CN103920720A - 一种基于套量偏差的带钢张力动态控制方法及其控制系统 - Google Patents

Abstract

一种基于套量偏差的带钢张力动态控制方法及其控制系统，涉及专门适用于金属轧机或其加工产品的控制设备或方法，尤其涉及通过活套实现热轧带钢张力动态控制，包括主传动速度控制模块，张力调节模块和张力设定值修正模块，通过实时计算目标套量和实际套量之间的套量偏差，根据套量偏差修正带钢张力设定值，若实际套量高于目标套量，则增加带钢张力设定值，若实际套量低于目标套量，则减小带钢张力设定值，根据修正后的带钢张力设定值计算张力力矩，传送给电动活套的转矩调节器，实现对带钢张力的动态控制，解决现有的带钢张力控制系统采用恒张力控制，容易因工艺参数的波动导致活套的实际套量出现偏差，进而造成带钢出现机架内跑偏或宽度拉窄问题。

Description

一种基于套量偏差的带钢张力动态控制方法及其控制系统

技术领域

本发明涉及专门适用于金属轧机或其加工产品的控制设备或方法，尤其涉及通过活套实现热轧带钢张力动态控制的方法及其控制系统。

背景技术

在热连轧生产中，机架间的带钢张力对稳定穿带和产品质量的影响很大。为了更好地调节带钢张力，大多数热连轧相邻机架间都安装有活套。根据机械设备的不同，活套经历了从气动活套到电动活套、液压活套的发展过程。气动活套由于调节精度差、调节范围小而遭淘汰；电动活套有恒转矩和恒张力及恒转矩恒张力混合控制三种；液压活套系统惯性小，工作平稳可以在很大范围内迅速灵敏地调节张力，但是液压活套对密封性能要求较高，对维护带来一定问题，如果产生漏油，将会给生产带来很大的麻烦。目前很多热轧产线精轧采用的是恒张力控制的电动活套。

现有电动活套张力控制系统如图1所示，包括主传动速度控制模块200和活套张力控制模块300，其基本控制思想为：通过活套摆臂111的角度变化（可通过活套角度传感器130检测出），控制机架间张力和带钢流量。因此，活套控制是一个多输出系统，共有两路控制输出，一路控制输出是主传动速度控制输出，其作用是根据机架间套量的变化，通过速度调节器120调节前机架100的主传动速度，维持机架间的套量，保证机架间的秒流量相等。所谓套量，就是前机架100和后机架101之间的带钢102，超出机架间距的带钢长度，是活套角度θ的函数。另一路控制输出是活套张力控制输出，其作用是通过调节活套自身的电流（力矩），维持机架间的张力恒定不变。上级计算机（过程控制级L2，图中未表示）根据带钢硬度组，成品厚度，成品宽度确定带钢张力设定值，并下发到配置在热轧产线基础自动化级L1的电动活套张力控制系统，根据带钢张力设定值及活套角度传感器130检测的实际角度θ，计算维持带钢张力所需要的张力力矩值。因此，张力力矩值是活套套量和带钢张力设定值的函数，在现有的张力控制系统中，带钢在轧制过程中带钢张力设定值维持不变，张力力矩只随活套角度θ变化。然而，由于主传动速度调节器120是一个比例积分调节器，其调节速度过快容易造成轧制不稳定，过慢则不能及时的弥补机架间的起套、拉钢等问题。由于工艺参数（如轧制力、辊缝、轧制速度等）的波动，机架间秒流量平衡被破坏，活套辊112不可避免地会在一定的角度范围内摆动，造成活套实际套量和目标套量出现偏差。一方面，当活套实际套量明显高于目标套量时，带钢极易出现机架内跑偏，严重时造成废钢。另一方面，当活套实际套量明显低于目标套量时，宽度拉窄现象尤为严重。由于带钢实际所受张力不能测量，只能通过张力力矩和活套工作角度进行计算，所以计算张力和实际张力的一致性很难得到保证，跑偏和拉窄问题频频出现。

中国发明专利申请“热轧机的张力控制装置及控制方法”（发明专利申请号：201210140555.7公开号：CN 102773264A）公开了一种热轧机的张力控制装置及控制方法，以降低钢板温度的影响所导致的板宽的偏差。以具备多个轧制机架并在机架间具备活套器的热轧机为控制对象，在将通过热轧机的钢板的张力控制为期望值的热轧机的张力控制装置中，具备：张力指令存储机构，其存储张力指令值；张力指令修正机构，其取得来自测量钢板的温度的温度计的检测温度，并根据钢板的目标温度和检测温度的偏差对张力指令值进行修正；和张力控制机构，其根据修正后的张力指令值和检测出的张力值的偏差对热轧机进行调整。该装置及方法用于降低钢板温度的影响所导致的板宽的偏差，但不能解决由于工艺参数的波动导致活套的实际套量出现偏差，进而造成带钢出现机架内跑偏或宽度拉窄问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电动活套的带钢张力动态控制的方法，通过对套量偏差的检测和对带钢张力设定值的动态调整修正，实现带钢张力动态控制。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，用于热轧机组的带钢张力控制系统，所述热轧机组具备多个依次顺序排列的轧制机架，在每一组前后相邻的前机架和后机架之间，配有控制带钢张力的电动活套；所述的带钢张力控制系统从上级计算机获取活套角度设定值和带钢张力设定值，根据活套角度设定值计算确定目标套量，根据实时检测的活套角度确定前机架和后机架之间的实际套量，其特征在于所述的带钢张力动态控制方法还包括以下步骤：

实时计算目标套量和实际套量之间的套量偏差；

根据计算所得的套量偏差和以下判断条件条件修正带钢张力设定值：

①若实际套量高于目标套量，则增加带钢张力设定值，

②若实际套量低于目标套量，则减小带钢张力设定值；

根据修正后的带钢张力设定值，控制电动活套的张力力矩，从而动态控制带钢张力。

本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法的一种优选的技术方案，其特征在于所述的带钢张力动态控制方法包括以下步骤：

S100）从上级计算机获取活套角度设定值、带钢张力设定值和终轧出口的带钢厚度；

S200）判断带钢厚度是否属于带钢张力动态控制范围；

S300）实时检测活套摆臂的角度，获取活套角度检测值；

S400）根据活套角度设定值计算目标套量，根据活套角度检测值计算当前时刻的实际套量，依照公式

Dev_Stock=R_Stock-Act_Stock

确定套量偏差，其中，Dev_Stock为套量偏差，R_Stock为目标套量，Act_Stock为实际套量；

S500）根据套量偏差，确定基准修正系数；

S600）根据带钢厚度，确定厚度相关系数；

S700）根据基准修正系数和厚度相关系数，依照公式

DTension=R_Tension_L2×Tension_base×K_Thick

R_Tension_L1=R_Tension_L2+D_Tension

确定带钢张力设定值修正量，修正带钢张力设定值，其中，D_Tension为带钢张力设定值修正量，R_Tension_L2为从上级计算机获取的带钢张力设定值，R_Tension_L1为修正后的带钢张力设定值，Tension_base为带钢张力基准修正系数，K_Thick为带钢厚度相关系数；

S800）根据修正后的带钢张力设定值R_Tension_L1计算张力力矩，传送给电动活套的转矩调节器，通过控制活套力矩实现带钢张力动态控制。

本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法的一种较佳的技术方案，其特征在于在所述的步骤S500中，根据套量偏差按照以下条件确定基准修正系数：

Dev_Stock＞2mm时，Tension_base=-30%，

2mm≥Dev_Stock＞1.5mm时，Tension_base=-50%，

1.5mm≥Dev_Stock为≥1mm时，Tension_base=-70%，

-1.5mm≤Dev_Stock≤-1mm时，Tension_base=70%，

-2mm≤Dev_Stock＜-1.5mm时，Tension_base=50%，

Dev_Stock＜-2mm时，Tension_base=30%，

其中，Dev_Stock为套量偏差，Tension_base为基准修正系数。

本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法的一种更好的技术方案，其特征在于在所述的步骤S600中，根据带钢厚度按照以下条件确定厚度相关系数：

Thick＜1.99mm时，K_Thick=1，

Thick=2.0～2.49mm时，K_Thick=1.1，

Thick=2.5～3.49mm时，K_Thick=1.2，

Thick=3.5～15mm时，K_Thick=1.3，

其中，Thick为带钢厚度，K_Thick为厚度相关系数。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述带钢张力动态控制方法的带钢张力控制系统，通过对套量偏差的检测和对带钢张力设定值的动态调整修正，实现带钢张力动态控制，解决现有的张力控制系统容易因工艺参数的波动导致活套的实际套量出现偏差，进而造成带钢出现机架内跑偏或宽度拉窄问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种使用上述带钢张力动态控制方法的带钢张力控制系统，用于热轧机组的带钢张力控制，所述热轧机组具备多个依次顺序排列的轧制机架，在每一组前后相邻的前机架100和后机架101之间，配有控制带钢张力的电动活套110；所述的前机架100连接有速度调节器120；所述的电动活套110连接有活套角度传感器130和转矩调节器140；所述的带钢张力控制系统包括主传动速度控制模块200和张力调节模块300；其特征在于：

所述的带钢张力控制系统还包括带钢张力设定值修正模块400；

所述的带钢张力设定值修正模块400连接到所述的主传动速度控制模块200和张力调节模块300，实时获取目标套量和实际套量，计算两者之间的套量偏差，并且根据套量偏差计算带钢张力设定值修正量，修正带钢张力设定值；

所述的张力调节模块300连接到所述的张力设定值修正模块400，获取修正后的带钢张力设定值，通过所述的转矩调节器140，控制活套力矩，实现带钢张力动态控制。

本发明的带钢张力控制系统的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的主传动速度控制模块200包括角度指令单元210，目标套量计算单元220和主传动速度设定单元230；所述的张力调节模块300包括张力指令单元310，活套角度检测单元320，实际套量计算单元330，张力力矩计算单元340和马达力矩设定单元350；所述的张力指令单元310连接到上级计算机，获取带钢张力设定值；所述的活套角度检测单元320连接到活套角度传感器130，实时检测电动活套110的活套角度；所述的实际套量计算单元330连接到活套角度检测单元320，根据获取的实时活套角度计算实际套量；所述的角度指令单元210连接到上级计算机，获取活套角度设定值；所述的目标套量计算单元220连接到角度指令单元210，根据获取的活套角度设定值计算目标套量；所述的主传动速度设定单元230连接到目标套量计算单元220和实际套量计算单元330，根据获取的目标套量和实际套量，确定主传动速度设定值并传送到速度调节器120，控制前机架100的主传动速度。

本发明的带钢张力控制系统的一种更好的技术方案，其特征在于所述的带钢张力设定值修正模块400包括套量偏差计算单元410，厚度系数处理单元420，修正系数计算单元430和带钢张力计算单元440；所述的套量偏差计算单元410从目标套量计算单元220和实际套量计算单元330实时获取目标套量和实际套量，计算两者之间的套量偏差；

所述的厚度系数处理单元420连接到上级计算机，获取终轧出口的带钢厚度，根据带钢厚度确定厚度相关系数；所述的修正系数计算单元430从套量偏差计算单元410获取套量偏差，根据套量偏差确定基准修正系数；从厚度系数处理单元420获取厚度相关系数，计算综合修正系数；所述的带钢张力计算单元440连接到修正系数计算单元430，张力指令单元310和活套角度检测单元320，计算带钢张力设定值修正量和修正后的带钢张力设定值；所述的张力力矩计算单元340从所述的带钢张力计算单元440获取修正后的带钢张力设定值，通过马达力矩设定单元350传送到转矩调节器140，控制活套力矩，实现带钢张力动态控制。

本发明的有益效果是：

1.本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，通过对套量偏差的检测和对带钢张力设定值的动态调整修正，实现对带钢张力的动态控制，解决现有的带钢张力控制系统采用恒张力控制，容易因工艺参数的波动导致活套的实际套量出现偏差，进而造成带钢出现机架内跑偏或宽度拉窄问题。

2.本发明的使用上述带钢张力动态控制方法的带钢张力控制系统，使用热轧机组控制系统现有的活套角度检测单元和活套角度传感器检测识别套量偏差，使用现有的马达力矩设定单元和转矩调节器控制活套力矩，通过计算机程序控制实现带钢张力动态控制，可以在不增加设备投资的情况下提高轧制过程控制精度，提高带钢轧制产品质量。

附图说明

图1是现有电动活套张力控制系统的结构示意图；

图2是使用带钢张力动态控制方法的带钢张力控制系统结构示意图；

图3是本发明基于套量偏差的带钢张力动态控制方法的控制流程图；

图4是采用本发明的带钢张力动态控制方法减轻带钢跑偏现象的效果比对图；

图5是采用本发明的带钢张力动态控制方法缓解宽度拉窄现象的效果比对图。

图中，100-前机架，101-后机架，102-带钢，110-电动活套，111-活套摆臂，112-活套辊，120-速度调节器，130-活套角度传感器，140-转矩调节器，200-主传动速度控制模块，210-角度指令单元，220-目标套量计算单元，230-主传动速度设定单元，300-张力调节模块，310-张力指令单元，320-活套角度检测单元，330-实际套量计算单元，340-张力力矩计算单元，350-马达力矩设定单元，400-张力设定值修正模块，410-套量偏差计算单元，420-厚度系数处理单元，430-修正系数计算单元，440-带钢张力计算单元。

具体实施方式

为了能更好地理解本发明的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。

本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，用于热轧机组的带钢张力控制系统，热轧机组具备多个依次顺序排列的轧制机架，在每一组前后相邻的前机架和后机架之间，配有控制带钢张力的电动活套。使用本发明的带钢张力动态控制方法的带钢张力控制系统结构的一个实施例如图2所示，在图2所示的实施例中，仅表示了一组前后相邻的前机架100和后机架101，以及控制带钢张力的电动活套110，省略了其他各组轧制机架及其电动活套，以及相关的控制系统和上级计算机L2。所述的带钢张力控制系统包括主传动速度控制模块200和张力调节模块300；主传动速度控制模块200从上级计算机L2获取活套角度设定值和带钢张力设定值，根据活套角度设定值计算确定目标套量；张力调节模块300从上级计算机L2获取带钢张力设定值，通过活套角度传感器130实时检测活套角度，计算确定前机架100和后机架101之间的实际套量。在图2所示的带钢张力控制系统中，还包括用于执行张力设定值修正的张力设定值修正模块400，本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法包括以下步骤：

第一，实时计算目标套量和实际套量之间的套量偏差；

第二，根据计算所得的套量偏差和以下判断条件修正带钢张力设定值：

①若实际套量高于目标套量，则增加带钢张力设定值，

②若实际套量低于目标套量，则减小带钢张力设定值；

第三，根据修正后的带钢张力设定值计算张力力矩，将计算所得的张力力矩传送给电动活套110的转矩调节器140，实现带钢张力动态控制。

本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法的一个实施例的控制流程图如图3所示，包括以下步骤：

S100）从上级计算机L2获取活套角度设定值、带钢张力设定值和终轧出口的带钢厚度；在本实施例中，上级计算机是过程控制级L2，依照轧制生产计划中的带钢硬度组，带钢厚度和成品宽度，通过查询三维表，获取活套角度设定值和带钢张力设定值。

S200）判断带钢厚度是否属于带钢张力动态控制范围；在本实施例中，带钢张力动态控制范围限定在带钢终轧出口的计算厚度15mm之内，若带钢厚度超过15mm，则不执行带钢张力动态控制，按照常规的恒张力控制进行活套控制。

S300）使用活套角度传感器130实时检测活套摆臂111的摆动角度θ，获取活套角度检测值；

S400）根据活套角度设定值计算目标套量，根据活套角度检测值计算当前时刻的实际套量，依照公式

Dev_Stock=R_Stock-Act_Stock

确定当前时刻的套量偏差，其中，Dev_Stock为套量偏差，R_Stock为目标套量，

Act_Stock为实际套量；

S500）根据套量偏差，按照以下条件确定基准修正系数：

Dev_Stock＞2mm时，Tension_base=-30%，

2mm≥Dev_Stock＞1.5mm时，Tension_base=-50%，

1.5mm≥Dev_Stock为≥1mm时，Tension_base=-70%，

-1.5mm≤Dev_Stock≤-1mm时，Tension_base=70%，

-2mm≤Dev_Stock＜-1.5mm时，Tension_base=50%，

Dev_Stock＜-2mm时，Tension_base=30%，

其中，Dev_Stock为套量偏差，Tension_base为基准修正系数。

S600）根据带钢厚度，按照以下条件确定厚度相关系数：

Thick＜1.99mm时，K_Thick=1，

Thick=2.0～2.49mm时，K_Thick=1.1，

Thick=2.5～3.49mm时，K_Thick=1.2，

Thick=3.5～15mm时，K_Thick=1.3，

其中，Thick为带钢厚度，K_Thick为厚度相关系数。

S700）根据基准修正系数和厚度相关系数，依照公式

D_Tension=R_Tension_L2×Tension_base×K_Thick

R_Tension_L1=R_Tension_L2+D_Tension

确定带钢张力设定值修正量，修正带钢张力设定值，其中，D_Tension为带钢张力设定值修正量，R_Tension_L2为从上级计算机L2获取的带钢张力设定值，R_Tension_L1为基础自动化级L1执行的修正后的带钢张力设定值，Tension_base为带钢张力基准修正系数，K_Thick为带钢厚度相关系数；

S800）根据修正后的带钢张力设定值R_Tension_L1计算张力力矩，传送给电动活套110的转矩调节器140，通过控制活套力矩实现带钢张力动态控制。

以下将结合实施例和图3所示的控制流程，对本发明的方法进行详细说明。

实施例1

图2是本发明的使用带钢张力动态控制方法的带钢张力控制系统的一个实施例的结构示意图，所述的带钢张力控制系统用于热轧机组的带钢张力控制，在本实施例中，热轧机组具备依次顺序排列的轧制机架F3、F4、F5和F6，在每一组前后相邻的前机架组成F34、F45和F56三组前后相邻的前机架和后机架，在每一组前后相邻的前机架和后机架之间，分别配有控制带钢张力的和本发明的带钢张力控制系统，图2中仅表示了一组轧制机架及其带钢张力控制系统，图2中的前机架100和后机架101可以表示F34、F45和F56三组相邻机架中的任意一组，每一组都配有控制带钢张力的电动活套110；每一组机架的电动活套的带钢张力控制系统，都配置在热轧产线基础自动化级L1的计算机上，作为热轧产线计算机控制系统的一个子系统或者软件功能模块，连接到上级计算机（过程控制级L2，图中未表示），图2所示的带钢张力控制系统包括主传动速度控制模块200、张力调节模块300和带钢张力设定值修正模块400。

所述的主传动速度控制模块200包括角度指令单元210，目标套量计算单元220和主传动速度设定单元230；所述的张力调节模块300包括张力指令单元310，活套角度检测单元320，实际套量计算单元330，张力力矩计算单元340和马达力矩设定单元350。

所述的张力指令单元310连接到上级计算机L2，获取带钢张力设定值；所述的活套角度检测单元320连接到活套角度传感器130，实时检测电动活套110的活套角度；所述的实际套量计算单元330连接到活套角度检测单元320，根据获取的实时活套角度计算实际套量。

所述的角度指令单元210连接到上级计算机L2，获取活套角度设定值；所述的目标套量计算单元220连接到角度指令单元210，根据获取的活套角度设定值计算目标套量；所述的主传动速度设定单元230连接到目标套量计算单元220和实际套量计算单元330，根据获取的目标套量和实际套量，确定主传动速度设定值传送到速度调节器120，控制前机架100的主传动速度。

带钢张力设定值修正模块400包括套量偏差计算单元410，厚度系数处理单元420，修正系数计算单元430和带钢张力计算单元440。

所述的套量偏差计算单元410从目标套量计算单元220和实际套量计算单元330实时获取目标套量和实际套量，计算两者之间的套量偏差。

所述的厚度系数处理单元420连接到上级计算机L2，获取终轧出口的带钢厚度，根据带钢厚度确定厚度相关系数。

所述的修正系数计算单元430从套量偏差计算单元410获取套量偏差，根据套量偏差确定基准修正系数；从厚度系数处理单元420获取厚度相关系数，计算综合修正系数；

所述的带钢张力计算单元440连接到修正系数计算单元430，张力指令单元310和活套角度检测单元320，计算带钢张力设定值修正量和修正后的带钢张力设定值。

所述的张力力矩计算单元340从所述的带钢张力计算单元440获取修正后的带钢张力设定值，通过马达力矩设定单元350传送到转矩调节器140，控制活套力矩，实现带钢张力动态控制。

实施例2

在实施例2中，本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，步骤S400采用查表的方式确定套量偏差对应的基准修正系数；步骤S500采用查表的方式确定带钢厚度对应的厚度相关系数。在本实施例中，套量偏差分为6档，套量偏差对应的基准修正系数存储在表1所示的基准修正系数分档数据表中。带钢厚度分为4档，带钢厚度对应的厚度相关系数存储在表2所示的厚度相关系数分档数据表中。

表1：基准修正系数分档数据表

表2：厚度相关系数分档数据表

带钢厚度分档	厚度（mm）	厚度相关系数
			厚度1	≤1.99	1
厚度2	2.0～2.49	1.1
			厚度3	2.5～3.49	1.2
厚度4	3.5～15	1.3

实施例3

实施例3是本发明的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，在实施例1的热轧产线精轧机组的带钢张力控制系统的应用实例，热轧机组包括F34、F45和F56三组前后相邻的前机架和后机架，在每一组前后相邻的前机架和后机架之间，分别配有控制带钢张力的电动活套和本发明的带钢张力控制系统，三组相邻机架的动态张力控制参数用综合修正系数储存在如表3、表4和表5所示的二维数据表中。其中，综合修正系数是基准修正系数和厚度相关系数的乘积。基础自动化级的计算机可以根据套量偏差和带钢厚度，通过查询二维数据表，快速确定综合修正系数，计算带钢张力设定值修正量并且修正带钢张力设定值。

表3：F34机架的综合修正系数：

表4：F45机架的综合修正系数：

表5：F56机架的综合修正系数：

根据表3、表4、表5得到的综合修正系数配置，以出钢记号GR4181E1，成品厚度2.77mm带钢为例，F4、F5、F6的计算出口厚度分别为：6.5mm，4.6mm，3.4mm，因此F34、F45、F56采用的实际参数分别为表3、表4、表5中的厚度4、厚度4、厚度3对应值。

热轧机组轧制采用表3、表4和表5的综合修正系数配置，采用本发明的带钢张力动态控制方法和带钢张力控制系统前后的效果比对图如图4和图5所示。由于带钢的张力不能直接测量，图4和图5中使用通过张力力矩和活套工作角度计算得到的计算张力表示带钢的张力。

图4是采用本发明的带钢张力动态控制方法减轻带钢跑偏现象的效果比对图，在未采用本发明的动态张力控制方法前，当实际套量明显高于目标套量时，机架两侧轧制力偏差变大，带钢出现跑偏现象，图4中用虚线表示未采用本发明的动态张力控制方法前带钢的计算张力和机架两侧的轧制力。采用本发明的动态张力控制方法后，张力控制系统检测到套量偏差为负值，自动加大带钢张力设定值，保证活套对带钢的支撑作用，机架两侧轧制力无明显偏差，从而减轻跑偏现象，图4中用实线表示采用本发明的动态张力控制方法后带钢的计算张力和机架两侧的轧制力。

图5是采用本发明的带钢张力动态控制方法缓解宽度拉窄现象的效果比对图，在未采用本发明的动态张力控制方法前，当实际套量明显小于目标套量时，带钢头部活套角度低，带钢宽度拉窄明显，图5中用虚线表示未采用本发明的动态张力控制方法前带钢的计算张力和实际宽度。采用本发明的动态张力控制方法后，张力控制系统检测到套量偏差为正值，自动减小带钢张力设定值，使相应位置的张力下降，从而缓解宽度拉窄现象，图5中用实线表示采用本发明的动态张力控制方法后带钢的计算张力和实际宽度。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的技术方案，而并非用作为对本发明的限定，任何基于本发明的实质精神对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，用于热轧机组的带钢张力控制系统，所述热轧机组具备多个依次顺序排列的轧制机架，在每一组前后相邻的前机架和后机架之间，配有控制带钢张力的电动活套；所述的带钢张力控制系统从上级计算机获取活套角度设定值和带钢张力设定值，根据活套角度设定值计算确定目标套量，根据实时检测的活套角度确定前机架和后机架之间的实际套量，其特征在于所述的带钢张力动态控制方法还包括以下步骤：

实时计算目标套量和实际套量之间的套量偏差；

根据计算所得的套量偏差和以下判断条件条件修正带钢张力设定值：

①若实际套量高于目标套量，则增加带钢张力设定值，

②若实际套量低于目标套量，则减小带钢张力设定值；

根据修正后的带钢张力设定值，控制电动活套的张力力矩，从而动态控制带钢张力。

2.根据权利要求1所述的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，其特征在于所述的带钢张力动态控制方法包括以下步骤：

S100）从上级计算机获取活套角度设定值、带钢张力设定值和终轧出口的带钢厚度；

S200）判断带钢厚度是否属于带钢张力动态控制范围；

S300）实时检测活套摆臂的角度，获取活套角度检测值；

S400）根据活套角度设定值计算目标套量，根据活套角度检测值计算当前时刻的实际套量，依照公式

Dev_Stock=R_Stock-Act_Stock

确定套量偏差，其中，Dev_Stock为套量偏差，R_Stock为目标套量，Act_Stock为实际套量；

S500）根据套量偏差，确定基准修正系数；

S600）根据带钢厚度，确定厚度相关系数；

S700）根据基准修正系数和厚度相关系数，依照公式

D_Tension=R_Tension_L2×Tension_base×K_Thick

R_Tension_L1=R_Tension_L2+D_Tension

确定带钢张力设定值修正量，修正带钢张力设定值，其中，D_Tension为带钢张力设定值修正量，R_Tension_L2为从上级计算机获取的带钢张力设定值，R_Tension_L1为修正后的带钢张力设定值，Tension_base为带钢张力基准修正系数，K_Thick为带钢厚度相关系数；

S800）根据修正后的带钢张力设定值R_Tension_L1计算张力力矩，传送给电动活套的转矩调节器，通过控制活套力矩实现带钢张力动态控制。

3.根据权利要求2所述的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，其特征在于在所述的步骤S500中，根据套量偏差按照以下条件确定基准修正系数：

Dev_Stock＞2mm时，Tension_base=-30%，

2mm≥Dev_Stock＞1.5mm时，Tension_base=-50%，

1.5mm≥Dev_Stock为≥1mm时，Tension_base=-70%，

-1.5mm≤Dev_Stock≤-1mm时，Tension_base=70%，

-2mm≤Dev_Stock＜-1.5mm时，Tension_base=50%，

Dev_Stock＜-2mm时，Tension_base=30%，

其中，Dev_Stock为套量偏差，Tension_base为基准修正系数。

4.根据权利要求2所述的基于套量偏差的带钢张力动态控制方法，其特征在于在所述的步骤S600中，根据带钢厚度按照以下条件确定厚度相关系数：

Thick≤1.99mm时，K_Thick=1，

Thick=2.0～2.49mm时，K_Thick=1.1，

Thick=2.5～3.49mm时，K_Thick=1.2，

Thick=3.5～15mm时，K_Thick=1.3，

其中，Thick为带钢厚度，K_Thick为厚度相关系数。

5.一种使用上述带钢张力动态控制方法的带钢张力控制系统，用于热轧机组的带钢张力控制，所述热轧机组具备多个依次顺序排列的轧制机架，在每一组前后相邻的前机架（100）和后机架（101）之间，配有控制带钢张力的电动活套（110）；所述的前机架（100）连接有速度调节器（120）；所述的电动活套（110）连接有活套角度传感器（130）和转矩调节器（140）；所述的带钢张力控制系统包括主传动速度控制模块（200）和张力调节模块（300）；其特征在于：

所述的带钢张力控制系统还包括带钢张力设定值修正模块（400）；

所述的带钢张力设定值修正模块（400）连接到所述的主传动速度控制模块（200）和张力调节模块（300），实时获取目标套量和实际套量，计算两者之间的套量偏差，并且根据套量偏差计算带钢张力设定值修正量，修正带钢张力设定值；

所述的张力调节模块（300）连接到所述的张力设定值修正模块（400），获取修正后的带钢张力设定值，通过所述的转矩调节器（140），控制活套力矩，实现带钢张力动态控制。

6.根据权利要求5所述的带钢张力控制系统，其特征在于所述的主传动速度控制模块（200）包括角度指令单元（210），目标套量计算单元（220）和主传动速度设定单元（230）；所述的张力调节模块（300）包括张力指令单元（310），活套角度检测单元（320），实际套量计算单元（330），张力力矩计算单元（340）和马达力矩设定单元（350）；所述的张力指令单元（310）连接到上级计算机，获取带钢张力设定值；所述的活套角度检测单元（320）连接到活套角度传感器（130），实时检测电动活套（110）的活套角度；所述的实际套量计算单元（330）连接到活套角度检测单元（320），根据获取的实时活套角度计算实际套量；所述的角度指令单元（210）连接到上级计算机，获取活套角度设定值；所述的目标套量计算单元（220）连接到角度指令单元（210），根据获取的活套角度设定值计算目标套量；所述的主传动速度设定单元（230）连接到目标套量计算单元（220）和实际套量计算单元（330），根据获取的目标套量和实际套量，确定主传动速度设定值并传送到速度调节器（120），控制前机架（100）的主传动速度。

7.根据权利要求6所述的带钢张力控制系统，其特征在于所述的带钢张力设定值修正模块（400）包括套量偏差计算单元（410），厚度系数处理单元（420），修正系数计算单元（430）和带钢张力计算单元（440）；所述的套量偏差计算单元（410）从目标套量计算单元（220）和实际套量计算单元（330）实时获取目标套量和实际套量，计算两者之间的套量偏差；所述的厚度系数处理单元（420）连接到上级计算机，获取终轧出口的带钢厚度，根据带钢厚度确定厚度相关系数；所述的修正系数计算单元（430）从套量偏差计算单元（410）获取套量偏差，根据套量偏差确定基准修正系数；从厚度系数处理单元（420）获取厚度相关系数，计算综合修正系数；所述的带钢张力计算单元（440）连接到修正系数计算单元（430），张力指令单元（310）和活套角度检测单元（320），计算带钢张力设定值修正量和修正后的带钢张力设定值；所述的张力力矩计算单元（340）从所述的带钢张力计算单元（440）获取修正后的带钢张力设定值，通过马达力矩设定单元（350）传送到转矩调节器（140），控制活套力矩，实现带钢张力动态控制。