CN1011947B - 板带轧制厚度基点预控-监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及板带轧机液压压下系统厚度基点予控-监控方法。用公式：

Sj＝Sj+K[(ΔHj-ΔHj)+dhj]+dhj推算出各点应予控的辊缝值，并将予控的辊缝值存于计算机内。本发明与已有技术相比具有定位板带上各点位置准确可靠，模型运算简单，运算时间短，可实现较高频率控制，板带厚度控制精度高，有利于提高产品质量。

Description

本发明涉及板带轧机液压压下系统厚度基点予控一监控方法。板带厚度控制有各种不同方法，有的采用间接测厚式，如US-3802235，这是一种滞后的控制方法。有的采用前馈控制，如US-3869892，该控制方法虽然有入口测厚仪和出口测厚仪，但是，它是采用检测主电机（工作辊）转速，并通过适当的延时来定位板带上各点在运动中的位置，由于工作辊速度与带材入口速度有一定的差距，因而精度比较低，另外，它的出口测厚仪所检测的数据信号不参与压下控制，只参与入口张力的调整。还有采用混合控制AGC，它的控制模型为S_i＝S₀+[K（△H^′ _i+dh_j）+dh_j]。即S_i＝S_n+[K△H^′ _i+（1+K）dh_j]，其中S₀为假设固定值，中括号内前一项是予控调整量，后一项是监控调整量，其缺点是入口检测值△H_i是相对于公称板带厚值H₀而言，它的入口辊缝调整量应在S基础上进行调整后出口达到理想值h₀，但这S值不是所给定的S₀所能替代的，而出口检测值dh_j是相对于公称带厚值h₀而言，该点是在某个辊缝值S_i下轧制出来的，在S_i下轧制出的板带厚偏差dh_j，应该在S_j基础上进行调整，可是模型中却把它的调整量加在S₀上，而S₀与S_j是有很大误差的，由此可见上述的混合控制AGC在基准点上是含混的。

本发明的目的是为了克服上述存在的缺点，提出一种无滞后的比现有板带厚度予控一监控精度高的板带厚度控制方法。

为了实现上述目的，本发明采用了板带轧制厚度基点予控一监控方法，适用于具有入口脉冲发生器、出口脉冲发生器、入口测厚仪、出口测厚仪、液压压下位置控制系统、及计算机与数检系统的板带轧机，其特征在于本发明由下述步骤组成：

a.用入口测厚仪依次检测板带在入口处的板带厚偏差并存储，根 据入口脉冲发生器脉冲数值，计算轧制前板带上述点所在位置。

b.轧制后在板带出口处用出口测厚仪依次检测板带厚偏差并存储，根据出口脉冲发生器脉冲数值计算出轧制后板带上由轧制点到出口测厚仪之间上述点所在位置。

c.根据板带上某点所在位置取出基点参数S_j、△H_j、dh^′ _j和予控参数△H^′ _i，并用公式

S_i＝S_j+K[（△H^′ _i-△H^′ _j）+dh_j]+dh_j

推算出该点应予控的辊缝值，并存储于计算机内，式中S_i为第i点予控的辊缝值，S_i为出口测厚仪下板带轧制时的辊缝值，△H^′ _i为轧制前板带厚偏差，△H^′ _j为出口测厚仪处板带的轧前厚偏差，dh_j为出口测厚仪下的板带厚偏差，K为系统常数。

d.板带上第i点到达轧制位置时发出控制信号，即输出辊缝给定值。

e.连续轧制时依次重复上述各步骤。

由于本发明采用了厚度基点予控一监控方法，基点参数是出口测厚仪下的实测数值dh_j和入口测厚仪检测并存储的数值△H^′ _j和基点在轧制时所用的辊缝值S_j，这三个值都是可精确到μm精度的可靠值，所以本发明于与已有技术方法相比具有定位板带上各点位置准确可靠，它不但可以消除由入口厚波动产生的出口厚偏差，而且也同时消除出口测厚仪下的厚偏差，模型运算简单，运算时间短，可实现较高频率控制，板带厚度控制精度高，有利于提高产品质量。

附图说明：

图1为厚度基点予控-监控原理图。

图2为模型力学原理图。

图3为本发明方法系统仿真结果分析图。

图中1为板带材，2为入口脉冲发生器，3为入口测厚仪、4为位置控制系统，5为出口测厚仪，6为出口脉冲发生器，7为计算机及其数检系统。结合说明书附图对本发明详细描述如下：

从图1可以看出本发明适用于具有入口脉冲发生器2、入口测厚仪3、位置控制系统4、出口测厚仪5、出口脉冲发生器6、计算机及其数检系统的板带材轧机。

图2中h₀为理想的出口板带厚度，轧机刚度和轧件塑性系数为已知，纵座标轴表示轧制压力P.横座标轴分别表示辊缝值S、入口板带厚H、出口板带厚h₀。在第j点控制时，由于H_j、S_j为已知，并在其作用下产生了出口板带厚偏差dh，dh数值的大小是A_i点的水平投影与h₀之差，现有第i点即将进入轧制，其轧制前厚度H_i为已知，要求预控多大的辊缝值才使在板带出口处厚偏差最小，即求出S_i值。由图2可根据△H_i大小在横座标轴上确定H_i点，过H_i点以已知的轧件塑性系数为斜率，可作出一塑性线与H₀线相交于A₂点，再过A₂点，以已知的轧机刚度为斜率作一直线与横座标轴S相交于S_i点，S_i与S_j的距离即为板带厚度调整量dS_i计算dS_i的数学公式为：

dS_i＝K（△H_i+dh_j）+dh_j

△H_i＝△H^′ _i-△H^′ _j

S_i＝S_j+dS_i

即S_i+S_j+K[△H^′ _i-△H^′ _j）+dh_j]+dh_j

式中△H^′ _i为轧前板带厚偏差，即予控参数，△H^′ _j为出口测厚仪处板带的轧前厚偏差，S_j为出口测厚仪下板带轧制时的辊缝值，dS_i为予控的辊缝调整量，K为系统常数，△H_i为入口厚与基点厚之差，dh_j为出口测厚仪下的板带厚偏差，S_i为第i点予控辊缝值。

A₂点为调整后的工作点，它的水平投影为h₀，但实际上总会有误差，因此A₂点的水平投影应在h₀的附近，由于dS_i＝K（△H_i+dh_j）+dh_j式中 的自变量△H_i和dh_j分别取自入口测厚仪和出口测厚仪，其精度一般都小于1μm，因而予控的辊缝调整量dS_i的误差主要取决于系统常数K，当轧机与轧件选定后K值也是不变，所以予控的辊缝调整量dS_i的误差很小，利于自适应。

图3真实的记录了板带轧制过程计算机仿真实验的结果。仿真条件如下：

以黄铜H62为轧制对象，板带宽为300毫米，入口板带厚以正弦规律波动，振幅为0.05毫米，周期为2500毫米，前后卷取为恒张力，工作辊直径为φ140，水平座标轴为入口板带长。

图中dh为本发明方法控制下的出口板带厚偏差，dh₁为不进行任何辊缝控制时的出口板带厚偏差，△H′为入口处板带厚波动量，U_h为出口板带线速度。

从图中U_h曲线看出Ⅱ-Ⅱ线以左为加速轧制阶段，从dh₁的变化看轧制速度低时，摩擦系数较大，使出口厚偏差大。

从Ⅰ-Ⅰ线以左看出由于任意给定的辊缝S₀误差较大，使dh₂产生了较大的偏差，Ⅰ-Ⅰ线以右开始了AGC的全部过程，在Ⅰ-Ⅰ与Ⅱ-Ⅱ线之间，虽然dh₂线收敛于±0.01毫米之内，但仍不理想，结合板带线速度U_h线可知，这是由轧制速度的变化所至，过Ⅱ-Ⅱ线以后dh₂收敛较高精度范围之中。

Claims (1)

1. 板带轧制厚度基点予控-监控方法，适用于具有入口脉冲发生器、入口测厚仪、出口测厚仪、出口脉冲发生器、液压压下位置控制系统及计算机与数检系统的板带轧机、其特征在于本发明由下述步骤组成：

   a.用入口测厚仪依次检测板带在入口处的板带厚偏差并存储，根据入口脉冲发生器脉冲数值，计算轧制前板带上述点所在位置，

   b.轧制后在板带出口处用出口测厚仪依次检测板带厚偏差并存储，根据出口脉冲发生器脉冲数值计算出轧制后板带上由轧制点到出口测厚仪之间上述点所在位置，

   c.根据板带上某点所在位置取出基点参数S_j、△H_j、dh_j和予控参数△H^′ _j并用公式

   S_j=S_j+K[(△H^′ _j-△H^′ _j)+dhj]+dh

   推算出该点应予控的辊缝值，并存储于计算机内，式中S_j为第i点予控的辊缝值，S_j为出口测厚仪下板带轧制时的辊缝值，△H^′ _j为轧制前板带厚偏差，△H^′ _j为出口测厚仪处板带的轧前厚偏差，dh_j为出口测厚仪下的板带厚偏差，K为系统常数，

   d.板带上第i点到达轧制位置时发出控制信号，即输出辊缝给定值，

   e.连续轧制时依次重复上述各步骤。

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