CN107486472B - 一种活套控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活套控制方法，主要用于控制热轧过程中活套的抖动。通过实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值；根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数；根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值，将套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中。本发明主要根据实时检测到的实际套量与设定套量的偏差值进行套量PI控制器的比例系数的实时调整，使得套量PI控制器的比例系数可以根据实际套量与设定套量的瞬时偏差进行实时变化，达到快速高效调整的目的，以用于降低活套的抖动程度，提高活套实际套量偏差的调节效率。

Description

一种活套控制方法
技术领域
本申请涉及热连轧领域，尤其涉及一种活套控制方法。
背景技术
热轧带钢厚度振荡导致厚度命中率下降严重，提高带钢厚度稳定性可以提高带钢厚度命中率，厚度轧制精度，从而生成出高质量的热轧带钢产品。进而提高热轧生产线的稳定生产和效益。
造成带钢厚度振荡的原因有很多，比如设备原因，加热炉温度控制均匀性，AGC调节和活套振荡等。
活套主要用于控制热轧带钢的套量和张力的稳定。在热轧过程中，辊缝和速度的调节影响秒流量，秒流量的变化引起活套的调节变化，同时活套对套量和张力进行调节，张力的改变影响轧制力的变化，AGC进行轧制力控制时对辊缝和厚度进行调节，又会影响秒流量，而活套的抖动会引起带钢的厚度波动。
目前有很多控制带钢厚度振荡的方法。例如，通过调整轧辊线速度，对活套套高进行调节，从而调节套量和张力，但未考虑活套抖动的情况。再例如，预测带钢的跑偏趋势，预防带钢跑偏加剧，避免造成断带等。但是该装置没有考虑活套的抖动情况。
发明内容
鉴于目前关于厚度波动控制及活套的相关发明没有考虑活套抖动控制方法，所以我们发明一种活套控制方法，对活套抖动进行有效快速的控制，从而提高活套在热轧过程中的稳定性，生成出厚度波动小，高质量的板带产品，从而可以提高厚度的稳定性，提到带钢质量和产线效益。
本发明公开了一种活套控制方法，所述方法包括：
实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值；
根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数；
根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值，将所述套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中。
优选的，所述实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值，具体包括：
利用公式ΔS＝|Sact-Sset|计算实际套量与设定套量的差值；其中，ΔS为所述实际套量与所述设定套量的差值的绝对值，Sact为所述实际套量值，Sset为所述设定套量值。
优选的，所述根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数，具体包括：
根据所述实际套量值与所述设定套量值之间的差值的绝对值，利用公式Spercent＝ΔS/Sact求得实际套量超差的百分数；其中，Spercent为套量实际值与计算值超差量的百分数。
优选的，所述根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值，包括：
基于实际套量超差的百分数与套量PI控制器的比例系数值的对应关系，和所述实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值。
优选的，实际套量超差的百分数与套量PI控制器的比例系数值的对应关系为：
其中，x为实际套量超差的百分数，y为套量PI控制器的比例系数值的对应关系。
优选的，所述根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值之后，所述方法还包括：
利用套量PI控制器的比例系数范围对套量PI控制器的比例系数值进行判断。
优选的，所述利用套量PI控制器的比例系数范围对套量PI控制器的比例系数值进行判断，包括：
利用套量PI控制器的比例系数范围【1，11】对套量PI控制器的比例系数值进行判断；
若超过极限则按极限值取值；
将PI控制器的比例系数值进行实时调整和赋值，从而可以在线调整活套的调节能力，增加活套控制的快速性和稳定性。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种活套控制方法，主要用于控制热轧过程中活套的抖动。通过实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值；根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数；根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值，将套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中。本发明主要根据实时检测到的实际套量与设定套量的偏差值进行套量PI控制器的比例系数的实时调整，使得套量PI控制器的比例系数可以根据实际套量与设定套量的瞬时偏差进行实时变化，达到快速高效调整的目的，以用于降低活套的抖动程度，提高活套实际套量偏差的调节效率。
附图说明
图1为本发明实施例中一种活套控制方法的实施过程图；
图2为本发明实施例中一种活套控制系统的示意图。
具体实施方式
在热轧板带过程中，板带厚度会发生波动，为了降低和避免这种厚度波动，通过发明一种活套控制方法进行活套抖动的控制。从而降低活套的抖动程度，提高活套实际套量偏差的调节效率。使得活套可以快速降低实际套量与设定套量的偏差，进入平稳状态，减少厚度波动，进而改善热轧带钢的厚度波动。
热轧带钢厚度波动是通过提高活套套量的调节效率来进行控制的。故而，本发明的控制方法需要修改活套的一级控制程序，并将本发明的控制方法嵌入到一级活套套量控制中。
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
在热轧板带过程中，活套的抖动会引起带钢的厚度波动。因此，发明一种新的活套控制方法，用于控制热轧过程中活套的抖动。在轧制板带时，二级计算机控制系统会下发轧制该钢种和规格的设定套量值。在轧制过程中，一级会通过闭环反馈调节维持套量的稳定。使得实际套量值维持在设定套量值。
但是，当活套控制系统在调整过程中，通常会使得实际套量超过设定值很多，进而需要将实际套量降低，在这个过程中，实际套量又容易低于套量设定值，因此，实际套量会围绕在设定套量值附近波动。但是，活套的不断抖动会影响带钢的张力值，秒流量等，因此影响了厚度的稳定性，使得热轧带钢的厚度不断波动，降低了产品的质量和产线的利润。因此，我们发明了一种新的活套的控制方法，用于降低活套的抖动程度，提高活套实际套量偏差的调节效率。
具体来说，本发明根据实际套量与设定套量的偏差值进行套量PI控制器的比例系数，使得套量PI控制器的比例系数可以根据实际套量与设定套量的瞬时偏差进行实时调整。当实际套量与设定套量的差值大时，套量PI控制器的比例系数设定为大的值，从而快速对套量的超调进行调节；当实际套量与设定套量的差值变小时，套量PI控制器的比例系数设定为小的值，避免活套调节的惯性，使得实际套量尽量维持在设定套量值附近。活套抖动很小时，有利于张力和秒流量的稳定。从而可以提高厚度的稳定性，提到带钢质量和产线效益。
下面请参看图1，是本发明的一种活套控制方法。
步骤11，实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值。
在具体的实施过程中，利用公式ΔS＝|Sact-Sset|计算实际套量与设定套量的差值；其中，ΔS为所述实际套量与所述设定套量的差值的绝对值，Sact为所述实际套量值，Sset为所述设定套量值。
步骤12，根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数。
在具体的实施过程中，根据所述实际套量值与所述设定套量值之间的差值的绝对值，利用公式Spercent＝ΔS/Sact求得实际套量超差的百分数；其中，Spercent为套量实际值与计算值超差量的百分数。
步骤13，根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值，将所述套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中。
上述的控制活套抖动的算法中，需要求得套量实际值与计算值偏差量的百分数，并进一步通过新的算法换算得到套量PI控制器(一种线性控制器)的比例系数。因为套量PI控制器的比例系数直接影响活套对套量调节的效率和稳定性，所以要根据具体的产线生产情况和长期的生产经验来确定。
进一步的，基于实际套量超差的百分数与套量PI控制器的比例系数值的对应关系，和所述实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值。
实际套量超差的百分数与套量PI控制器的比例系数值的对应关系为：
其中，x为实际套量超差的百分数，y为套量PI控制器的比例系数值的对应关系。
进一步的，所述根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值之后，所述方法还包括：
利用套量PI控制器的比例系数范围对套量PI控制器的比例系数值进行判断。
具体的，利用套量PI控制器的比例系数范围【1，11】对套量PI控制器的比例系数值进行判断；
若超过极限则按极限值取值；
将PI控制器的比例系数值进行实时调整和赋值，从而可以在线调整活套的调节能力，增加活套控制的快速性和稳定性。
在具体的实施过程中，通过上述控制算法获得的套量PI控制器的比例系数值，需要进行套量PI控制器的比例系数范围的判断，该系数的下限为1，上限为11，如果超过极限则按极限值取值。确定好瞬时的套量PI控制器的比例系数值之后，则将PI控制器的比例系数进行实时调整和赋值。从而可以在线调整活套的调节能力，增加活套控制的快速性和稳定性。
另外，本发明还公开了一种控制活套的系统，为实现该控制方法还要在一级控制中增加功能块，同时与主控制程序进行连接。一级控制模块中需要添加一些功能块，比如：减法功能块--除法功能块----绝对值功能块---选择功能块--限幅功能块，然后确定新的套量PI控制器的比例系数。使得套量PI控制器的比例系数可以实时更新。
具体来说，减法功能块21，用于实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值；
除法功能块22，用于根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数；
选择功能块23，用于根据实际套量超差的百分数，换算得到套量线性控制PI控制器的比例系数值，将所述套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中。为了使热轧带钢领域的相关技术人员可以更好地理解本发明的技术方案和控制方法，下面结合具体的例子对本发明进行进一步的详细说明。
所述2250精轧机组为六机架四辊轧机。在相邻的两个机架之间有一个活套进行调节。所以总共有F1--F5五个机架活套，活套的设备参数和控制范围。活套最小角度为9°，最大角度为61°，活套臂的长度为750mm，活套轮半径137.5mm，机架之间的距离为5500mm，上机架到活套轴支撑点的距离为1965mm，上机架到活套轴支撑点的距离为13mm。
在实际热轧板带过程中会发生厚度波动和活套抖动严重的情况。厚度波动值偏差有时会超过0.06mm，整条板带会出现8个及以上的波峰波谷的抖动。活套抖动严重时会使得活套达到最大值61°，实际套量会超调300％，密集振荡。
在热轧板带过程中，板带厚度会发生波动，为了降低和避免这种厚度波动，通过本发明的一种活套控制方法进行活套抖动的控制。从而降低活套的抖动程度，提高活套实际套量偏差的调节效率。使得活套可以快速降低实际套量与设定套量的偏差，进入平稳状态，因此可以提高热轧厚度的稳定性，提高板带产品质量和产线效益。
该控制方法的实现，需要配合该产线2250热轧产线的具体的设备特点。
为实现该控制方法需要在一级控制中增加功能块，同时与主控制程序进行连接。2250热轧产线的一级控制为TDC(多处理器控制系统)控制。一级控制模块中需要添加一定的功能块，比如减法功能块--除法功能块----绝对值功能块---选择功能块--限幅功能块，然后确定新的PI控制器的比例系数。
该控制方法的实现是要在2250热轧产线上实现的，从而可以实时根据实际套量与设定套量的偏差进行套量PI控制器的比例系数的动态调整。降低活套的抖动和板带厚度的波动，提高热轧带钢产品质量和产线效益。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种活套控制方法，主要用于控制热轧过程中活套的抖动。通过实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值；根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数；根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值，将套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中。本发明主要根据实时检测到的实际套量与设定套量的偏差值进行套量PI控制器的比例系数的实时调整，使得套量PI控制器的比例系数可以根据实际套量与设定套量的瞬时偏差进行实时变化，达到快速高效调整的目的，以用于降低活套的抖动程度，提高活套实际套量偏差的调节效率。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种活套控制方法，其特征在于，所述方法包括：
实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值；
根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数；
根据实际套量超差的百分数，换算得到套量线性控制PI控制器的比例系数值，将所述套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中，具体包括：基于实际套量超差的百分数与套量PI控制器的比例系数值的对应关系，换算得到套量PI控制器的比例系数值；其中，实际套量超差的百分数与套量PI控制器的比例系数值的对应关系为：
其中，x为实际套量超差的百分数，y为套量PI控制器的比例系数值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值，具体包括：
利用公式ΔS＝|Sact-Sset|计算实际套量与设定套量的差值；其中，ΔS为所述实际套量与所述设定套量的差值的绝对值，Sact为所述实际套量值，Sset为所述设定套量值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数，具体包括：
根据所述实际套量值与所述设定套量值之间的差值的绝对值，利用公式Spercent＝ΔS/Sact求得实际套量超差的百分数；其中，Spercent为实际套量超差的百分数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据实际套量超差的百分数，换算得到套量PI控制器的比例系数值之后，所述方法还包括：
利用套量PI控制器的比例系数范围对套量PI控制器的比例系数值进行判断。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用套量PI控制器的比例系数范围对套量PI控制器的比例系数值进行判断，包括：
利用套量PI控制器的比例系数范围【1，11】对套量PI控制器的比例系数值进行判断；
若超过极限则按极限值取值；
将PI控制器的比例系数值进行实时调整和赋值，从而可以在线调整活套的调节能力，增加活套控制的快速性和稳定性。
6.一种基于权利要求1所述的活套控制方法的活套控制系统，其特征在于，包括：
减法功能块，用于实时采集实际套量和设定套量，进而计算实际套量与设定套量的差值；
除法功能块，用于根据实际套量值与设定套量值之间的差值的绝对值，求得实际套量超差的百分数；
选择功能块，用于根据实际套量超差的百分数，换算得到套量线性控制PI控制器的比例系数值，将所述套量PI控制器的比例系数值运用到带钢轧制中。
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