
感器等传感设备的采样周期Ts=5ms;
[0178] S12.收集当前当前备轧的带钢基本特性参数,包括:其所在的钢卷卷号Ncoil=04249850,带钢宽度Bcoil=1260mm,来料厚度h0=2.247mm;
[0179] S13.定义并预设板形计算采样周期Tc=2*Ts=10ms,板形反馈控制周期Tf=800*Tc=8s;
[0180] S2.采集轧制过程中与带钢板形计算相关的参数,并结合所述步骤S1中得到的基本特性参数计算带钢板形分布值并存储:
[0181] S21.创建文件名为Ncoil=04249850的板形存储文件;
[0182] S22.进入板形计算准备状态;
[0183] S23.判断是否开始轧制:
[0184] 若是,转入步骤S24;若否,转入步骤S22。
[0185] 对于可逆冷轧机组而言,一般认为当卷取机扇形板咬紧带钢后,卷轴转过三圈,即穿带结束,建立前后张力并开始轧制。开始轧制的信号通常由卷取机反馈给过程自动化系统。
[0186] S24.收集该时刻由基础自动化系统采集到的轧制速度v=12.651m/s、入口板厚分布值Hi(2.2101,2.2303,2.2388,2.2429,2.2482,2.2503,2.2534,2.2555,2.2565,2.2576,2.2586,2.2596,2.2596,2.2606,2.2606,2.2616,2.2618,2.2620,2.2627,2.2627,2.2617,
2.2617,2.2606,2.2607,2.2596,2.2586,2.2576,2.2565,2.2555,2.2534,2.2503,2.2482,
2.2430,2.2387,2.2303,2.209)、出口板厚分布值hi(1.652,1.6672,1.6736,1.6768,
1.6808,1.6824,1.6848,1.6864,1.6872,1.6880,1.6888,1.6896,1.6896,1.6904,1.6904,
1.6912,1.6912,1.6912,1.6920,1.6920,1.6912,1.6912,1.6904,1.6904,1.6896,1.6888,
1.6880,1.6872,1.6864,1.6848,1.6824,1.6808,1.6768,1.6736,1.6672,1.6512);此例中,条元总数为36,下述的张力和板形横向分布计算所用条元的划分方法亦与此相同。
[0187] S25.计算当前数据收集点在带钢长度上的位置Pj,j为位置参数,此例中,j=4981。
[0188] Pj=Pj-1+v·Tc=603.562+12.651*0.01=603.689(m)
[0189] 其中,在进行第偶数道此轧制时,P0=S2+3×2πR2=11.220(m);在进行第偶数道此轧制时,P0=S1+3×2πR1=11.720(m).
[0190] S26.计算带钢在j位置处的出口横向板形分布值Lji,Lji是以I为单位的板形表示计算方法。
[0191]
[0192] 计算得,出口横向板形分布值Lji(22.41,18.64,14.78,8.35,6.89,4.65,0.47,-2.16,-4.15,-5.7,-8.54,-9.48,-11.2,-11.58,-14.15,-14.80,-15.35,-14.88,-15.94,-
14.01,-14,-14.59,-13.55,-10.43,-9.18,-8.29,-5.23,-3.63,-0.46,-0.03,4.88,7.71,
10.58,12.6,17.47,21.92),如图14所示。
[0193] S27.将j位置处的板形分布值Lji、对应位置Pj及时间Pj写入板形存储文件Ncoil并保存;其中,Tj为系统内置北京时间,精确至毫秒级。
[0194] S28.判断等式△tf=Tf是否成立?若成立,转入步骤S29及步骤S3;否则,转入步骤S29。本例中,此时△tf=Tf成立。
[0195] S29.判断等式△tc=Tc是否成立:
[0196] 若是,令△tc=0,j=j+1,并转入步骤S24;若否,重复步骤S29。
[0197] S3.根据所述所述步骤S2中得到的带钢板形分布值以及目标板形值对所述带钢板形进行调节,并判断调节后的带钢板形是否满足预设条件:若否,转入步骤S2。具体可以包括以下步骤:
[0198] S31.获取进行所述弯辊力优化调整所需的数据;该步骤又可以包括:
[0199] S31a.从基础自动化系统中提取前Tf时间内各弯辊力设定值,包括操作侧工作辊弯辊力BOW=142kN、操作侧中间辊弯辊力BOM=187kN、驱动侧工作辊弯辊力BDW=142kN、驱动侧中间辊弯辊力BDM=187kN。
[0200] S31b.从板形存储文件Ncoil中提取前Tf=8s时间内所有板形数据Lji,共Tf/Tc个。
[0201] S31c.从过程自动化系统中提取工艺人员预设的二次目标板形Lti,其表达式如下所示,曲线如图15所示:
[0202]
[0203] 其中,xi为带钢条元相对坐标,
[0204] S32.根据所述步骤S31中得到的数据,以获得所述目标板形值为目的对所述单机架六辊可逆轧机组的各弯辊力进行优化调整,其包括以下步骤:
[0205] S32a.计算前Tf=8s时间内的平均板形分布值 其计算如下:
[0206]
[0207] 计算可得,平均板形分布值 (21.74,17.50,14.39,10.38,6.12,4.09,0.49,-1.22,-3.85,-6.55,-8.08,-9.53,-10.34,-12.3,-13.53,-14.22,-15.21,-14.06,-
14.57,-14.3,-13.83,-13.35,-12.98,-12.09,-10.84,-8.35,-5.81,-4.33,-1.45,-0.34,
4.85,6.4,10.66,13.53,19.13,21.61),如图16所示。
[0208] S32b.将平均板形分布值 拟合为二次的第一平均板形曲线,公式如下,曲线如图16所示:
[0209]
[0210] S32c.判断不等式b3>0是否成立?若否,则转入步骤S32d;若是,则转入步骤S32j。该步骤用于判断第一平均板形曲线与目标板形曲线的开口方向是否相同。本例中,b3>0成立,因此转入步骤S32j。
[0211] S32j.判断不等式δ≤δset是否成立?若是,转入步骤S28;否则,转入步骤S32k。其中,δ为正向曲线板形偏差,板形偏差允差设定值为δset=0.4,计算如下:
[0212] 因此转入步骤S32k。
[0213] S32k.判断不等式ψ>ψset是否成立?若是,则转入步骤S32l;若否,则转入步骤S32o。其中,ψ为第一平均板形曲线的不对称度,不对称度预设允差ψset=0.15,计算如下:
[0214] 因此转入步骤S32o。
[0215] S32o.判断不等式 是否成立?若是,则转入步骤S32p;否则,转入步骤S32r。计算如下:
[0216] 因此, 成立,则转入步骤S32p。
[0217] S32p按照图12所示方案对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向正方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整,然后依次提取步进指令发出0.1s后的3组板形计算值,并计算平均板形
[0218] S32q.判断不等式δ′≤δset是否成立?若是,则向过程自动化系统反馈当前各弯辊力设定值,并在本次反馈周期内保持该设定值,转入步骤S28。否则,转入步骤S32p。
[0219] 对于本实施例,在由步骤S32p和S32q构成的循环中,经过14次弯辊力调整,最后输出最佳弯辊力设定值分别为操作侧工作辊弯辊力BOW=207kN、操作侧中间辊弯辊力BOM=272kN、驱动侧工作辊弯辊力BDW=207kN、驱动侧中间辊弯辊力BDM=272kN。
[0220] 示例实施方式二
[0221] S1.获取单机架六辊可逆轧机组的基本特性参数并按照预设周期采样当前备轧的带钢的基本特性参数:
[0222] S11.收集六辊可逆冷轧机组的基本特性参数。参考图1所示,收集入口卷取机中心到轧机中心距离S1=5.5m、入口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径R1=330mm、出口卷取机中心到轧机中心距离S2=5.5m、出口卷取机扇形板咬紧带钢时的卷轴直径R2=330mm等等,还收集六辊可逆冷轧机组一级基础自动化系统中,工作辊最大正弯辊力工作辊最大负弯辊力 中间辊弯辊缸最大弯辊力BMmax=380kN,力传感器及速
度传感器等传感设备的采样周期Ts=5ms;
[0223] S12.收集当前当前备轧的带钢基本特性参数,包括:其所在的钢卷卷号Ncoil=04297367,带钢宽度Bcoil=1250mm,来料厚度h0=2.680mm;
[0224] S13.定义并预设板形计算采样周期Tc=2*Ts=10ms,板形反馈控制周期Tf=800*Tc=8s;
[0225] S2.采集轧制过程中与带钢板形计算相关的参数,并结合所述步骤S1中得到的基本特性参数计算带钢板形分布值并存储:
[0226] S21.创建文件名为Ncoil=04297367的板形存储文件;
[0227] S22.进入板形计算准备状态;
[0228] S23.判断是否开始轧制:
[0229] 若是,转入步骤S24;若否,转入步骤S22。
[0230] 对于可逆冷轧机组而言,一般认为当卷取机扇形板咬紧带钢后,卷轴转过三圈,即穿带结束,建立前后张力并开始轧制。开始轧制的信号通常由卷取机反馈给过程自动化系统。
[0231] S24.收集该时刻由基础自动化系统采集到的轧制速度v=15.340m/s、入口板厚分布值Hi(2.6469,2.6733,2.6770,2.6844,2.6942,2.6819,2.6905,2.6893,2.6942,2.7015,2.6942,2.6979,2.7015,2.6991,2.7003,2.7015,2.7003,2.7003,2.7052,2.704,2.6991,
2.7040,2.7003,2.7064,2.7040,2.6954,2.6942,2.6930,2.6942,2.7028,2.6905,2.6893,
2.6831,2.6758,2.6660,2.6439)、出口板厚分布值hi(1.7272,1.7448,1.7472,1.7520,
1.7584,1.7504,1.7560,1.7552,1.7584,1.7632,1.7584,1.7608,1.7632,1.7616,1.7624,
1.7632,1.7624,1.7624,1.7656,1.7648,1.7616,1.7648,1.7624,1.7664,1.7648,1.7592,
1.7584,1.7576,1.7584,1.7640,1.7560,1.7552,1.7512,1.7464,1.7400,1.7256);此例中,条元总数为36,下述的张力和板形横向分布计算所用条元的划分方法亦与此相同。
[0232] S25.计算当前数据收集点在带钢长度上的位置Pj,j为位置参数,此例中,j=2155。
[0233] Pj=Pj-1+v·Tc=259.334+15.340*0.01=259.487(m)
[0234] 其中,P0=S2+3×2πR2=11.720(m);
[0235] S26.计算带钢在j位置处的出口横向板形分布值Lji,Lji是以I为单位的板形表示计算方法。
[0236]
[0237] 计算得,出口横向板形分布值Lji(21.33,15.43,12.78,8.59,7.38,1.74,1.45,-3.08,-3.98,-5.20,-7.84,-9.17,-10.66,-11.99,-12.89,-15.0,-14.81,-14.44,-
13.66,-13.59,-15.02,-12.59,-11.23,-11.23,-10.72,-7.54,-5.73,-3.28,-3.21,1.14,
2.06,6.1,10.19,15.69,16.66,23.79),如图17所示。
[0238] S27.将j位置处的板形分布值Lji、对应位置Pj及对应的时间Tj写入板形存储文件Ncoil并保存;其中,Tj为系统内置北京时间,精确至毫秒级。
[0239] S28.判断等式△tf=Tf是否成立?若成立,转入步骤S29及步骤S3;否则,转入步骤S29。本例中,此时△tf=Tf成立。
[0240] S29.判断等式△tc=Tc是否成立:
[0241] 若是,令△tc=0,j=j+1,并转入步骤S24;若否,重复步骤S29。
[0242] S3.根据所述所述步骤S2中得到的带钢板形分布值以及目标板形值对所述带钢板形进行调节,并判断调节后的带钢板形是否满足预设条件:若否,转入步骤S2。具体可以包括以下步骤:
[0243] S31.获取进行所述弯辊力优化调整所需的数据;该步骤又可以包括:
[0244] S31a.从基础自动化系统中提取前Tf时间内各弯辊力设定值,包括操作侧工作辊弯辊力BOW=126kN、操作侧中间辊弯辊力BOM=174kN、驱动侧工作辊弯辊力BDW=126kN、驱动侧中间辊弯辊力BDM=174kN。
[0245] S31b.从板形存储文件Ncoil中提取前Tf=8s时间内所有板形数据Lji,共Tf/Tc个。
[0246] S31c.从过程自动化系统中提取工艺人员预设的二次目标板形Lti,其表达式如下所示,曲线如图15所示:
[0247]
[0248] 其中,xi为带钢条元相对坐标,
[0249] S32.根据所述步骤S31中得到的数据,以获得所述目标板形值为目的对所述单机架六辊可逆轧机组的各弯辊力进行优化调整,其包括以下步骤:
[0250] S32a.计算前Tf=8s时间内的平均板形分布值 其计算如下:
[0251]
[0252] 计算可得,平均板形分布值 (21.33,15.43,12.78,8.59,7.38,3.24,1.87,-3.08,-3.98,-5.20,-7.84,-9.17,-10.66,-11.99,-12.89,-14.22,-14.01,-13.78,-
12.66,-12.59,-11.52,-10.09,-9.23,-7.73,-6.22,-4.04,-2.23,0.22,1.44,4.21,5.96,
9.6,13.69,19.19,22.71,28.64),如图18所示。
[0253] S32b.将平均板形分布值 拟合为二次的第一平均板形曲线,公式如下,曲线如图18所示:
[0254]
[0255] S32c.判断不等式b3>0是否成立?若否,则转入步骤S32d;若是,则转入步骤S32j。该步骤用于判断第一平均板形曲线与目标板形曲线的开口方向是否相同。本例中,b3>0成立,因此转入步骤S32j。
[0256] S32j.判断不等式δ≤δset是否成立?若是,转入步骤S28;否则,转入步骤S32k。其中,δ为正向曲线板形偏差,板形偏差允差设定值为δset=0.4,计算如下:
[0257] 因此转入步骤S32k。
[0258] S32k.判断不等式ψ>ψset是否成立?若是,则转入步骤S32l;若否,则转入步骤S32o。其中,ψ为第一平均板形曲线的不对称度,不对称度预设允差ψset=0.15,计算如下:
[0259] 因此转入步骤S32l。
[0260] S32l.判断不等式 是否成立?若是,则转入步骤S32m;若否,则转入步骤S32n。对于本发明,为方便描述,假设带钢条元i=1侧为操作侧,i=n侧为驱动侧。该步骤用于判断第一平均板形曲线的不对称方向。具体计算如下:
[0261] 因此转入步骤S32n。
[0262] S32n.按照图11所示方案对驱动侧工作辊弯辊力向正方向步进调整,对驱动侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整,然后依次提取步进指令发出0.1s后的3组板形计算值,按图11所示方案判断其平均板形曲线不对称度是否超差,若不超差,则转入步骤S32o;否则,重复本步调整。实际过程中,进过5次步进调整,驱动侧工作辊弯辊力变为BDW=141kN、驱动侧中间辊弯辊力BDM=204kN,此时的第一平均板形曲线不对称度不超差,则转入步骤S32o;
[0263] S32o.判断不等式 是否成立?若是,则转入步骤S32p;否则,转入步骤S32r。计算如下:
[0264] 因此, 成立,则转入步骤S32p。
[0265] S32p.按照图12所示方案对操作侧及驱动侧的工作辊弯辊力向正方向步进调整,对两侧中间辊弯辊力向增大方向步进调整,然后依次提取步进指令发出0.1s后的3组板形计算值,并计算平均板形
[0266] S32q.判断不等式δ′≤δset是否成立?若是,则向过程自动化系统反馈当前各弯辊力设定值,并在本次反馈周期内保持该设定值,转入步骤S28。否则,转入步骤S32p。
[0267] 对于本实施例,在由步骤S32p和S32q构成的循环中,经过9次弯辊力调整,最后输出最佳弯辊力设定值分别为操作侧工作辊弯辊力BOW=180kN、操作侧中间辊弯辊力BOM=228kN、驱动侧工作辊弯辊力BDW=205kN、驱动侧中间辊弯辊力BDM=258kN。
[0268] 对于部分六辊可逆冷轧机组为节约投资成本而没有配置板形检测辊的情况,本发明所提供的方法可较好地解决其板形闭环反馈控制问题。本发明在不增加设备前提下,充分利用轧机出入口测厚仪数据,实现板形的计算、识别、自动控制响应、闭环反馈控制等功能,且计算方法简洁,响应速度快,同时易于编程实现,成本投入极小,效果明显,具有较大实用价值。此外,本发明可推广到可逆轧机、平整机等配置前后测厚仪而无板形检测辊的轧钢机组,目前国内外此类型机组数量较多,因此本发明具有较好推广应用情景。
[0269] 本公开已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本公开的范例。必需指出的是,已揭露的实施例并未限制本公开的范围。