CN104741393B - 一种通用动态板形控制周期计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用动态板形控制周期计算方法，该方法解决下述问题：由于板型控制***是一个典型的测量时滞***，要实现准确的板型控制就需要对板型测量时间和板型控制***的控制周期进行很好的匹配。在一卷带钢的轧制过程中轧制速度有升有降，如果采用相同的控制周期，难以兼顾高速和低速，当带钢速度低于一定值时，板形控制***会自动退出控制。另外不同板型辊供应商采用的数据传送方式各不相同，一批数据可能是板型辊旋转一圈所采集的原始数据，也可能是旋转多圈后经过处理的数据。采用本发明提供的通用动态板形控制周期计算方法，可以保证板型控制***处理方式的标准化，即能用一种控制模式适应不同的数据传送方式。

Description

一种通用动态板形控制周期计算方法
技术领域
本发明涉及工业自动控制技术领域，尤其涉及一种通用动态板形控制周期计算方法。
背景技术
由于板型控制***是一个典型的测量时滞***，要实现准确的板型控制就需要对板型测量时间和板型控制***的控制周期进行很好的匹配。在一卷带钢的轧制过程中轧制速度有升有降，如果采用相同的控制周期，难以兼顾高速和低速，当带钢速度低于一定值时，板形控制***会自动退出控制。另外不同板型辊供应商采用的数据传送方式各不相同，一批数据可能是板型辊旋转一圈所采集的原始数据，也可能是旋转多圈后经过处理的数据。
目前广泛采用的方法是在整个轧制过程中采用固定的控制周期，但是在一卷带钢的轧制过程中轧制速度有升有降，如果采用相同的控制周期，难以兼顾高速和低速，如果控制周期太长则会降低调节的频率，影响调节效果；如果控制周期太短，则会在轧制速度较低时造成干扰，严重影响调节效果。
另外板型测量***的数据是分批传给板型控制***的，不同板型辊供应商采用的数据传送方式各不相同，一批数据可能是板型辊旋转一圈所采集的原始数据，也可能是旋转多圈后经过处理的数据。为了保证板型控制***处理方式的标准化，即能用一种控制模式适应不同的数据传送方式，并能同时兼顾效率和准确性。
本发明在充分分析控制周期各时间段的基础上，根据不同时间段的主要影响因素，分别给出计算方法，从而实现通用的动态板形控制周期计算。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种通用动态板形控制周期计算方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：通用动态板形控制周期计算方法,包括以下步骤：
1)将板形控制周期分解为以下4个时间段：
执行机构动作时间Tn1；
执行机构调节后的带钢运行到板型辊检测元件处所需时间Tn2；
板型检测装置完成该次数据采集的时间Tn3，即从调节后的带钢运行到板型辊处开始计算到板型控制***完成该次数据采集的时间；
板型测量***数据处理时间Tn4；板型测量***数据处理时间Tn4的长短取决于各板型测量***的数据处理方式；
2)计算执行机构动作时间Tn1，所述执行机构动作时间Tn1以动作时间最长的执行机构动作时间为准，同时包括执行机构接收板型控制***信号的时间；
具体计算如下：
依次测量各执行机构执行单步最大调节量所需时间，取动作时间最长的执行机构所用时间为Tn11；
计算从板型控制***发出控制信号到执行机构接受到控制信号所需的最大通讯时间为Tn12；
计算Tn1为Tn11与Tn12的和；
3)计算板型测量***数据处理时间，通过测试获取板型测量***数据处理时间Tn4的值；4)计算执行机构调节后的带钢运行到板型辊检测元件处所需时间Tn2；
记轧机与板形辊之间的距离为L，轧制速度为v,具体计算方法如下：
在恒速轧制时，v为常数，即为编码器检测到的轧制速度，这种情况下Tn2＝L/v。
在加速、减速过程中，v是不断变化的。记轧机执行完各项调节过程后的时刻为起始时刻Tn20，开始对速度v进行积分令。当l≥L停止积分，并记当前时刻为Tn21，为调节后的带钢运行到板型辊处的时间，这种情况下Tn2＝Tn21-Tn20。
5)计算板型检测装置完成该次数据采集的时间Tn3,当经过时间Tn3后，***认为板型辊已完成测量；
具体如下：
在板形控制***认为执行机构动作后影响的带钢段已到达板型辊处后，记带钢运行到板型辊处的时刻为Tn30，设板型辊每次旋转K圈后向板型控制***发送一次检测信号，则从Tn30时刻开始，第一次收到板形辊发来的信号时不能保证在Tn30后板形辊已旋转了K圈，记第二次收到板形辊发来信号的时间为Tn31；
则通过计算Tn3＝Tn31-Tn30得到Tn3；其中K的取值可以根据具体板形辊设参数或设定情况进行设置。
6)在板形控制***认为板型辊已完成测量后再经过时间Tn4，认为已完成一个完整的控制周期，***根据其后首次收到的板形检测***发来的数据进行计算，并将计算结果发送各执行机构开始下一周期的板形控制；
7)重复步骤4)至步骤6)。
本发明产生的有益效果是：
一、控制周期根据带钢的轧制速度进行动态调节，即保证了高速轧制时可进行及时有效的控制，在低速轧制时也可进行实时有效的调节，显著提高了整个轧制过程的板形控制效率。
二、对于不同的板形检测辊，本发明给出了统一的控制方法，只需要根据各板形检测***具体的设定情况进行设置。
三、方法简便、可靠，计算效率高。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的板形控制周期示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，步骤一、将板形控制周期分解为以下4个时间段
1.执行机构动作时间Tn1，有多个执行机构时，以动作时间最长的一个为准，同时包括执行机构接收板型控制***信号的时间；
2.调节后的带钢运行到板型辊检测元件处所需时间Tn2；
3.板型检测装置完成该次数据采集的时间Tn3，即从调节后的带钢运行到板型辊处开始计算到板型控制***完成该次数据采集的时间；
4.板型测量***数据处理时间Tn4，包括数据通讯时间，因各板型测量***的数据处理方式不同，Tn4的长短取决于各板型测量***的数据处理方式，从几十毫秒到数百毫秒不等。
步骤二、计算执行机构动作时间Tn1。
1.依次测量各执行机构执行单步最大调节量所需时间，取动作时间最长的执行机构所用时间为Tn11；
2.计算从板型控制***发出控制信号到执行机构接受到控制信号所需的最大通讯时间为Tn12；
3.计算Tn1＝Tn11+Tn12；
步骤三、板型测量***数据处理时间Tn4。板型测量***数据处理时间相对固定，可以方便地通过测试获取Tn4值。
步骤四、带钢轧制过程中当板形控制***投入使用时，在板形控制***发出控制指令后开始计时，在经过时间长度Tn1+Tn4后，重新计时，当经过时间Tn2后，***认为执行机构动作后影响的带钢段已到达板型辊处。
记轧机与板形辊之间的距离为L，轧制速度为v,具体计算方法如下：
1.在恒速轧制时，v为常数，即为编码器检测到的轧制速度，这种情况下Tn2＝L/v。
2.在加速、减速过程中，v是不断变化的。记轧机执行完各项调节过程后的时刻为起始时刻Tn20，开始对速度v进行积分，积分为l。当l≥L停止积分，并记当前时刻为Tn21，为调节后的带钢运行到板型辊处的时间，这种情况下Tn2＝Tn21-Tn20。
步骤五、在板形控制***认为执行机构动作后影响的带钢段已到达板型辊处后，***重新开始计时，当经过时间Tn3后，***认为板型辊已完成测量。具体计算方式如下。
记带钢运行到板型辊处的时刻为Tn30，设板型辊每次旋转K圈后向板型控制***发送一次检测信号，则从Tn30时刻开始，第一次收到板形辊发来的信号时不能保证在Tn30后板形辊已旋转了K圈，记第二次收到板形辊发来信号的时间为Tn31。
有Tn3＝Tn31-Tn30。其中K的取值可以根据具体板形辊设参数或设定情况进行设置。
步骤六、在板形控制***认为板型辊已完成测量后再经过时间Tn4，认为已完成一个完整的控制周期，***根据其后首次收到的板形检测***发来的数据进行计算，并将计算结果发送各执行机构开始下一周期的板形控制。
步骤七、在板形控制过程中***不断重复步骤四至步骤六。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种通用动态板形控制周期计算方法,包括以下步骤：
1)将板形控制周期分解为以下4个时间段：
执行机构动作时间Tn1；
执行机构调节后的带钢运行到板型辊检测元件处所需时间Tn2；
板型检测装置完成该次数据采集的时间Tn3，即从调节后的带钢运行到板型辊处开始计算到板型控制***完成该次数据采集的时间；
板型测量***数据处理时间Tn4；板型测量***数据处理时间Tn4的长短取决于各板型测量***的数据处理方式；
2)计算执行机构动作时间Tn1，所述执行机构动作时间Tn1以动作时间最长的执行机构动作时间为准，同时包括执行机构接收板型控制***信号的时间；
具体计算如下：
依次测量各执行机构执行单步最大调节量所需时间，取动作时间最长的执行机构所用时间为Tn11；
计算从板型控制***发出控制信号到执行机构接受到控制信号所需的最大通讯时间为Tn12；
计算Tn1为Tn11与Tn12的和；
3)计算板型测量***数据处理时间，通过测试获取板型测量***数据处理时间Tn4的值；
4)计算执行机构调节后的带钢运行到板型辊检测元件处所需时间Tn2；
记轧机与板形辊之间的距离为L，轧制速度为v,具体计算方法如下：
在恒速轧制时，v为常数，即为编码器检测到的轧制速度，这种情况下Tn2＝L/v；
在加速、减速过程中，记轧机执行完各项调节过程后的时刻为起始时刻Tn20，开始对速度v进行积分，积分为l；当l≥L时停止积分，并记当前时刻为Tn21，为调节后的带钢运行到板型辊处的时间，这种情况下Tn2＝Tn21-Tn20；
5)计算板型检测装置完成该次数据采集的时间Tn3,当经过时间Tn3后，***认为板型辊已完成测量；
具体如下：
在板形控制***认为执行机构动作后影响的带钢段已到达板型辊处后，记带钢运行到板型辊处的时刻为Tn30，设板型辊每次旋转K圈后向板型控制***发送一次检测信号，则从Tn30时刻开始，记第二次收到板形辊发来信号的时间为Tn31；
则通过计算Tn3＝Tn31-Tn30得到Tn3；其中K的取值根据具体板形辊设参数或设定情况进行设置；
6)在板形控制***认为板型辊已完成测量后再经过时间Tn4，认为已完成一个完整的控制周期，***根据其后首次收到的板形检测***发来的数据进行计算，并将计算结果发送各执行机构开始下一周期的板形控制；
7)重复步骤4)至步骤6)。
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