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
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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