CN107442574A

CN107442574A - 一种五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法

Info

Publication number: CN107442574A
Application number: CN201610375478.1A
Authority: CN
Inventors: 孙忠斌; 佟铁印
Original assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Current assignee: Bengang Steel Plates Co Ltd
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-12-08

Abstract

本发明涉及冷轧领域，具体为一种五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法。在冷连轧机自动化系统中，二级计算机一个最主要的功能，根据热轧钢卷PDI数据，机械及轧机特性参数和生产计划，计算出一级PLC系统控制所需要的预设定值和参数，而一级PLC系统将根据带钢跟踪功能，实时的把这些设定值传送给基础自动化各控制单元，完成对机组的预设定控制；它将给出以下设定值：各机架压下量、轧制力、辊缝值、各机架相对速度值、主令速度值、各机架间张力设定值、各机架弯辊力设定值、各机架窜辊位置设定值、冷却剂量设定及其它辅助设备的设定值，在动态变规格轧制期间还要进行FGC设定计算。从而，使轧机自动化系统具有更强的灵活性和安全可靠性。

Description

一种五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法

技术领域

本发明涉及冷轧领域，具体为一种五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法。

背景技术

尽管当今现代化地冷轧生产线，无论在自动化水平与自动化程度方面，同十年前相比有了长足地进步。但是这种高度地自动化，却给单体设备及整个自动化系统运行的可靠性带来更高的要求。因为生产线任何一个工艺设备和控制环节出现问题，都会造成整条生产线停产。

轧机甩架轧制功能的研发，对于提高冷连轧机组效率，应对突发性的轧机设备故障，保证生产连续进行，有重要的现实意义。同时，在技术上，对轧机的过程计算机控制，PLC控制也有了更高的要求。在科技创新的新形势下，如何在保证产品质量的前提下，设计出合理的轧制计算架构，实现甩架轧制是摆在冷轧技术人员面前重大的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，解决了不备用轧机价格昂贵的主要备件(包括机械、电气)，又能保证在这些部件出现问题时生产线能够照常生产这个矛盾。这一问题的解决大大降低了企业备件费用占用的资金，给企业带来可观的经济效益，同时使轧机自动化系统具有更强的灵活性和安全可靠性。

本发明的技术方案是：

一种五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，具体过程如下：

在冷连轧机自动化系统中，二级计算机一个最主要的功能，根据热轧钢卷PDI数据，机械及轧机特性参数和生产计划，计算出一级PLC系统控制所需要的预设定值和参数，而一级PLC系统将根据带钢跟踪功能，实时的把这些设定值传送给基础自动化各控制单元，完成对机组的预设定控制；它将给出以下设定值：各机架压下量、轧制力、辊缝值、各机架相对速度值、主令速度值、各机架间张力设定值、各机架弯辊力设定值、各机架窜辊位置设定值、冷却剂量设定及其它辅助设备的设定值，在动态变规格轧制期间还要进行FGC设定计算。

所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，二级计算机预设定计算的总流程，由轧制规程设定、张力设定、功率设定及功率平衡检验、动态变规程设定功能组成，在设计甩架轧制过程中，对其中的轧制规程设定、功率平衡检验、FGC设定作了修改，使其满足5机架变4机架的轧制要求。

所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，轧机段轧制数据的重新设定：甩架轧制投入运行时，轧机段基本数据设定的程序需要重新进行数据设定，数据设定过程中剔除了被甩机架数据；这样，在甩架轧制运行过程中，所有的设定数据，进行了重新的运算。

所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，动态变规格的数据重新设定：在两个不同产品轧制的切换过程，需要一个轧机轧制的过渡状态来实现轧机的平稳过渡；一是确定被甩机架号，二是重新进行动态变规程设定；在动态变规格中，确定厚度偏差及厚度偏差率对轧机进行正确的设置。

所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，功率平衡状态下的初始压下率设定：连轧机组设定轧制规程的中心问题是合理分配各架压下量，确定各架实际轧出厚度，既是确定各架压下规程；甩架轧制的过程计算机系统将经验法和能耗法加以结合，即先用经验资料设定初始轧制规程，再借用能耗分配的原则来修正轧制规程。

所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，甩架后PLC程序修改的内容如下：利用#1、#2、#3和#5这四个机架进行轧制，各个机架的负荷分配要比5个机架时变大，二级计算机需重新研发四机架轧制时的机组预设定程序，即各机架的负荷分配等程序重新进行计算，并将计算结果发送给一级系统；然后通过一级将指令传送给液压压上系统进行轧制力输出控制。

所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，压下率分配的调整如下：通过程序计算四机架压下率，保证功率平衡的情况下，单机架压下率不超过40％。

所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，甩架后，各机架所分配的压下率略有提高，轧制力增加，为保证轧制顺利，增加乳化液浓度为3.5wt％，提高乳化液温度为58℃，从而提高润滑能力。

本发明的设计思想是：

1、在二级计算机实现的过程自动化控制方面，主要有：

(1)由于原有二级数学模型使用的参数都是只适用于五机架的，为了实现甩架轧制计算，首先需要将二级数学模型所使用的所有电气设备参数，按照甩架的具体情况重新进行设定。

(2)在不改变目标厚度的情况下，需要重新考虑各机架功率负荷分配的问题。数学模型中功率负荷分配与轧制力的计算是一种耦合迭代的关系，由于甩架，原有的机架间功率平衡关系被打破，在计算四个机架状态下的轧机各机架压下量、轧制力、带钢张力、机架速度等轧制模型结果时，极有可能发生计算不收敛的问题。

虽然最简单的方法是调整带钢的目标厚度，但这样就无法满足产品需求。还有一个方法是增加模型计算步骤，延长系统计算时间，以求最终得到收敛的结果。但是，这么做不仅会增加二级服务器系统负担，而且并不能完全解决问题。因此，本发明采取了在考虑甩架的情况下重新设置和调整变形抗力和摩擦力计算参数，进而重新计算轧制力的方法。最终，实现了在不增加计算步骤和计算时间的情况下达到计算收敛的目的。

(3)由于甩架轧制实际上是一种异常轧制状态，其轧制结果不适用于五机架数学模型的自适应调整。因此，本发明增加了模型自适应自动切换功能，只要用户设定是否甩架轧制，二级数学模型就能够自动开启和关闭自适应功能。

(4)由于减少了一个机架，无论模型计算的结果(预设定值)还是各个电气设备实测值的数据存储，都需要有相应的存储位置改变，在内存表格设计上重新进行调整。

2、在一级PLC基础自动化方面，主要有：

(1)轧机的运行条件和运行方式需要变更，针对被甩机架的轧制连锁条件，以及其他机架间的连锁关系需要更改。

(2)电气设备、传感器的检测条件需要变更，检测结果的过滤条件需要修正。

(3)焊缝跟踪的时间和计算步长需要放宽。

(4)机架间张力平衡关系需要重新进行检定。

(5)由于甩架，秒流量计算误差加大，需要将秒流量AGC模式自动切换到传统AGC模式。

本发明的优点及有益效果是：

1、本发明在自动化一级系统和自动化二级系统，同时还需要针对甩架后的机架能力进行核算，确定原产品大纲中哪些规格产品甩架后可以轧制，哪些规格产品甩架后不能轧制。为了甩架轧制功能能够方便的选择和操作，本发明确定通过一个在计算机终端画面上的软开关来实现选择甩掉的是那个机架及甩架功能投入否。

2、本发明在二级计算机部分根据甩架轧制的功能要求，考虑开发以下主要的应用程序：确定甩架的机架号。在四个机架状态下，考虑各机架马达功率平衡条件下的，轧机各机架压下量、轧制力、带钢张力、机架速度等预设定参数的计算。四个机架状态下二级预设定数据的存储及分配。四个机架状态下二级系统的物料跟踪程序。二级系统的自学习及自适应功能的关断处理。本发明在一级PLC部分开发以下主要的应用程序：四个机架状态下轧机各机架运行方式控制及运行条件检测应用程序、四个机架状态下轧机机架压上、机架间张力控制、动态变规格控制应用程序、四个机架状态下秒流量AGC模式切换到传统AGC方式的控制、四个机架状态下带钢的焊缝跟踪和预设定分配程序。从而，在五机架自动化控制系统的基础上，研发一个具有甩架轧制功能的五机架自动化控制系统。在甩架状态下进行生产时，四个机架的轧制能力可以达到覆盖原产品大纲的90％规格产品。

3、本发明五机架自动化控制系统中包含了四机架轧制的控制功能后，就使得原有自动化系统的灵活性和可靠性大大增强。从实际应用效果看，有了轧机甩架轧制功能后，不必担心由于没有轧机主电机或齿轮轴等价格昂贵的设备备件，给企业带来的设备运行风险。在轧机的机械或电气部分出现故障由于备件原因无法恢复，以及疑难设备故障在短时内不能排除，且生产任务要求紧急时投入甩架轧制功能就能保证生产的正常进行。因此，有了轧机甩架轧制功能后，可以大幅度的降低企业备件费用占用的生产成本，给企业带来实在的效益。

附图说明

图1为本发明二级计算机预设定计算的总流程。

图2为本发明以hi作为自变量、对数比压下率srtr作为因变量的函数曲线。

图3-图4为本发明AGC/ATR构成图。其中，图3为#5FB AGC(Bright)(光辊)；图4为#5FB AGC Dull(毛辊)。

图5-图6为本发明秒流量AGC示意图。图5为Bright(光辊)；图6为Dull(毛辊)。

具体实施方式

在五机架冷连轧机组自动化系统中，包含四机架轧机配置的控制功能，是本发明的技术关键，实现五机架冷连轧机组甩架轧制，其研发的工作量及技术难度，主要集中在自动化系统的二级过程控制计算机和一级PLC部分并且进行了工艺调整。

在冷连轧机自动化系统中，二级计算机一个最主要的功能，是根据热轧钢卷PDI数据，机械及轧机特性参数和生产计划，来计算出一级PLC系统控制所需要的预设定值和参数，而一级PLC系统将根据带钢跟踪功能，实时的把这些设定值传送给基础自动化各控制单元，完成对机组的预设定控制。它将给出以下设定值：各机架压下量、轧制力、辊缝值、各机架相对速度值、主令速度值(穿带及稳态轧制)、各机架间张力设定值、各机架弯辊力设定值、各机架窜辊位置设定值、冷却剂量设定及其它辅助设备的设定值。在动态变规格轧制期间还要进行FGC设定计算。

一、二级计算机部分的功能开发

如图1所示，二级计算机预设定计算的总流程，它主要由轧制规程设定、张力设定、功率设定及功率平衡检验、动态变规程设定(FGC)等功能组成，在设计甩架轧制过程中，主要对其中的轧制规程设定、功率平衡检验、FGC设定作了修改，使其满足5机架变4机架的轧制要求。下面将分三个方面阐述，轧机甩架轧制的计算机过程控制的设计与实现。

1.轧机段轧制数据的重新设定

甩架轧制投入运行时，轧机段基本数据设定的程序需要重新进行数据设定。数据设定过程中剔除了被甩机架数据，具体参考如下程序：

For(i＝0；i<LASTST+1；i++){对所有机架进行循环运算

If(i<LASTST&&i！＝dummy){如果所计算的机架不是甩掉的机架，进行数据设定，数据设定包括：

Motw,ds[i]＝(short)((tcmcal->pct.ds[i]*1000.0)+0.5)；//辊缝偏差设定

Motw,vr[i]＝(short)((tcmcal->pct.vi[i])+0.5)；//轧机速度设定

Motw,sf[i]＝(short)((tcmcal->pct.sf[i]*100000)+0.5)；//摩擦系数设定

Motw,p[i]＝(short)((tcmcal->pct.p[i]/1000.0)+0.5)；//轧机轧制力设定

Motw,wrb[i]＝(short)((tcmcal->pct.wrb[i]*10)+0.5)；//工作辊弯辊力设定

Motw,imrb[i]＝(short)((tcmcal->pct.imrb[i]*10)+0.5)；//中间辊弯辊力设定

Motw,h[i]＝(short)((tcmcal->pct.h[i]*1000)+0.5)；//带钢经过机架的厚度设定

Motw,stb[i]＝(short)((tcmcal->pct.stb[i]*10)+0.5)；//机架间张力设定

Motw,it＝(short)((tcmcal->pct.it[i]/1000)+0.5)；//带钢延伸率设定

Motw,gain＝(short)((tcmcal->pct.gain[i]/1000)+0.5)；//控制增益设定

这样，在甩架轧制运行过程中，所有的设定数据，进行了重新的运算。

2.动态变规格(FGC)的数据重新设定

在两个不同产品轧制的切换过程，需要一个轧机轧制的过渡状态来实现轧机的平稳过渡。同理甩架轧制时动态变规程也是设计过程中考虑的重点之一。这里需要2个步骤进行设计。

一是确定被甩机架号，二是重新进行动态变规程设定。在动态变规格中，厚度偏差是重点考虑的变量。确定了厚度偏差及厚度偏差率就可以对轧机进行正确的设置。而Suc100()是确定厚度偏差厚度偏差率的关键程序：

Suc100()

{\

//*轧制规程重新计算*//

If(mldtw.tcmcal.mflag.bmod.thremd＝＝0/如果系统切换到FGC计算模式//

&&mldtw.tcmcal.pcf.h[0]>＝1.0)/并且厚度设定状态正常FGC计算开始。

For(i＝2,k＝2；i<mlmods_ix_g->lastst；i++,k++){从2到4架循环运算

Dmycnt(mlmods_ix_g->dummy,&k)；确定空闲机架号

If(fabs(deltah[i])*1000.0>(float)ml018c_ix_g->ds[k])如果机架间的厚度偏差绝对值大于缝偏差的设定值

if(deltah[i]>0.0){如果机架间厚度偏差为正

deltah[i]＝((float)ml018c_ix_g->ds[k]/1000修正厚度偏差为辊缝偏差设定值

}

if(deltah[i]<0.0){如果机架间厚度偏差为负值

deltah[i]＝((float)ml018c_ix_g->ds[k]/1000修正厚度偏差为辊缝偏差设定值相反数

}

If(fabs(deltah[i]/mldtw.tcmcal.pct.h[i])*1000.0>如果厚度偏差率绝对值大于辊缝偏差率

(float)ml018c_ix_g->ratio[i]){

if(deltah[i]>0.0){如果机架间厚度偏差为正值

deltah[i]＝mldtw.tcmcal.pct.h[i]*

((float)ml018c_ix_g->ratio[k])/1000修正厚度偏差率为辊缝偏差率设定值

}

if(deltah[i]<0.0){如果机架间厚度偏差为负值

deltah[i]＝mldtw.tcmcal.pct.h[i]*

((float)ml018c_ix_g->ratio[k])/1000修正厚度偏差率为辊缝偏差率设定值相反数

}

Mldtw.tcmcal.pct.h[i]＝mldtb.tcmcal.pct.h[i]–deltah[i]；下一机架设定值＝厚度实际值–厚度偏差--

}

3.功率平衡状态下的初始压下率设定

3.1功率平衡检验

连轧机组设定轧制规程的中心问题是合理分配各架压下量，确定各架实际轧出厚度，既是确定各架压下规程。制定连轧机组压下规程的方法有很多，常用的是经验法和能耗法。甩架轧制的过程计算机系统将这两种方法加以结合，即先用经验资料设定初始轧制规程，再借用能耗分配的原则来修正轧制规程。

能耗分配的原则同样遵循连轧机组分配各架压下量的原则，把压下量尽可能集中在前几架。中间架充分利用设备能力，给予尽可能大的压下量和轧制速度，以在最大的程度上提高整体生产率，在后几架，特别是末架轧机上为了保证板型，厚度精度及表面质量，压下量逐渐减小，甚至为零，因此可以作为经验值分配后的修正手段是可行的。应用功率平衡分配法，让每架轧机轧制时所消耗的功率平衡甚至相等，为了达到最大的轧制速度，分配时应尽量使各架轧机达到最大功率，这是电机符合平衡非常重要的一点(在甩架轧制时，只要把空闲的机架抛掉即可)。基本设定计算程序利用初始轧制规程计算轧机设定数据，其后利用“功率平衡”检验由它们得出的电机功率平衡是否良好。如果不满足要求，将修正轧制规程直至电机功率平衡满足要求，参看如下程序：

dmycnt(mlmods_ix_g->dummy,&k)；/*判断空闲机架号，抛出该架设定*/

if(opin[k]＝＝0&&srerr[i]＝＝0){

avghpb＝(avghpb*(nn-1.0)+(hpbw[i]/opdt[k]))/nn；

nn＝nn+1.0；/*计算功率平衡比的平均值*/

.......

for(i＝1,k＝1；i<mlmods_ix_g->lastst-balance-swk+dummy；i++,k++)

{

dmycnt(mlmods_ix_g->dummy,&k)；确定空闲机架号

if(opinp[k]＝＝0&&srerr[i]＝＝0)

{

hpbw[i]＝hpbw[i]/avghpb/opdt[k]；/*计算机架功率平衡系数*/

}

.......

}

总结上面一段程序可以得出功率平衡计算公式：

H_PRATEI＝H_pi/H_pmaxi

H_PA＝对H_PRATEI/Ai/(L-1)求和

Bal_i＝H_PRATEI/Ai/H_PA

如果1-α<Bal_I<1+α

则电机功率平衡满足要求，否则不满足要求。

其中，H_PRATEI——第i架的电机功率比(i＝2到4)；H_pi——第i架的电机功率计算结果；H_pmaxi——第i架的电机功率最大值；H_PA—H_PRATEI的平均值；Bal_i—第i架的电机功率平衡系数；L—机架号；α—公差(常值0.03，即3％)；Ai—常数或操作人员的输入值(0.5-1.5)。

3.2初始压下率设定

轧制规程中最重要的是初始压下率设定，设计甩架轧制的初始压下率也是主要考虑的问题之一。

If(mlmode_ix_g->dummy＝＝1)/*存在空闲机架状态*/

If(smode＝＝2){/*甩架计算模式下*/

for(i＝0；i<mlmode_ix_g->last-dull&&i！＝dmycnt(mlmods_ix_g->dummy,&k)

i++)/*抛出空闲机架循环运算，如果末架是毛辊方式，则为1到4架循环*/

{

Srtr[i]＝log(pctb->h[i]/pct->h[0])/log(pctb->h[mlmods_ix_g->lastst-dull]/

Pctb->h[0])；

/*各机架对数压下率计算*/

}

for(i＝0；i<mlmode_ix_g->lastst；i++){/*从1架到5架循环*/

if(srtr[i]<＝0.0||(srtr[i]>1.0){/*压下率不在正常范围内*/

memcpy(srtr,ml008c_ix_g)

在存在空闲机架状态下，设定计算模式并没有大幅改动，只是抛掉了空闲机架运算，首先读取正常模式下的压下率表，然后抛出空闲机架，修正压下率。

程序的压下率常数表在ml008c_ix_g文件中，计算机可以正常读取。当轧制规程表设定的压下率超过合理范围时，采取对数比修补措施。

当存在空闲机架(甩架状态)时，需要对读取的压下率进行调整。由于表中给出的是正常五机架的轧制压下率，本着“首架大压下，末架大轧制力”的原则，此机架之前的机架就要更多的分担原来的压下总量，于是程序中利用了“平均值迭代算法”，巧妙地将此部分空余的压下转移到前面机架至中去，即利用第i架和第i+1架对数比压下率平均值作为第i架的对数比压下率。其中，规程设定末架的对数比压下率为1，具体公式如下：

x_k＝(x_k+y)/2

其中，x_k——迭代变量；y—迭代目标值。

公式中采用的迭代公式为一阶迭代方法中的均值迭代，亦是优化算法中直线搜索的一种方法。这里，头两架的对数比压下率修正均采用了迭代的方法，只有规程末架为设定值1.0，所以在首架迭代过程中，实际上是将迭代计算的机架对数比压下率视为x_k，而下一架的对数比压下率视为常数y，这样连续迭代三次令x_k趋近于y；同理，下架对数比压下率则趋近于规程设定末架的定值1.0。观察图2发现，对数比压下率为1.0代表完全分配到目标厚度的负荷，通过这样的传递即将原始的空闲机架压下传递分配到头两架，这是符合负荷分配“三原则”的。

对数比压下率修正说明：

这是在上述通过轧制规程表设定的压下率超过合理范围时采用的补救措施。程序中给出了对数比压下率的正常范围，与正常定义下的压下率相同，即[0,1]。如果以hi作为自变量，而对数比压下率srtr作为因变量，此函数的曲线大致趋势如图2所示。这里采用的入口厚度为3.0mm，出口厚度为2.0mm，第i架的厚度范围为[0.3mm，2.5mm]。图中显示的对数比压下率范围在-0.2到1之间，然而从给出的前提条件可以看出，各机架的出口厚度应该不超过轧机入口厚度，即3.0mm，因此合理范围最小为0；同理各机架的出口厚度也不能小于轧机出口厚度，因此最大值为1。

3.3.压下率设定范围检测

为了保证最终设定的压下率合理可行，前面的程序进行了合理范围检测，而末架却未得到处理。这是因为末架的压下率是通过常数表直接调用的，必须在保证在合理范围(0，1)。如果末架压下率达到1.0，则标识位bsnb.draftng会被置1，表明轧制规程设定出错。

各机架的出口厚度：

由于前面设定采用都是对数比形式的压下率，为了得到最终的出口厚度，就需要进行如下的转换：

h[i+1]＝h₁*exp(srtr[i]*lnα)

这里的α是分两种情况，通过如下公式计算的：

末架为毛辊轧制模式，则末架压下率srd大于0，因此轧制规程设定中的末架为末二架，因此整体压下率需要抛除末架的压下量，计算如下所示。

α＝h_f/h_l/(1.0-sdr)

末架为光辊轧制，则末架无压下，sdr为0，计算公式如下：

α＝h_f/h_l

若计算得出的整体压下率α小于等于0，则bsnb.draftng会被置1，表明轧制规程设定出错。

总之，在设计甩架轧制的计算机过程控制中，始终要考虑轧制平衡和功率平衡两个约束条件，在生产突发性的事故中能够保证生产顺利进行，同时产品质量得到保障。

二、一级系统对于甩架轧制的功能研发

1.甩架后PLC程序修改的主要内容如下：(以甩掉四机架为例)

1.1各机架负荷分配

由于是利用#1、#2、#3和#5这四个机架进行轧制，各个机架的负荷分配要比5个机架时变大，二级计算机需重新研发四机架轧制时的机组预设定程序，即各机架的负荷分配等程序重新进行计算，并将计算结果发送给一级系统。然后通过一级将指令传送给HYROP(液压压上)系统进行轧制力输出控制。由于将原来5个机架负荷分配改成4个机架进行板厚目标值控制，因而轧机出口厚度和带钢板形与正常5机架轧制相比会有所差异。另外，有部分规格的产品生产大纲需要进行变更(主要是指极限规格的产品)。

1.2.对一级系统各机架所采集的数据及设备投入情况进行调整

1)#3和#4机架出口厚度控制目标值相同；

2)SSRH3与SSRH4相同；

3)#34和#45之间张力相同，利用#45架间张力仪进行数据检测。

4)#34和#45之间轧制时检测带钢速度相同，利用4架处理测速仪进行现场数据检测与传输。

5)将4机架主电机的传动系统停电，执行“#4MAIN CIRCURT OFF”；

6)将4机架的HYROP(液压压上)系统甩掉，执行“HYROP MASTER OFF”；将HYROP REF强制为“0”；

7)#2、#3、#5AGC GAIN(增益调整项)修改为100％；

8)将4机架乳化液喷射系统停止；

9)将运行指令(N.STOP&Q.STOP)中有关#4STD联锁信号利用软开关进行强制，具备转车条件；

10)将#45断带信号以及张力偏差信号进行强制。

1.3PLC软开关设定

软开关的功能是可以实现正常轧制和甩架轧制功能快速切换，即需要在PLC程序中设定一个软开关，甩架轧制时将软开关投入，利用修改后的PLC程序进行参数运算控制，同时还包括一些联锁条件的强制功能等，以实现甩架轧制。

1.4AGC模式选择：

1)选择CONV AGC(常规模式)和#2FF,#5FB从HMI画面，不利用MFAGC(秒流量模式)。

2)#1机架AGC模式不变，采用原来的控制方式

3)ACC/DEC RATE(加减速率)选择”LOW”RATE。

1.5转车时注意事项：

刚开始转车时一定要低速进行，同时要监控架间张力和各架出口厚度，发现异常及时进行增益调节，等各项数据趋于正常后方可进行升速轧制。

2.甩架后各机架AGC(厚度控制)的PLC程序修改

通过修改后的AGC控制流程图能够直观地看到针对甩架后各机架板厚控制的变化点。

2.1AGC/ATR构成图

2.1.1如图3所示，#5FB AGC(Bright)(光辊)：

(1)使用软开关将M54的输出转换到3架的输出来进行控制。

(2)3-5架间的张力控制是通过ATR/ATL45来实现的。

(3)速度ATL45调节是通过软开关将其输出转换到3机架上。

(4)以上控制是以甩4架为例，甩#2～#4机架采取同样方案。

2.1.2如图4所示，#5FB AGC Dull(毛辊)：

(1)最末端的机架使用毛辊时，只有M51、M52参与调节进行控制。

(2)3-5机架间的张力控制是通过速度ATR45来是实现的。

(3)速度ATR45是通过软开关将输出转换到3机架的。

(4)以上控制是以甩4架为例，甩#2～#4机架采取同样方案。

2.2MF AGC(秒流量AGC)

2.2.1如图5所示，Bright(光辊)：

(1)通过软开关将MF5的输出转换到3机架的。

(2)3-5机架间的张力控制是通过ATR45/ATL45来实现的。

(3)通过软开关将速度ATL45的输出转换到3机架。

(4)为了不考虑4机架MFG计算，将4机架接到3机架上进行跟踪，这样就把MFG跟踪作为4机架的跟踪。

(5)利用X4D的MFG适应性，将X4D切换到MFG3的适应性。

(6)以上控制是以甩4架为例，甩#2～#4机架采取同样方案。

2.2.2如图6所示，Dull(毛辊)：

(1)最后机架使用毛辊轧制的时候，只有MF2、MF3控制。

(2)3-5机架间的张力控制是通过速度ATR45来实现的。

(3)通过软开关将速度ATL45控制结果的输出转换到3机架上。

(4)为了不考虑4机架MFG计算，将4机架转到3机架上进行跟踪，这样就把3机架MFG跟踪作为4机架的跟踪。

(5)利用X4D(四架出口测厚仪)的MFG适应性，将X4D切换到MFG3的适应性。

(6)为了确定最终板厚，通常是以4机架出口侧板厚作为基准的，但是在甩掉4机架进行轧制时，就将其变更，以3机架的出口侧厚度作为厚度的基准。

(7)以上控制是以甩4架为例，甩#2～#4机架采取同样方案。

3.甩架试车工作及遇到的技术难点

3.1无负荷试车

为了检测甩架后PLC程序的运行情况，首先将轧机入口设备(6#张力辊)、各个机架主电机、轧机出口设备(板形辊电机、出口导向辊电机、卷曲机)进行轧机区域所有主要设备的联合试车。

另外，在无负荷试车时，需要将一些设备的投入运行信号进行强制，强制信号的具体内容有：

1.将轧机入口NO.7CPC和NO.8CPC运行投入信号进行强制；

2.各个机架测厚仪投入运行信号进行强制；

3.各个机架间张力，轧机入口张力强制为无张力进行无负荷试车。

3.2试车时遇到的技术难点及突破方法

3.2.1试车过程中技术难点

在起车以50mpm进行轧制过程中，机架间张力波动大，导致断带信号的产生，但实际上并没有断带，导致轧制作业无法正常运行，这是轧制过程中最容易出现的，也是最担心的问题。

3.2.2突破方法

通过MICA TRACE(数据跟踪曲线)进行分析，发现此现象产生的原因出现在STALL ATR控制方面：由于轧机出口速度(5STD)＞50mpm程序将STALLATR CONTROL--→AGC CONTROL，当程序切换到AGC CONTROL时张力调节将会根据MASS FLOW(秒流量)控制进行，其机架间张力控制相应速度及调节速度快，就会出现各机架间张力频繁调节，导致变化幅度大；另外，还有一个原因就是各个机架的S-ATR LIMIT(静态张力极限值)比较小，也是导致机架间张力调节频繁的原因。

解决上述问题的方法是：首先，将S-ATR CONTROL--→AGC CONTROL的切换速度界限扩大：48mpm--→52mpm，即在升速之前以50mpm速度转车时始终以S-ATR控制，当轧制的带钢厚度达到目标值后将轧机升速，切换到AGCCONTROL；其次，将S-ATR LIMIT的范围变大，使得机架间张力调节及相应时间变慢，最终能够使机架间带钢张力逐渐趋于稳定，然后进行升速轧制。

三、工艺方面调整

1、压下率分配的调整如下：

通过程序计算四机架压下率，保证功率平衡的情况下，单机架压下率不超过40％，对CQ级别及IF钢进行了压下率调整。典型规格见下表：

2、润滑及冷却工艺的调整

甩架后，各机架所分配的压下率略有提高，轧制力增加，为保证轧制顺利，增加乳化液浓度，提高乳化液温度，从而提高润滑能力。

项目	5机架浓度控制	4机架浓度控制
			浓度(wt％)	2.5	3.5
温度(℃)	55	58

调整后润滑状态正常，轧制状态正常。

实施例结果表明，在原五机架冷连轧机组自动化系统中，增加轧机甩架轧制功能，在技术上是可行的。实现“五架改四架”轧制工艺，在二级计算机系统中，要重点解决四个机架轧制时，每个机架的负荷重新分配，即机架马达功率平衡问题。同时也要考虑轧机动态变规格时，中间轧制规程的计算，具体的研发内容是设计开发针对四机架轧制时的预设定计算程序。由于轧机甩掉某个机架后，现场检测仪表(包括张力仪、测厚仪、压力传感器等)、主电机等主要设备的投入情况也将随之改动。因此，自动化一级PLC和HYROP-F(液压压上)系统将对AGC、机架间张力、辊缝控制等进行重新调整设计。对于轧机段的带钢跟踪、预设定分配、及运行条件检测等，也必须要开发出针对四机架轧制时的处理程序。经过项目研发后的现场调试及几个月的运行实践证明，甩架轧制时产品质量能够达标，且机组生产能力能够覆盖原产品大纲90％的范围，因此项目研发是成功的。这项技术创新对于应对轧机自动化系统的突发事故，最大限度发挥机组能力，增强系统的安全性和可靠性将是一个有力的保障。

Claims

1.一种五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，具体过程如下：

2.按照权利要求1所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，二级计算机预设定计算的总流程，由轧制规程设定、张力设定、功率设定及功率平衡检验、动态变规程设定功能组成，在设计甩架轧制过程中，对其中的轧制规程设定、功率平衡检验、FGC设定作了修改，使其满足5机架变4机架的轧制要求。

3.按照权利要求2所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，轧机段轧制数据的重新设定：甩架轧制投入运行时，轧机段基本数据设定的程序需要重新进行数据设定，数据设定过程中剔除了被甩机架数据；这样，在甩架轧制运行过程中，所有的设定数据，进行了重新的运算。

4.按照权利要求2所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，动态变规格的数据重新设定：在两个不同产品轧制的切换过程，需要一个轧机轧制的过渡状态来实现轧机的平稳过渡；一是确定被甩机架号，二是重新进行动态变规程设定；在动态变规格中，确定厚度偏差及厚度偏差率对轧机进行正确的设置。

5.按照权利要求2所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，功率平衡状态下的初始压下率设定：连轧机组设定轧制规程的中心问题是合理分配各架压下量，确定各架实际轧出厚度，既是确定各架压下规程；甩架轧制的过程计算机系统将经验法和能耗法加以结合，即先用经验资料设定初始轧制规程，再借用能耗分配的原则来修正轧制规程。

6.按照权利要求1所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，甩架后PLC程序修改的内容如下：利用#1、#2、#3和#5这四个机架进行轧制，各个机架的负荷分配要比5个机架时变大，二级计算机需重新研发四机架轧制时的机组预设定程序，即各机架的负荷分配等程序重新进行计算，并将计算结果发送给一级系统；然后通过一级将指令传送给液压压上系统进行轧制力输出控制。

7.按照权利要求1所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，压下率分配的调整如下：通过程序计算四机架压下率，保证功率平衡的情况下，单机架压下率不超过40％。

8.按照权利要求1所述的五机架冷连轧机组自动化系统甩架轧制的控制方法，其特征在于，甩架后，各机架所分配的压下率略有提高，轧制力增加，为保证轧制顺利，增加乳化液浓度为3.5wt％，提高乳化液温度为58℃，从而提高润滑能力。