一種熱軋板帶凸度在線閉環(huán)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種閉環(huán)控制方法，特別涉及一種熱軋板帶凸度在線閉環(huán)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著市場(chǎng)的需求，熱軋企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)盈利，產(chǎn)品不斷向高端拓展，產(chǎn)品質(zhì)量控制精度越來越高，除了以前關(guān)注的厚度、寬度控制精度外，對(duì)熱軋產(chǎn)品的凸度控制精度也要求非常嚴(yán)格，特別是針對(duì)汽車板、硅鋼等高端產(chǎn)品，它除了要求產(chǎn)品整體的控制精度高外，還要求在整體控制精度高的前提下，產(chǎn)品的同質(zhì)性高，即控制精度波動(dòng)越小越好。但是，目前熱軋企業(yè)板帶的凸度控制都是以精軋模型通過帶輥型的竄輥(有的軋機(jī)是交叉輥)及彎輥來實(shí)現(xiàn)控制的，精軋模型依據(jù)帶鋼的來料溫度、厚度、寬度、材質(zhì)、乳輥的實(shí)時(shí)輥型來計(jì)算精軋各機(jī)架所需竄輥量(或交叉角)及彎輥力的設(shè)定值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的凸度控制。這樣就存在以下兩個(gè)問題，一、精軋模型對(duì)凸度的控制是滯后的。當(dāng)本塊鋼的頭部凸度控制超標(biāo)時(shí)，它只能通過對(duì)下一塊鋼的自學(xué)習(xí)調(diào)整來優(yōu)化精軋各機(jī)架的彎輥力與竄輥位置，從而改進(jìn)凸度控制精度，這個(gè)過程往往需要幾塊鋼的不斷自學(xué)習(xí)才能達(dá)到較好的效果；二、精軋模型對(duì)凸度的控制不是在線閉環(huán)控制的。對(duì)于同一塊鋼，模型對(duì)精軋各機(jī)架的彎輥力設(shè)定是一次性的，在軋制過程中不會(huì)改變，對(duì)彎輥力的調(diào)整是通過板形保持功能來實(shí)現(xiàn)，即根據(jù)軋制過程中機(jī)架軋制力的變化對(duì)彎輥力做一定的調(diào)整，它不是以帶鋼的實(shí)際檢測(cè)到的凸度作為參考的，實(shí)踐證明這種板形保持功能對(duì)彎輥力的調(diào)整相對(duì)于帶鋼的凸度控制效果很差，即使模型設(shè)定的彎輥力使帶鋼頭部的凸度精度很好，在軋制過程中，由于帶鋼長(zhǎng)度方向溫度、厚度等工藝條件的變化，也會(huì)造成帶鋼中尾部凸度精度很差。所以，開發(fā)一種熱軋板帶凸度在線閉環(huán)控制方法，對(duì)提高產(chǎn)品的凸度控制精度非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種熱軋板帶凸度閉環(huán)控制的方法，解決目前熱軋企業(yè)中軋制這類產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品凸度控制精度不高的問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下，一種熱軋板帶凸度在線閉環(huán)控制方法，其特征在于，所述方法步驟如下，1)帶鋼到達(dá)精軋機(jī)組入口，精軋模型依據(jù)帶鋼的溫度、厚度、寬度、材質(zhì)、軋輥的實(shí)時(shí)輥型來計(jì)算精軋各機(jī)架所需的彎輥力設(shè)定值；2 )精軋各機(jī)架咬鋼后，各機(jī)架的彎輥力從平衡力切換到精軋模型計(jì)算的彎輥設(shè)定值；3)在精軋機(jī)組軋制過程中，板形保持功能根據(jù)各機(jī)架的軋制力變化對(duì)彎輥力進(jìn)行一定的調(diào)整；4)增加帶鋼凸度的閉環(huán)控制，在精軋機(jī)組軋制過程中，根據(jù)精軋出口凸度儀實(shí)時(shí)檢測(cè)的帶鋼凸度反饋值與設(shè)定值的偏差，依靠一種凸度轉(zhuǎn)換彎輥力的算法，計(jì)算出各機(jī)架所需彎輥力的調(diào)整值，對(duì)精軋機(jī)組各機(jī)架的彎輥力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)帶鋼凸度的閉環(huán)控制。
[0005]作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟4中帶鋼凸度的閉環(huán)控制具體方法如下，
4.1)計(jì)算帶鋼凸度的偏差，
模型下發(fā)的凸度設(shè)定值:Pref單位um ； 模型下發(fā)的帶鋼厚度設(shè)定值:Href單位_ ；
凸度設(shè)定系數(shù):Pref_k單位pu ；
Pref_k = Pref /1000/ Href；
凸度反饋值:Pfbk單位um ；
凸度反饋系數(shù):Pfbk_k單位pu ；
Pfbk_k = Pfbk /1000/ Href；
凸度偏差:Perr單位pu ；
Perr = Pref_k - Pfbk_k ；
4.2)接收模型下發(fā)的凸度偏差轉(zhuǎn)換各機(jī)架彎輥力的系數(shù)，
模型下發(fā)的凸度偏差轉(zhuǎn)換各機(jī)架彎輥力的系數(shù):F1_P_B、F2_P_B、F3_P_B、F4_P_B、F5_P_B、F6_P_B、F7_P_B 單位 kn/pu ；
此系數(shù)由模型根據(jù)帶鋼在精軋機(jī)組入口的溫度、厚度、寬度、材質(zhì)以及各機(jī)架的設(shè)定負(fù)荷計(jì)算得出；
4.3)計(jì)算機(jī)組彎輥力可調(diào)節(jié)系數(shù)；
各機(jī)架允許最大彎輥力:Fl_Mx_B、F2_Mx_B、F3_Mx_B、F4_Mx_B、F5_Mx_B、F6_Mx_B、F7_Mx_B 單位 kn ；
各機(jī)架允許最小彎輥力:Fl_Min_B、F2_Min_B、F3_Min_B、F4_Min_B、F5_Min_B、F6_Min_B、F7_Min_B 單位 kn ；
各機(jī)架彎輥反饋值:F1_B_F、F2_B_F、F3_B_F、F4_B_F、F5_B_F、F6_B_F、F7_B_F 單位
kn ；
各機(jī)架彎輥力可調(diào)節(jié)系數(shù):F1_B_K、F2_B_K、F3_B_K、F4_B_K、F5_B_K、F6_B_K、F7_B_K單位pu ；
F1_B_K = CLAMP ((Perr*Fl_P_B)、(Fl_Mx_B_Fl_B_F)、(Fl_Min_B_Fl_B_F)) /(Perr*Fl_P_B);
注釋:CLAMP (A、B、C)函數(shù)的意思是A為輸入變量，B為最大值，C為最小值，當(dāng)CSASB時(shí)，函數(shù)輸出值為A，當(dāng)A < C時(shí)，函數(shù)輸出值為C，當(dāng)A > B時(shí)，函數(shù)輸出值為B ；
F2_B_K、F3_B_K、F4_B_K、F5_B_K、F6_B_K、F7_B_K 同理計(jì)算得出；
機(jī)組彎輥力可調(diào)節(jié)系數(shù):F_B_K單位pu ；
F_B_K = CLAMP (MIN (F1_B_K、F2_B_K、F3_B_K、F4_B_K、F5_B_K、F6_B_K、F7_B_K )、1、
0)；
注釋:MIN (A、B、C、D.......)函數(shù)的意思是輸出值為A、B、C、D.......的最小值；
計(jì)算機(jī)組彎輥力可調(diào)節(jié)系數(shù)是為了保證帶鋼凸度閉環(huán)控制過程中，各機(jī)架的彎輥力都是可調(diào)節(jié)的，避免出現(xiàn)個(gè)別機(jī)架彎輥力到達(dá)最大或最小值，而不能調(diào)節(jié)的現(xiàn)象；
4.4)設(shè)定凸度偏差轉(zhuǎn)換各機(jī)架彎輥力的應(yīng)用系數(shù)；
凸度偏差轉(zhuǎn)換各機(jī)架彎輥力的應(yīng)用系數(shù)F1_P_B_K、F2_P_B_K、F3_P_B_K、F4_P_B_K、F5_P_B_K、F6_P_B_K、F7_P_B_K 單位 pu ；
凸度偏差轉(zhuǎn)換各機(jī)架彎輥力的應(yīng)用系數(shù)由控制人員人為設(shè)定，其原則是:考慮前段機(jī)架是帶鋼凸度控制及保持中尾部板形良好的關(guān)鍵，故前端機(jī)架的系數(shù)設(shè)定較大，后端機(jī)架系數(shù)設(shè)定較小，其大小必須在0?1之間；如此設(shè)定的原理是:帶鋼的凸度控制主要是前端機(jī)架，后端機(jī)架主要是用于控制平直度；且在帶鋼軋制過程中，特別是薄規(guī)格帶鋼，乳制到后機(jī)架，帶鋼的厚度已經(jīng)非常薄了，如果后機(jī)架彎輥力變化很大容易導(dǎo)致帶鋼板形突變，弓丨起廢鋼；
4.5)計(jì)算各機(jī)架凸度偏差轉(zhuǎn)換的彎輥力；
各機(jī)架凸度偏差轉(zhuǎn)換的彎棍力:Fl_err、F2_err、F3_err、F4_err、F5_err、F6_err、F7_err單位kn ；
Fl_err = Perr*Fl_P_B*F_B_K*Fl_P_B_K ；
F2_err> F3_err> F4_err> F5_err> F6_err> F7_err 同理計(jì)算得出；
4.6)計(jì)算各機(jī)架凸度閉環(huán)彎輥力調(diào)整量；
各機(jī)架凸度閉環(huán)彎輥力調(diào)整量:Fl_P_Cor、F2_P_Cor、F3_P_Cor、F4_P_Cor、F5_P_Cor、F6_P_Cor、F7_P_Cor 單位 kn ；
Fl_P_Cor = Fl_P_Cor + Fl_err，注釋:凸度閉環(huán)彎輥力調(diào)整量累加方程；
帶鋼凸度閉環(huán)控制是:帶鋼通過精軋機(jī)組出口凸度儀延時(shí)4秒后，延時(shí)4秒是因?yàn)閹т擃^部容易起飄不穩(wěn)定，凸度檢測(cè)不準(zhǔn)確，避免錯(cuò)誤的調(diào)節(jié)，凸度儀檢測(cè)到帶鋼的凸度反饋，計(jì)算出帶鋼凸度的偏差以及各機(jī)架凸度偏差轉(zhuǎn)換的彎輥力，并在以后的軋制過程中，每隔2秒周期性地讀取一次凸度儀檢測(cè)到帶鋼的凸度反饋，周期性地計(jì)算出帶鋼凸度的偏差以及各機(jī)架凸度偏差轉(zhuǎn)換的彎輥力，所以，各機(jī)架凸度偏差轉(zhuǎn)換的彎輥力是每隔2秒計(jì)算一次，各機(jī)架凸度閉環(huán)彎輥力調(diào)整量是每隔2秒累加一次，直至各機(jī)架拋鋼，對(duì)應(yīng)機(jī)架的凸度閉環(huán)控制結(jié)束，并對(duì)各機(jī)架凸度閉環(huán)彎輥力調(diào)整量進(jìn)行清零；
F2_P_Cor、F3_P_Cor、F4_P_Cor、F5_P_Cor、F6_P_Cor、F7_P_Cor 同理計(jì)算得出。
[0006]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下，本發(fā)明開發(fā)了一種帶鋼凸度閉環(huán)控制方法，在精軋機(jī)組軋制過程中，根據(jù)凸度儀檢測(cè)的帶鋼凸度反饋值，實(shí)時(shí)、周期性計(jì)算出與凸度設(shè)定值的偏差，并通過一種特定的算法計(jì)算出精軋各機(jī)架對(duì)應(yīng)的改變凸度偏差所需要的彎輥力調(diào)整值，不斷地改變各機(jī)架彎輥力，從而實(shí)現(xiàn)帶鋼凸度的閉環(huán)控制；本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)與原有技術(shù)相比，改變了帶鋼凸度不能閉環(huán)控制，凸度控制精度差的缺陷，尤其是當(dāng)生產(chǎn)含碳量低，帶鋼組織在精軋前段機(jī)架就進(jìn)入鐵素體區(qū)域，隨著中間坯溫度降低，乳制力反而逐步減小，而采用以前SM功能是減小彎輥力，會(huì)使產(chǎn)品的凸度減小。通過凸度控制理論的應(yīng)用及凸度閉環(huán)控制技術(shù)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)帶鋼凸度的偏差來閉環(huán)調(diào)整各機(jī)架的彎輥力，從而大大提高了帶鋼的凸度控制精度，尤其是能滿足低碳及超低碳鋼，如汽車板、硅鋼等高端產(chǎn)品質(zhì)量需求，為企業(yè)的盈利提供了技術(shù)保障。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明凸度控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解和認(rèn)識(shí)，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述和介紹。
[0009]實(shí)施例1:參見圖1，一種熱軋板帶凸度在線閉環(huán)控制方法，以生產(chǎn)厚度Href =2.5mm,凸度設(shè)定值Pref = 20um的帶鋼為例:
1、帶鋼到達(dá)精軋機(jī)組人口，精軋模型依據(jù)帶鋼的溫度、厚度、寬度、材質(zhì)、軋輥的實(shí)時(shí)輥型來計(jì)算精軋各機(jī)架所需的彎輥力設(shè)定值。F1?7機(jī)架的彎輥設(shè)定值:850kn、670kn、950kn、540kn、、640kn、、720kn、、814kn ；
2、精軋各機(jī)架咬鋼后，各機(jī)架的彎輥力從平衡力切換到精軋模型計(jì)算的彎輥設(shè)定值； F1?7機(jī)架的彎輥力從固定平衡力800kn切換到彎輥設(shè)定值，各機(jī)架的彎輥力反饋值為設(shè)定值:F1_B_F = 850kn、F2_B_F = 670kn、F3_B_F = 950kn、F4_B_F = 540kn、F5_B_F =640kn、F6_B_F = 720kn、F7_B_F = 814kn
3、在精軋機(jī)組軋制過程中，板形保持功能根據(jù)各機(jī)架的軋制力變化對(duì)彎輥力進(jìn)行一定的調(diào)整；
精軋機(jī)組軋制過程中，在板形保持功能作用下，各機(jī)架的彎輥力隨機(jī)架軋制力的變化而變化，軋制力增大，彎輥力增大，軋制力減小彎輥力減小，即:板形保持功能對(duì)彎輥力的調(diào)整量是隨軋制力增大而增大，隨軋制力減小而減小，它不是以帶鋼凸度反饋值與目標(biāo)值的偏差變化而變化的，而彎輥力控制帶鋼凸度的理論是:凸度反饋值小于目標(biāo)值，需要增大彎輥力，凸度反饋值大于目標(biāo)值，需要減小彎輥力，所以，板形保持功能對(duì)彎輥力的調(diào)整量存在與凸度控制理論相反的情況，這就是板形保持功能對(duì)凸度控制存在的缺陷。
[0010]4、帶鋼凸度閉環(huán)控制:
4.1、計(jì)算帶鋼凸度偏差:
凸度設(shè)定系數(shù) Pref_k = Pref /1000/ Href = 20/1000/2.5=0.008 第一次檢測(cè)到的帶鋼凸度反饋值為:Pfbk = 30um 凸度反饋系數(shù) Pfbk_k = Pfbk /1000/ Href = 30/1000/2.5=0.012 凸度偏差 Perr = Pref_k - Pfbk_k = 0.008 - 0.012 = -0.004
4、2、接收模型下發(fā)的凸度偏差轉(zhuǎn)換各機(jī)架彎輥力的系數(shù)
接收模型根據(jù)帶鋼在精軋入口的溫度、厚度、材質(zhì)以及各機(jī)架的負(fù)荷計(jì)算得出的凸度偏差轉(zhuǎn)換各機(jī)架彎輥力的系數(shù)(此系數(shù)由模型計(jì)算，每塊鋼計(jì)算的數(shù)據(jù)都不一樣，本文不做詳細(xì)解釋):
F1_P_B = 316821、F2_P_B = 272216、F3_P_B = 228111
F4_P_B = 184563、F5_P_B