CN110586660B - 自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，包括以下步骤：获取带钢进入入口测厚仪时的厚度H_c，计算辊缝调节量△S；压下控制***根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节；获取带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c，根据带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c计算修正系数K_Q；循环执行上述步骤，始终利用上一次计算的修正系数K_Q来计算辊缝调节量△S。本发明通过前馈极大消除了入口原料对成品厚度偏差的影响，保证了带钢产品质量；通过根据带钢经过出口测厚仪时的厚度计算修正系数对辊缝调节量进行计算，自适应地对辊缝进行调节，保证了带钢到达目标厚度，降低了对塑性系数高精度的依赖性；通过合理的延时，保证压下控制***施加辊缝到预期的带钢位置。

Description

自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法

技术领域

本发明涉及轧钢控制技术领域，尤其涉及一种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法。

背景技术

厚度是板带材最主要的尺寸质量指标之一，单机架轧机的仪表布置包括入口测厚仪，出口测厚仪，入口测速装置，出口测速装置等；其控制方式主要包括前馈控制，秒流量控制，监控控制等自动厚度控制(Automatic Gauge Control)的方式。其中前馈AGC在带钢到达辊缝前就测出了入口厚度，然后预先估计出可能产生的轧出厚度误差，从而计算出为了消除此厚度误差所需的辊缝调节量，并施加到液压压下控制***上。这样可以减小带钢入口厚度波动对成品带钢带来的厚度偏差，提高整个厚度控制的精度。其计算公式如下：

△S＝－△H*Q/C_p

式中：△S为辊缝调节量；△H为来料厚度误差；Q为带钢塑性系数；C_p为轧机刚度系数。

然而前馈AGC有一个固有的缺点，即无法知道控制效果，其控制效果取决于带钢塑性系数的计算精度。公开号为CN102029292A的专利通过在轧机入口增设机械性能检测仪的方法来提高前馈厚度控制精度，这无疑增加了生产复杂度以及加大了机组投资成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，旨在用于解决现有的前馈AGC无法知道控制效果，其控制效果取决于带钢塑性系数的计算精度的问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，包括以下步骤：

S1：获取带钢进入入口测厚仪时的厚度H_c，计算辊缝调节量△S，计算方式如下：

△S＝(H_r－H_c)*K_Q*Q/C_p

式中：△S为辊缝调节量；H_r为来料设定厚度，H_c为带钢进入入口测厚仪时的厚度；K_Q为带钢塑性系数的修正系数，其在各速度段的初始值均为1；Q为带钢塑性系数；C_p为轧机刚度系数；

S2：压下控制***根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节；

S3：获取带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c，根据带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c计算修正系数K_Q；

循环执行上述步骤S1～S3，始终利用上一次计算的修正系数K_Q来计算辊缝调节量△S。

进一步地，所述获取带钢进入入口测厚仪时的厚度H_c、计算辊缝调节量△S、获取带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c针对的是带钢同一点或者同一段微小段带钢。

进一步地，若针对的是微小段带钢，步骤S1中获取微小段带钢经过入口测厚仪时长度各处的厚度平均值，步骤S2中针对微小段带钢中心点实施辊缝调节，步骤S3中获取微小段带钢经过出口测厚仪时长度各处的厚度平均值。

进一步地，若针对的是微小段带钢，微小段带钢的入口长度取N次入口厚度采样经过的距离，且小于入口测厚仪与辊缝距离的1/3。

进一步地，所述步骤S2具体包括：

S201：实时获取速度，根据采样周期积分得到带钢中心点的实时位置，以及预测即将到达辊缝的剩余时间；

S202：通过压靠测试获取轧机的轧制力与压下速度的非线性关系，***在当前轧制力下，辊缝变化所需要的响应时间；

S303：利用步骤S201的剩余时间与步骤S202的响应时间的差值△t作为延时时间，延时△t后压下控制***实施辊缝调节。

进一步地，步骤S3中，修正系数K_Q的计算方法如下：

K_Q ^new＝β*(h_c/h_r)+(1－β)K_Q ^old

式中：K_Q ^new为新的修正系数；K_Q ^old为上一次同速度平台下使用的修正系数；h_r为设定目标，hc为带钢经过出口测厚仪时的厚度；β为平滑系数。

进一步地，β取值范围为0.01～0.1。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，通过前馈极大消除了入口原料对成品厚度偏差的影响，保证了带钢产品质量；通过根据带钢经过出口测厚仪时的厚度计算修正系数对辊缝调节量进行计算，自适应地对辊缝进行调节，保证了带钢到达目标厚度，降低了对塑性系数高精度的依赖性；通过合理的延时，保证压下控制***施加辊缝到预期的带钢位置。

附图说明

图1为本发明实施例提供的单机架轧机主要设备及检测仪表示意图；

图2为本发明实施例提供的某微小段带钢进入轧辊前后的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，单机架轧机主要设备及检测仪表包括开卷卷取设备1，转向辊2，测速度装置3，测厚仪4，轧辊5，压下控制***6。带钢从一侧开卷卷取设备开卷，通过转向辊，经过入口测速度装置和入口测厚仪，进入上下轧辊之间，压下控制***控制轧辊辊缝，然后到达出口测厚仪和出口测速度装置，经过转向辊，从而到达另一侧开卷卷取设备进行卷取。如此往复进行多个道次，将带钢压到目标厚度。

如图2所示，某微小段带钢的头中尾分别用H、C、T表示，在t1时刻其尚未进入辊缝，在t2时刻正在轧制，在t3时刻轧制完成状态。

如图3所示，本发明实施例提供一种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，包括以下步骤：

S1：获取带钢进入入口测厚仪时的厚度H_c，计算辊缝调节量△S，计算方式如下：

△S＝(H_r－H_c)*K_Q*Q/C_p

式中：△S为辊缝调节量；H_r为来料设定厚度，H_c为带钢进入入口测厚仪时的厚度；K_Q为带钢塑性系数的修正系数，其在各速度段的初始值均为1；Q为带钢塑性系数；C_p为轧机刚度系数；

其中H_r来源于设定值，C_p为预先测量好的常数，Q也来源于设定值。Q与速度有关，对某个工艺下的轧件来说，不同速度段的Q值不同。K_Q与速度有关，其在各速度段的初始值均为1。

S2：压下控制***根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节。

S3：获取带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c，根据带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c计算修正系数K_Q。

循环执行上述步骤S1～S3，始终利用上一次计算的修正系数K_Q来计算辊缝调节量△S，即：将上一次计算的修正系数K_Q代入辊缝调节量计算公式中进行辊缝调节量的计算。

本发明实施例提供的这种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，通过前馈极大消除了入口原料对成品厚度偏差的影响，保证了带钢产品质量；通过根据带钢经过出口测厚仪时的厚度计算修正系数对辊缝调节量进行计算，自适应地对辊缝进行调节，保证了带钢到达目标厚度，降低了对塑性系数高精度的依赖性。

上述实施例中，所述获取带钢进入入口测厚仪时的厚度H_c、计算辊缝调节量△S、获取带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c针对的是带钢同一点或者同一段微小段带钢。若针对的是微小段带钢，步骤S1中获取微小段带钢经过入口测厚仪时长度各处的厚度平均值，即H_c为微小段带钢入口厚度平均值，步骤S2中针对微小段带钢中心点实施辊缝调节，步骤S3中获取微小段带钢经过出口测厚仪时长度各处的厚度平均值，即h_c为微小段带钢出口厚度平均值。其中，微小段带钢的入口长度取N次入口厚度采样经过的距离，例如采样频率为4ms，当前入口速度为10m/s，取N＝5，则长度为4*4ms*10m/s＝0.16m。同时，微小段带钢的入口长度小于入口测厚仪与辊缝距离的1/3。

作为优选地，所述步骤S2具体包括：

S201：实时获取速度，根据采样周期积分得到带钢中心点的实时位置，以及预测即将到达辊缝的剩余时间；

S202：通过压靠测试获取轧机的轧制力与压下速度的非线性关系，***在当前轧制力下，辊缝变化所需要的响应时间；

S303：利用步骤S201的剩余时间与步骤S202的响应时间的差值△t作为延时时间，延时△t后压下控制***实施辊缝调节。

本实施例通过合理的延时，保证压下控制***施加辊缝到预期的带钢位置。

作为优选地，步骤S3中，修正系数K_Q的计算方法如下：

K_Q ^new＝β*(h_c/h_r)+(1－β)K_Q ^old

式中：K_Q ^new为新的修正系数；K_Q ^old为上一次同速度平台下使用的修正系数；h_r为设定目标，hc为带钢经过出口测厚仪时的厚度；β为平滑系数；

其中h_r来源于设定值，β取值范围为0～1，优选地，其取值范围为0.01～0.1。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获取带钢进入入口测厚仪时的厚度H_c，计算辊缝调节量△S，计算方式如下：

△S＝(H_r－H_c)*K_Q*Q/C_p

式中：△S为辊缝调节量；H_r为来料设定厚度，H_c为带钢进入入口测厚仪时的厚度；K_Q为带钢塑性系数的修正系数，其在各速度段的初始值均为1；Q为带钢塑性系数；C_p为轧机刚度系数；

S2：压下控制***根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节；

S3：获取带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c，根据带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c计算修正系数K_Q；步骤S3中，修正系数K_Q的计算方法如下：

K_Q ^new＝β*(h_c/h_r)+(1－β)K_Q ^old

式中：K_Q ^new为新的修正系数；K_Q ^old为上一次同速度平台下使用的修正系数；h_r为设定目标，hc为带钢经过出口测厚仪时的厚度；β为平滑系数；

循环执行上述步骤S1～S3，始终利用上一次计算的修正系数K_Q来计算辊缝调节量△S。

2.如权利要求1所述的自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，其特征在于：所述获取带钢进入入口测厚仪时的厚度H_c、计算辊缝调节量△S、获取带钢经过出口测厚仪时的厚度h_c针对的是带钢同一点或者同一段微小段带钢。

3.如权利要求2所述的自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，其特征在于：若针对的是微小段带钢，步骤S1中获取微小段带钢经过入口测厚仪时长度各处的厚度平均值，步骤S2中针对微小段带钢中心点实施辊缝调节，步骤S3中获取微小段带钢经过出口测厚仪时长度各处的厚度平均值。

4.如权利要求2所述的自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，其特征在于：若针对的是微小段带钢，微小段带钢的入口长度取N次入口厚度采样经过的距离，且小于入口测厚仪与辊缝距离的1/3。

5.如权利要求1所述的自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

S201：实时获取速度，根据采样周期积分得到带钢中心点的实时位置，以及预测即将到达辊缝的剩余时间；

S202：通过压靠测试获取轧机的轧制力与压下速度的非线性关系，***在当前轧制力下，辊缝变化所需要的响应时间；

S303：利用步骤S201的剩余时间与步骤S202的响应时间的差值△t作为延时时间，延时△t后压下控制***实施辊缝调节。

6.如权利要求5所述的自适应的单机架轧机前馈厚度控制方法，其特征在于：β取值范围为0.01～0.1。

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