專利名稱：冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷軋帶鋼領(lǐng)域，尤其是一種冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)外帶鋼產(chǎn)品制造業(yè)的迅猛發(fā)展，下游用戶對冷軋帶鋼產(chǎn)品的板形質(zhì)量要求也日益增高，特別是對于高檔汽車和高端IT產(chǎn)品制造等行業(yè)。于是，冷軋帶鋼板形的質(zhì)量已成為考核帶鋼產(chǎn)品的主要技術(shù)指標之一。在冷軋帶鋼軋制過程中，帶鋼會發(fā)生明顯的縱向延伸和橫向流動。當帶鋼橫向流動較大時，會導(dǎo)致帶鋼橫向各條元的縱向延伸不一致，相鄰條元間產(chǎn)生伸長差，使得相鄰條元發(fā)生拉伸或者壓縮變形而導(dǎo)致板形缺陷。為了定量的衡量板形，國際上通常采用的方法是，取帶鋼橫向上不同點之間長度差的IO5倍來表示板形，S卩Si = ALi/LXlO5，單位定義為I。其中，Si是第i個測量段的板形，ALi是第i個測量段的實際板形與標準板形之間的長度差，L是標準板形。在進行板形控制精度統(tǒng)計時，常用的方法是計算各條元板形絕對值的平均值，即
f =，這里f為板形絕對值的平均值，η為帶鋼有效覆蓋的接觸式板形儀測量段的個數(shù)。事實上，對冷軋帶鋼產(chǎn)品板形質(zhì)量的評價，關(guān)鍵是各條元中板形偏差絕對值的最大值Smax是否超限，Smax = Hiax (I δ」)。而利用上述板形統(tǒng)計方法，板形數(shù)據(jù)在統(tǒng)計上滿足產(chǎn)品板形要求時(例如歹<101)，并不能夠保證所有條元的板形都滿足產(chǎn)品板形要求(此時是指δ i < 101均成立)。在現(xiàn)有的冷軋帶鋼生產(chǎn)過程中，技術(shù)人員通常采用多變量優(yōu)化控制模型的方法， 來進行各板形調(diào)控機構(gòu)在線調(diào)節(jié)量的計算，該控制方法是經(jīng)過調(diào)節(jié)機構(gòu)的調(diào)節(jié)，讓實際板形與目標板形偏差的平方和為最小值，此處對各條元的板形偏差是均等看待的，而對板形偏差較大處并沒有進行有效的處理，因此產(chǎn)生了軋機出口的板形中局部板形偏差過大，產(chǎn)品次品率聞的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠解決局部板形偏差過大，提高產(chǎn)品合格率的冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括接觸式板形儀，安裝于軋機出口處，用于測量獲得軋機的輸出板形參數(shù)；計算控制模塊，與所述接觸式板形儀連接，用于接收所述接觸式板形儀測得的輸出板形參數(shù)，并根據(jù)該輸出板形參數(shù)與目標板形參數(shù)計算出板形調(diào)控機構(gòu)的最優(yōu)調(diào)節(jié)量；板形調(diào)控機構(gòu)，與所述計算控制模塊連接，用于根據(jù)計算控制模塊計算出的最優(yōu)調(diào)節(jié)量對軋機進行調(diào)整。進一步地,還包括穩(wěn)定軋制判斷模塊，與所述計算控制模塊連接，用于判斷軋機的實際軋制速度是否大于預(yù)設(shè)的穩(wěn)定軋制臨界速度，若是，輸出執(zhí)行指令給所述計算控制模塊；所述計算控制模塊接收到所述穩(wěn)定軋制判斷模塊輸出的執(zhí)行指令后，再執(zhí)行計算操作，否則不執(zhí)行計算操作。進一步地，還包括通信模塊，用于實現(xiàn)本發(fā)明的控制系統(tǒng)與軋機控制級計算機之間的通信；生產(chǎn)信息收集模塊，和所述通信模塊及計算控制模塊連接，用于從所述軋機控制級計算機獲取生產(chǎn)信息，并將該生產(chǎn)信息發(fā)送給所述計算控制模塊。進一步地,還包括控制參數(shù)設(shè)定模塊，與所述計算控制模塊連接，用于輸入控制參數(shù)，并將控制參數(shù)發(fā)送給所述計算控制模塊。本發(fā)明提供的冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)有效解決了使用傳統(tǒng)板形控制方法時經(jīng)常遇到局部板形偏差過大、產(chǎn)品次品率高的技術(shù)問題，可以顯著提高冷軋帶鋼的板形控制質(zhì)量。


圖I為本發(fā)明的冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)一個實施例的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明一個實施例的板形控制方法流程圖。圖3為本發(fā)明實施例中給出的三組控制加權(quán)系數(shù)隨板形偏差絕對值變化圖。圖4為本發(fā)明實施例中某一控制周期控制前板形偏差分布圖。圖5為采用傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)得到的控制后板形偏差分布圖。圖6為采用本發(fā)明板形控制系統(tǒng)得到的控制后板形偏差分布圖。圖7為傳統(tǒng)板形控制系統(tǒng)和本發(fā)明板形控制系統(tǒng)的應(yīng)用效果比較圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。如圖I所示，本發(fā)明的一實施例中，冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)包括通信模塊，優(yōu)選為工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊，用于完成板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)與軋機過程控制級(L2級)計算機之間的軋制過程數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信功能；生產(chǎn)信息收集模塊，與所述網(wǎng)通信模塊及計算控制模塊相連接，用于接收來自軋機過程控制級(L2級)計算機的軋機和帶卷生產(chǎn)信息，并將該生產(chǎn)信息發(fā)送給計算控制模塊。軋機和帶卷生產(chǎn)信息包括軋機所配備的板形調(diào)控機構(gòu)數(shù)目N、所軋帶鋼的寬度B(單位mm)、當前軋機實際軋制速度V(單位m/s或者m/min)、所軋帶鋼有效覆蓋的接觸式板形儀測量段個數(shù)η ；控制參數(shù)設(shè)定模塊，與計算控制模塊連接，用于輸入控制參數(shù)，并將控制參數(shù)發(fā)送給所述計算控制模塊?？刂茀?shù)包括設(shè)定板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)的板形控制加權(quán)系數(shù)和建立板形橫向整體優(yōu)化控制目標函數(shù)；穩(wěn)定軋制判斷模塊，與計算控制模塊連接，用于接收當前軋機實際軋制速度V，判斷V是否大于由軋鋼工藝工程師預(yù)先確定的穩(wěn)定軋制臨界速度％。若有V > Vtl，則輸出判斷結(jié)果信號S = I ;否則，輸出判斷結(jié)果信號S = O;人工操作模塊，用于接收穩(wěn)定軋制判斷模塊的判斷結(jié)果信號S，若有S = O則此時板形自動控制系統(tǒng)不能投入在線運行，而依靠操作員人工觀測軋機出口板形缺陷，手動確定各板形調(diào)控機構(gòu)調(diào)節(jié)量Ui (i = 1,2, ...,N);板形目標曲線設(shè)定模塊，用于接收所軋帶鋼的寬度B和所軋帶鋼有效覆蓋的接觸式板形儀測量段個數(shù)n，同時考慮信號補償和后續(xù)處理工序板形需求來設(shè)定出這η個板形測量段所對應(yīng)的板形目標信號ref^i = 1,2,…，η)，并將其存儲于板形計算機數(shù)據(jù)庫中；計算控制模塊，用于接收穩(wěn)定軋制判斷模塊的判斷結(jié)果信號S、所述η個板形測量段所對應(yīng)的板形目標信號(i = 1,2,…，η)和由接觸式板形儀在線實測的η個板形測量段所對應(yīng)的板形測量信號OiQ = 1,2,…，η)，若有S= I則此時板形自動控制系統(tǒng)投入在線運行，首先計算本控制周期的板形偏差信號\(i = 1,2,…，n)，然后利用本模塊中的板形最優(yōu)調(diào)節(jié)量計算公式在線計算出本控制周期內(nèi)的各板形調(diào)控機構(gòu)最優(yōu)調(diào)節(jié)量UiQ =1,2,…，N)，用于改變工作輥輥縫分布狀態(tài)，以保證軋機出口板形質(zhì)量，降低冷軋帶鋼產(chǎn)品的次品率；接觸式板形儀，安裝在軋機出口處而用于冷軋帶鋼出口板形測量信號0i(i = 1， 2，…，η)，每次測量后通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通訊將測量值傳送至所述計算控制模塊。上述技術(shù)方案中的控制參數(shù)設(shè)定模塊中，板形控制加權(quán)系數(shù)應(yīng)當是關(guān)于板形偏差絕對值的增函數(shù)。特別地，這里可以選用如下形式的板形控制加權(quán)系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，包括接觸式板形儀，安裝于軋機出口處，用于測量獲得軋機的輸出板形參數(shù)；計算控制模塊，與所述接觸式板形儀連接，用于接收所述接觸式板形儀測得的輸出板形參數(shù)，并根據(jù)該輸出板形參數(shù)與目標板形參數(shù)計算出板形調(diào)控機構(gòu)的最優(yōu)調(diào)節(jié)量；板形調(diào)控機構(gòu)，與所述計算控制模塊連接，用于根據(jù)計算控制模塊計算出的最優(yōu)調(diào)節(jié)量對軋機進行調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 穩(wěn)定軋制判斷模塊，與所述計算控制模塊連接，用于判斷軋機的實際軋制速度是否大于預(yù)設(shè)的穩(wěn)定軋制臨界速度，若是，輸出執(zhí)行指令給所述計算控制模塊；所述計算控制模塊接收到所述穩(wěn)定軋制判斷模塊輸出的執(zhí)行指令后，再執(zhí)行計算操作，否則不執(zhí)行計算操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 通信模塊，用于實現(xiàn)本發(fā)明的控制系統(tǒng)與軋機控制級計算機之間的通信；生產(chǎn)信息收集模塊，和所述通信模塊及計算控制模塊連接，用于從所述軋機控制級計算機獲取生產(chǎn)信息，并將該生產(chǎn)信息發(fā)送給所述計算控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括 控制參數(shù)設(shè)定模塊，與所述計算控制模塊連接，用于輸入控制參數(shù)，并將控制參數(shù)發(fā)送給所述計算控制模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括接觸式板形儀，安裝于軋機出口處，用于測量獲得軋機的輸出板形參數(shù)；計算控制模塊，與所述接觸式板形儀連接，用于接收所述接觸式板形儀測得的輸出板形參數(shù)，并根據(jù)該輸出板形參數(shù)與目標板形參數(shù)計算出板形調(diào)控機構(gòu)的最優(yōu)調(diào)節(jié)量；板形調(diào)控機構(gòu)，與所述計算控制模塊連接，用于根據(jù)計算控制模塊計算出的最優(yōu)調(diào)節(jié)量對軋機進行調(diào)整。本發(fā)明提供的冷軋帶鋼板形橫向整體優(yōu)化控制系統(tǒng)有效解決了使用傳統(tǒng)板形控制方法時經(jīng)常遇到局部板形偏差過大、產(chǎn)品次品率高的技術(shù)問題，可以顯著提高冷軋帶鋼的板形控制質(zhì)量。
文檔編號B21B37/28GK102581027SQ20121001718
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者解相朋, 趙菁 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司