CN102950155A - 一种基于秒流量计算厚度的agc控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，特别适用于冷轧带钢生产与控制，属于冶金行业冷轧板加工技术领域。技术方案是：通过秒流量AGC的控制模型，计算连轧机出口带材厚度；当测速仪无法正常投入时，采用计算速度代替测速仪测量轧机出口带材速度，参与秒流量AGC控制；对速度参数进行修正，保证轧制过程的稳定；将得出了辊缝及速度调节量参与到轧机的厚度控制，实现秒流量AGC的闭环控制。本发明的有益效果是：当第一机架出口测速仪无法正常投入使用时，采用本发明实现了当测速仪无法投入时秒流量AGC的闭环控制；减少了因生产过程中测试仪无法正常投入时造成的生产事故情况，提高了带钢厚度的控制精度，满足了生产的要求。

Description

一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，特别适用于冷轧带钢生产与控制，属于冶金行业冷轧板加工技术领域。

背景技术

冷连轧生产过程中，AGC（Automatic Gauge Control）是指轧制过程中为了控制轧机出口厚度在设定目标允许范围内，而采取的自动厚度控制方法。轧机AGC包括前馈、反馈、秒流量、偏心补偿等控制。AGC前馈控制是根据入口带钢厚度的变化，将辊缝修正量送入机架的修正缸中，加速度修正量被送到速度参数中以提高辊缝纠正的功效，该控制可以快速的消除入口厚度变化造成对出口带钢厚度的影响。秒流量控制是根据带钢入口、出口的速度和带钢入口的厚度计算出出口的厚度，根据计算出的出口厚度与实际设定值进行比较，得到理论厚度偏差值，将修改的加速度送到速度参数中，将辊缝修正量送到压下缸保持内部张力。AGC反馈控制是测量出口的厚度与实际设定出口厚度的偏差，偏差信号通过预报器处理，预报器起到从机架轧辊咬入到测厚仪传输时间的作用，通过控制器产生修正的速度，它被送到相邻机架速度参数中，同时辊缝修正被送到压下缸，保持机架间的张力。偏心补偿主要是消除轧辊表面硬度不一或出现偏心时对厚度的影响。

冷连轧中第一机架AGC在所有五机架AGC的地位最为显著，承担了消除绝大部分厚度偏差的重要作用。第一机架AGC主要由前馈AGC、反馈AGC和秒流量AGC等控制策略组成。通过分析研究现有的AGC控制程序可知，第一机架秒流量AGC实现对第一机架出口的厚度进行快速调整，是控制第一机架出口厚度的关键策略。在实际生产过程中，由于***设计和现场环境等原因，第一机架测速仪无法正常投入使用，导致第一机架出口带钢厚度波动较大，严重影响厚度控制精度，当第一机架出口厚度超薄时，还会产生入口失张及第一机架断带等重大生产事故。如何有效解决此类厚度控制问题，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是提供一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，在测速仪无法正常投入时，根据轧制过程中计算出带钢的出口厚度，对比出口厚度和预设厚度，给出厚度的偏差，通过速度、辊缝修正，提高厚度控制精度，满足正常生产要求，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，用于冷轧带钢生产的控制，当测速仪无法正常投入时，采用连轧机秒流量计算的厚度进行控制，实现秒流量AGC的闭环控制。

本发明包括轧机出口厚度的计算、对计算结果进行修正补偿和完成秒流量AGC功能的控制，步骤如下：

轧机出口厚度的计算：建立秒流量AGC的控制数学模型，通过秒流量AGC的控制数学模型，计算连轧机出口带材厚度；当测速仪无法正常投入时，采用计算速度代替测速仪测量轧机出口带材速度，参与秒流量AGC控制，得到轧机出口带材的计算厚度；

对计算结果进行修正补偿：将出口带材厚度与预设值进行比较得出厚度理论偏差；结合带材、轧机的自身特性进行辊缝调节量的计算；为了保证轧机张力秒流量控制的恒定，对速度参数进行修正，保证轧制过程的稳定；

完成秒流量AGC功能的控制：将得出的辊缝及速度调节量参与到轧机的厚度控制，实现秒流量AGC的闭环控制。

更具体的工艺步骤：建立秒流量AGC的控制数学模型，V₁×h₁×b₁= V₀×h₀×b₀；V₁、 V₀为轧机出口和入口带材速度，h₁ 、h₀为轧机出口和入口带材厚度，b₁= b₀为轧机出口和入口带材宽度；当测速仪无法正常投入时，轧机出口速度V₁无法进行检测，若要秒流量AGC控制投入使用，则需要计算出轧机出口带材速度进行替代，V^*=（1+ S）V_辊，V^*为计算速度，S为前滑值，V_辊为轧辊的线速度；根据秒流量AGC控制的数学模型，得到轧机出口带材厚差的计算δh= V₀×h₀ / V^* _-  h_1s，δh为轧机出口侧理论厚差，   h_1s轧机出口带材设定厚度；根据轧机出口侧带材理论厚差δh，结合带材、轧机的自身特性，进行辊缝补偿调节量的计算，δS_h=δh（1+K_M/K_G）；δS_h为辊缝调节量，K_M 轧机刚度系数，K_G带材塑性系数；为保证张力秒流量控制的恒定，修正速度参数，δV = V^*×(h_1-δh）/ h₀- V₀；根据辊缝及速度调节量经过调节器调节后作为轧机的厚度控制，实现了连轧机秒流量AGC的闭环控制。

本发明的有益效果：（1）在第一机架出口测速仪无法正常投入使用时，实现了秒流量AGC的闭环控制；（2）减少了因生产过程中测速仪无法正常投入时造成的生产事故情况，提高了带钢厚度的控制精度。

附图说明

附图1为本发明实施例替代测速仪计算厚度的秒流量AGC***控制原理图；

附图2为本发明实施例秒流量计算厚度的AGC控制方法流程图；

图中，1：第一机架入口测厚仪：2：第一机架出口测速仪；a:激光测速仪参与秒流量控制路径；b：代替激光测速仪秒流量计算厚度控制路径。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。

图1为本发明实施例替代测速仪计算厚度的秒流量AGC***控制原理图，连轧机第一机架入口配备有IRM测厚仪，出口配备有激光测速仪，正常生产过程中激光测速仪测量速度参与秒流量AGC的控制，如a路径所示；当激光测速仪无法正常投入时，采用了替代激光测速仪测量速度的方法，按b路径的方法，保证秒流量AGC控制的正常闭环控制。

图2为本发明实施例秒流量计算厚度的AGC控制方法流程图，根据秒流量AGC模型的数学计算公式，计算出轧机出口带材厚度；当测速仪无法正常投入时，轧机出口速度V1转换为计算速度V*，得到轧机出口带材厚度。带材出口厚度与预设值进行比较得出厚度理论偏差δh，通过对δS_h和δV进行调节，完成秒流量AGC的闭环控制。

在实施例中，当测速仪无法正常投入使用时，采用本发明，最终达到产品厚度的控制。秒流量AGC厚度控制功能是连轧机AGC厚度自动控制***中的一个关键策略，是轧机厚度控制的一个快速控制环。这个控制环将检测的入口厚度、速度、出口激光测速仪的速度，设定厚度信号通过秒流量计算的数学模型运算得到理论出口厚度差δh，给出轧机相应辊缝偏差补偿调节量δS_h，补偿量δS_h经过液压AGC的内环(液压APC)调节输出，同时对速度进行修正，达到控制厚度偏差的目的。

实施例具体步骤如下：

建立秒流量AGC的控制数学模型，基本公式如下：

    V₁×h₁×b₁= V₀×h₀×b₀

式中：V₁、 V₀为轧机出口和入口带材速度，V₀的速度为轧机1机架的入口速度，通过轧机入口辊子的速度得到，V₁为激光测速仪测得的轧机1架出口的带钢速度； h₁ 、为轧机出口和入口带材厚度，其中 h₀为第1机架测厚仪测量的原料板的厚度，h₁为根据秒流量方程计算出的轧机1架出口带材厚度， b₁、b₀为1架轧机出口和入口带材宽度，冷轧过程中认为轧前、轧后带钢宽度基本无变化，则b₁=b₀。

正常生产过程中，连轧机1架出口带钢速度由激光测速仪进行测量，反馈给轧机TCS控制***。当激光测速仪由于设计缺陷无法投入时，连轧机1架出口的速度不能正常测量出，秒流量AGC控制环无法参与控制。

本发明中采用了替代激光测速仪测量轧机出口速度的AGC控制方法，使秒流量控制正常参与控制。第1架出口计算速度V^*替代测速仪测量速度V₁，公式如下：

V^*=（1+ S）V_辊

式中：V^*为计算速度，S为前滑值，V_辊为轧辊的线速度。

计算速度V^*替代测速仪测量速度V₁，传输给秒流量AGC控制环中，可以得到1架出口带钢厚度：

h₁= V₀×h₀ / V^*

计算出连轧机1架出口厚度h₁，根据预设厚度情况，得到轧机出口带材厚差：

δh= V₀×h₀ / V^* _-  h_1s  

式中：δh为轧机出口侧理论厚差，   h_1s轧机出口带材设定厚度。

得到轧机带材出口带材的厚差后，将厚差转换为控制信号参与到AGC自动厚度控制***中的秒流量AGC控制环中，HGC液压辊缝控制***根据液压缸中索尼磁尺的位置检测给出辊缝调节量：

δS_h=δh（1+K_M/K_G）

式中：δS_h为辊缝调节量，K_M 轧机刚度系数，K_G带材塑性系数

根据辊缝调节量，伺服阀选择进油或排油使液压缸的位置达到给定辊缝调节值。

为保证张力秒流量控制的恒定，修正轧机相邻机架的速比参数，1架入口速度修正计算公式如下：

δV = V^*×(h_1-δh）/ h₀- V₀

将得出了辊缝及速度调节量经过PI调节器调节后作为轧机的厚度控制，实现了连轧机秒流量AGC的闭环控制。

Claims (3)

1.一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，用于冷轧带钢生产的控制，其特征在于：当测速仪无法正常投入时，采用连轧机秒流量计算的厚度进行控制，实现秒流量AGC的闭环控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，其特征在于包括轧机出口厚度的计算、对计算结果进行修正补偿和完成秒流量AGC功能的控制，步骤如下：

轧机出口厚度的计算：建立秒流量AGC的控制数学模型，通过秒流量AGC的控制数学模型，计算连轧机出口带材厚度；当测速仪无法正常投入时，采用计算速度代替测速仪测量轧机出口带材速度，参与秒流量AGC控制，得到轧机出口带材的计算厚度；

对计算结果进行修正补偿：将出口带材厚度与预设值进行比较得出厚度理论偏差；结合带材、轧机的自身特性进行辊缝调节量的计算；为了保证轧机张力秒流量控制的恒定，对速度参数进行修正，保证轧制过程的稳定；

完成秒流量AGC功能的控制：将得出的辊缝及速度调节量参与到轧机的厚度控制，实现秒流量AGC的闭环控制。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，其特征在于更具体的工艺步骤：建立秒流量AGC的控制数学模型，V₁×h₁×b₁= V₀×h₀×b₀；V₁、 V₀为轧机出口和入口带材速度，h₁ 、h₀为轧机出口和入口带材厚度，b₁= b₀为轧机出口和入口带材宽度；当测速仪无法正常投入时，轧机出口速度V₁无法进行检测，若要秒流量AGC控制投入使用，则需要计算出轧机出口带材速度进行替代，V^*=（1+ S）V_辊，V^*为计算速度，S为前滑值，V_辊为轧辊的线速度；根据秒流量AGC控制的数学模型，得到轧机出口带材厚差的计算δh= V₀×h₀ / V^* _-  h_1s，δh为轧机出口侧理论厚差，   h_1s轧机出口带材设定厚度；根据轧机出口侧带材理论厚差δh，结合带材、轧机的自身特性，进行辊缝补偿调节量的计算，δS_h=δh（1+K_M/K_G）；δS_h为辊缝调节量，K_M 轧机刚度系数，K_G带材塑性系数；为保证张力秒流量控制的恒定，修正速度参数，δV = V^*×(h_1-δh）/ h₀- V₀；根据辊缝及速度调节量经过调节器调节后作为轧机的厚度控制，实现了连轧机秒流量AGC的闭环控制。

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