CN104841699B - 热连轧厚度的具有增益分段控制的agc控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法,通过与测厚仪连接的计算机系统和AGC系统实施，该控制方法包括：通过测厚仪检测头部厚度信号；在头部运行延时n秒启动AGC；通过传感器实时检测厚度偏差；厚度偏差范围判断：在m秒内按照厚度偏差量取不同的增益系数KP；m秒后，按照另外一套厚度偏差划分区间取不同的增益系数KP；通过计算模块和数字模拟模块计算辊缝调节量；后机架辊缝调节量输出至限幅升速发生器；以及通过AGC系统闭环反馈控制生成的辊缝调节量，并送至位置调节器，完成辊缝调节以实时控制厚度。本发明可实现热连轧精轧厚度反馈分层、分段动态增益控制，以减少厚度超差和波动。

Description

热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法
技术领域
本发明涉及一种热轧带钢生产控制方法，具体说涉及一种热连轧机厚度自动反馈控制方法。
背景技术
板带厚度控制系统在整个生产过程居于十分重要的地位，控制的好坏直接影响到成品的质量及合格率。一般情况下，热轧带钢厚度控制主要在精轧过程中实现，而精轧的厚度自动控制手段是实现厚度精度控制的强有力工具。其中的厚度反馈控制是保证带钢全长厚度控制的关键。
厚度反馈控制原理是：在精轧机出口处设置X射线测厚仪，根据精轧出口测厚仪检测的厚度偏差量即出口板厚的绝对值与目标值之间的差值被反馈到各机架，以调整各机架辊缝和轧辊转速，从而使出口厚度差在允许的公差范围内达到最佳值。其厚度反馈控制的基本过程是在厚度监控调节器开始工作后，经过计算给出各个机架的辊缝调节量，分别发送到各个机架上去。
厚度监控的基本模型是一个积分调节器，进行厚度偏差的积分，其公式如下：
上式中：为厚度偏差值；In为辊缝调节量；kp为增益系数；
其中，厚度偏差：厚度检测值-厚度目标值，表示厚度实际偏离厚度目标的程度；增益：表示调节速度的参数，越大，调节速度越快，调节效果越显著。
该计算结果通过限幅和升速发生器之后，输送到压下系统的自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)系统，再通过转换，和AGC一起生成辊缝调节量送至位置调节器，完成辊缝调节。
厚度反馈控制属于闭环反馈控制，有较高的控制精度，被广泛采用在冷热连轧精轧机组上。现有技术的AGC控制流程如图1所示，包括：通过测厚仪检测头部厚度信号→在延时n秒后，使监控AGC启动→实时检测厚度偏差→后机架辊缝调节量输出→闭环反馈控制生成辊缝调节量送至位置调节器，完成辊缝调节以控制厚度。但现有技术存在以下问题：
1、增益系数设置单一，没有与厚度检测偏差量对应。在实际控制中，如果增益系数设置大，厚度测量偏差小时，容易出现AGC超调现象，导致厚度曲线出现震荡即厚度调节速度快导致厚度波动；反之，如果增益系数设置小，厚度检测偏差大时，往往调节速度不够而导致厚度无法及时调整到位，造成厚度超差。在后者情况下，带钢头部一段距离在前面机架已咬钢，后续机架咬钢之前处于失张状态，带钢没有前向张力的情况下，轧制力大导致轧辊弹跳大，厚度易超厚，而且头部冷点加剧了超厚程度。
在带钢厚度判定标准中规定，头部厚度若干米(约10m)内不能保证控制精度。对于厚度自动控制而言，这段距离也不能直接反映带钢厚度的真正设定情况，但是如果数据经过一定的处理，这段距离的厚度实际可对带钢真正设定情况起到很好的预测作用。举例如下：在无厚度反馈调节情况下，厚度曲线分为如下几种情况：
情况一：1s内厚度检测偏差超过0.3m，1s后厚度偏厚；情况二：1s内厚度检测偏差在0.1～0.3m，1s后厚度正常；情况三：1s内厚度检测偏差在小于0.1m，1s后厚度偏薄；情况四：1s内厚度检测偏差在小于0m，1s后厚度显著偏薄；
以上各种情况带来以下问题：
1)如果厚度反馈的头部启动时刻早，则：
情况一：厚度反馈调节较为及时，有利于厚度控制；
情况二：厚度反馈进行了没有必要的调节，会导致厚度有偏薄趋势；
情况三：厚度反馈调节方向和期望方向相反，导致厚度偏薄明显；
情况四：由于头部1s检测厚度偏差为负，调节方向正确，但较小的调节量根本无法保证1s后的厚度控制情况。
2)如果厚度反馈的头部启动时刻晚，则：
情况一：厚度反馈调节不及时，导致厚度较长距离偏厚；
情况二：此种情况AGC调节量较小，对厚度控制较好；
情况三：调节方向正确，对厚度控制较好；
情况四：调节方向正确，但较小的调节量根本无法保证1s后的厚度控制情况。
综上所述，在目前控制条件下，厚度反馈启动时刻设置早、晚都不能保证各种情况厚度合理的控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法，可热实现连轧精轧厚度反馈分层、分段动态增益控制，以减少厚度超差和波动。
本发明的热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法,通过与测厚仪连接的计算机系统和AGC系统实施，所述计算机系统设置有计算模块和数字模拟转换模块，所述计算机系统和AGC系统连接限幅升速发生器、位置调节器；热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法，包括：
通过测厚仪检测头部厚度信号；
在头部运行延时n秒启动AGC；
通过传感器实时检测厚度偏差；
厚度偏差范围判断：在m秒内按照厚度偏差量取不同的增益系数；m秒后，按照另外一套厚度偏差划分区间取不同的增益系数；
通过计算模块和数字模拟模块计算辊缝调节量；
后机架辊缝调节量输出至限幅升速发生器；
通过AGC系统闭环反馈控制生成的辊缝调节量，并送至位置调节器，完成辊缝调节以实时控制厚度。
所述计算模块是积分调节器。
所述厚度偏差范围判断是根据厚度检测偏差指定不同增益系数，厚度检测偏差量越大，指定大的增益系数越大。
本发明通过对精轧出口厚度控制情况进行分析，对厚度反馈增益进行分段控制，从而实现在需要厚度快速调节时实现机架辊缝的快速调节，而在需要缓慢调节的阶段保持稳定慢速度辊缝调节，防止超调和调节量不足，从而提高厚度控制的稳定性，减少厚度超差和波动。具体说，根据实时检测厚度偏差情况指定不同的调节增益，实现厚度偏差量大时快速调节和厚度偏差量小时缓慢调节，防止调节量不够或超调现象；根据带钢头部厚度控制特性，将头部和中尾部指定不同的调节增益判断标准。
附图说明
图1是现有技术的热连轧厚度的AGC控制方法的控制流程图；
图2是本发明一个实施例的热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法的控制流程图；
图3是图2所示的实施例方法中根据厚度检测偏差设定增益系数的示意图。
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。首先需要说明的是，本发明并不限于下述具体实施方式，本领域的技术人员应该从下述实施方式所体现的精神来理解本发明，各技术术语可以基于本发明的精神实质来作最宽泛的理解。图中相同或相似的构件采用相同的附图标记表示。
本发明的热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法，可热实现连轧精轧厚度反馈分层、分段动态增益控制，以减少厚度超差和波动。
在结合实施例说明本发明前需定义术语如下：厚度偏差：厚度检测值-厚度目标值，表示厚度实际偏离厚度目标的程度；增益：表示调节速度的参数，越大，调节速度越快，调节效果越显著。
本发明一个实施例的热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法,通过与测厚仪连接的计算机系统和AGC系统实施，所述计算机系统设置有计算模块例如积分调节器和数字模拟转换模块，所述计算机系统和AGC系统连接限幅升速发生器、位置调节器；如图2所示，该热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法包括以下步骤：
通过测厚仪检测头部厚度信号；
在头部运行延时n秒启动监控自动增益控制(AGC)系统；
实时检测厚度偏差；
厚度偏差范围判断：在m秒内按照厚度偏差量取不同的增益系数；m秒后，按照另外一套厚度偏差划分区间取不同的增益系数；
通过积分调节器计算模块和数字模拟模块计算辊缝调节量；
后机架辊缝调节量输出至限幅升速发生器；以及
通过AGC系统闭环反馈控制生成的辊缝调节量，并送至位置调节器，完成辊缝调节以实时控制厚度。
后机架辊缝调节量根据以下公式计算：上式中：为厚度偏差值；In为后机架辊缝调节量；In-1为前机架辊缝调节量；kp为增益系数
将以上各步骤归纳如下：
通过测厚仪检测头部厚度信号→在延时n秒后，使监控AGC启动→实时检测厚度偏差→厚度偏差范围判断,取增益系数KP1→后机架辊缝调节量输出→闭环反馈控制生成辊缝调节量送至位置调节器，完成辊缝调节以控制厚度→在延时m秒后，实时检测厚度偏差→再厚度偏差范围判断,取增益系数KP2→后机架辊缝调节量输出→再闭环反馈控制生成辊缝调节量送至位置调节器，完成辊缝调节以控制厚度。
在上述方法中，在头部运行延时n秒启动AGC后，在m秒内按照厚度偏差量取不同的增益系数；m秒后，按照另外一套厚度偏差划分区间取不同的增益系数；根据厚度检测偏差指定不同增益系数，厚度检测偏差量越大，指定大的增益系数越大。
其中参数设置原则如图3所示，归纳如下：
对于头部m秒的偏厚段，厚度检测偏差值对应KP调整参数设置要体现出头部对带钢设定情况的预测作用，厚度检测偏差值处于a2～a3之间，KP采用较小的调节量KP13，随着偏差值的逐步较大，调节量也逐步加大。
对于头部m秒后，对于KP调整参数设置按照厚度测偏差值进行设定，但厚度偏差量在b2～b3之间，采用较小的调节量KP23，随着偏差量的进一步加大，调节量也逐步较大。根据厚度检测偏差对于增益设置如表1所示。
表1
表中的推荐取值范围：
a1：450～550um；a2：250～350um；a3：-0.1～-0.05um；a4：-0.2～-0.1um
KP11>KP12>1>KP13；KP15>KP14>1>KP13；
KP21>KP22>1>KP23；KP25>KP24>1>KP23。
以下列举一个应用实例予以说明，以便能更清楚理解本发明的特点和效果。
在该应用实例中，带钢头部通过测厚仪检测到厚度偏差，延时0.2秒后AGC启动，此时判断厚度偏差≥0.3mm，采用增益系数3，0.8秒之后，厚度偏差≥0.2mm，增益系数4，厚度偏差下降到≥0.15mm，增益系数2，然后厚度偏差下降到≤0.15mm，增益系数0.8
综上所述，本发明通过对精轧出口厚度控制情况进行分析，对厚度反馈增益进行分段控制，从而实现在需要厚度快速调节时实现机架辊缝的快速调节，而在需要缓慢调节的阶段保持稳定慢速度辊缝调节，防止超调和调节量不足，从而提高厚度控制的稳定性，减少厚度超差和波动。具体说，根据实时检测厚度偏差情况指定不同的调节增益，实现厚度偏差量大时快速调节和厚度偏差量小时缓慢调节，防止调节量不够或超调现象；根据带钢头部厚度控制特性，将头部和中尾部指定不同的调节增益判断标准。
应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (3)

1.一种热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法,通过与测厚仪连接的计算机系统和AGC系统实施，所述计算机系统设置有计算模块和数字模拟转换模块，所述计算机系统和AGC系统连接限幅升速发生器、位置调节器；其特征在于，所述的热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法包括：
通过测厚仪检测头部厚度信号；
在头部运行延时n秒启动AGC；
通过传感器实时检测厚度偏差；
厚度偏差范围判断：在m秒内按照厚度偏差量取不同的增益系数KP；m秒后，按照另外一套厚度偏差划分区间取不同的增益系数KP；
通过计算模块和数字模拟模块计算辊缝调节量；
后机架辊缝调节量输出至限幅升速发生器；
通过AGC系统闭环反馈控制生成的辊缝调节量，并送至位置调节器，完成辊缝调节以实时控制厚度。
2.根据权利要求1所述的热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法，其特征在于，所述计算模块是积分调节器。
3.根据权利要求1所述的热连轧厚度的具有增益分段控制的AGC控制方法，其特征在于，所述厚度偏差范围判断是根据厚度检测偏差指定不同增益系数，厚度检测偏差量越大，指定大的增益系数越大。
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