CN107626747B - 一种热轧产品头尾宽度短行程的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种热轧产品头尾宽度短行程的控制方法，通过立辊辊缝补偿量的人工输入干预，实现对当前轧制材的各道次头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值的有效调整。通过该方式可以满足下工序单位对某些钢种(例如：给冷轧供料M3A22钢种)产品头尾宽度形态的特殊要求(通常为增宽控制)或热轧线生产过程中产品开发、调试等情况对产品头尾宽度控制的特殊需求，还可以应对热轧生产过程中产品头尾宽度不良引起的宽度精度下降及质量封锁和废品发生情况，确保产品头尾宽度控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及轧钢自动控制领域，尤其涉及一种热轧产品头尾宽度短行程的控制方法。
背景技术
某热轧带钢厂1780mm生产线当前采用粗轧立辊头尾短行程宽度控制模型(SS_AWC)实现对产品头尾部的宽度自动控制。该模型通过设定各道次立辊头尾短行程5个点的辊缝补偿量值及控制距离值实现对产品头尾宽度的短行程控制(图1)。其中，立辊头尾短行程各点的辊缝补偿量是指在立辊对轧件全长宽度控制设定辊缝的基础上，按指定的头尾短行程控制距离对轧件头尾部立辊辊缝的相对变化量。相关设定参数存储于立辊短行程模型参数表中，该参数表是按钢种层别、宽度压下量层别、产品目标宽度层别及入口厚度层别不同进行分类的。
多年来随着产品开发和种类扩展及工艺制度变更，相同钢种层别中的钢种数量大幅增加，其中各钢种受成品规格及温度工艺制度等因素不同的影响，产品头尾宽度形态也各不相同。例如，该热轧产线给其下游单位冷轧厂供料材中，以M3A22为代表的某些特殊钢种存在因头部形状原因导致冷轧处理工艺效率低下，甚至无法正常生产的情况发生。而与M3A22处于相同钢种层别的其它钢种产品头尾宽度控制良好，没有发生类似宽度质量问题。若调整M3A22所处钢种层别的头尾短行程控制参数将会影响相同钢种层别中其它钢种的头尾宽度控制精度。因此，目前的粗轧立辊头尾短行程宽度控制模型无法满足产品头尾宽度控制的需求。
目前存在的影响产品头尾部宽度控制的主要因素有：
1、当某些钢种产品对头尾宽度存在特殊控制需求或产品头尾宽度控制模型无法满足目标宽度要求的情况下，前台操作员只能对粗轧立辊头尾短行程宽度控制功能进行简单的启用和停用操作，无法对该功能的各项参数进行调整和干预，对产品头尾宽度质量问题处于失控状态，无法满足产品的头尾宽度控制要求。
2、当某钢种产品头尾宽度不符合目标宽度要求的情况下，若通过后台调整该钢种所在层别的头尾短行程控制参数将会影响相同钢种层别中其它钢种的头尾宽度控制精度，无法满足相同钢种层别中不同钢种产品的头尾宽度控制要求。鉴于上述原因，对粗轧立辊头尾短行程宽度控制功能的优化设计势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种热轧产品头尾宽度短行程的控制方法，通过立辊辊缝补偿量的人工输入干预，实现对当前轧制材的各道次头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值的有效调整。通过该方式可以满足下工序单位对某些钢种(例如：给冷轧供料M3A22钢种)产品头尾宽度形态的特殊要求(通常为增宽控制)或热轧线生产过程中产品开发、调试等情况对产品头尾宽度控制的特殊需求，还可以应对热轧生产过程中产品头尾宽度不良引起的宽度精度下降及质量封锁和废品发生情况，确保产品头尾宽度控制精度。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种热轧产品头尾宽度短行程的控制方法，该方法是采用人工输入立辊辊缝补偿量的方式对当前轧制材各道次头尾短行程控制进行人工干预，实现对当前轧制材的各道次头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值的有效调整；具体方法如下：
a)设置头尾短行程控制操作画面模块，在画面中对粗轧立辊头尾短行程控制参数进行人工输入操作，实现对当前轧制材各道次头尾短行程控制的人工干预；
b)设置头尾短行程控制操作画面信息接收处理模块，根据画面输入的各项参数值对短行程控制操作画面输入标志进行设定；
c)设置头尾短行程控制立辊辊缝补偿量处理模块，将头尾短行程参数表中读取的相关参数与画面人工输入参数值进行整合处理后，确定最终的头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值；
粗轧头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值SSCEGAPSET(mm)的计算公式为：
当SSCEGAPSET<-25mm时，SSCEGAPSET取下限值-25mm；
当SSCEGAPSET>+25mm时，SSCEGAPSET取上限值+25mm；
SSCEGAPTBL—头尾短行程立辊辊缝补偿量参数表值(mm)；
SSCEGAPIPT—头尾短行程立辊辊缝补偿量画面输入值(mm)，系操作员人为输入值；
当SSCEGAPIPT<-15mm时，SSCEGAPIPT取下限值-15mm；
当SSCEGAPIPT>+15mm时，SSCEGAPIPT取上限值+15mm。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
由于本发明设计了头尾短行程控制操作画面，画面中可以对粗轧立辊头尾短行程控制参数进行输入操作，实现了对当前轧制材各道次头尾短行程控制的人工干预。因此，通过该项专利技术的实施可以满足下游生产企业对某些钢种(例如：给冷轧供料M3A22钢种)产品头尾宽度形态的特殊需求，提升其相关品种产品的生产作业效率；并且，满足了热轧线生产过程中产品开发调试等情况对产品头尾宽度控制的特殊需求，以及应对热轧生产过程中产品头尾宽度不良引起的宽度精度下降及质量封锁和废品发生情况，可以大幅降低热轧产品头尾宽度质量封锁和废品发生率，有效提高产品精度和成材率。
附图说明
图1为粗轧立辊头尾短行控制动作原理图。
图2为头尾短行程控制操作画面控件布局图。
图3为头尾短行程控制操作画面信息接收处理模块的工作流程图。
图4为头尾短行程控制立辊辊缝补偿量处理模块的工作流程图。
图5为头尾短行程控制立辊辊缝补偿量设定值确定方法示意图。
图6无人工干预时各道次头尾短行程设定值的立辊动作趋势图。
图7无人工干预时粗轧出口宽度曲线图。
图8有人工干预时各道次头尾短行程设定值的立辊动作趋势图。
图9有人工干预时粗轧出口宽度曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方式进一步说明：
一种热轧产品头尾宽度短行程的控制方法，该方法是采用人工输入立辊辊缝补偿量的方式对当前轧制材各道次头尾短行程控制进行人工干预，实现对当前轧制材的各道次头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值的有效调整；
见图1，粗轧立辊头尾短行控制对粗轧中间坯的头部、尾部均采用5点控制方式，从1至5分别代表近头(尾)端和远离头(尾)端。粗轧立辊头尾短行控制功能主要通过粗轧立辊的头尾辊缝补偿量和控制距离的设定来完成对产品头尾宽度的控制。其中，头尾端控制点的距离是根据大量实际生产数据回归分析所得，该数据相对趋于稳定无需进行人工干预。因此本发明中增加的头尾短行程控制操作画面只有头尾辊缝补偿量的输入部分。
图中：XH(1)～XH(5)为头尾短行程控制距离(根据相关索引号从文件中读取)。
YH(1)～YH(5)为头尾短行程辊缝补偿量(根据相关索引号从文件中读取)。
本发明的具体方法如下：
a)设置头尾短行程控制操作画面模块，在画面中对粗轧立辊头尾短行程控制参数进行人工输入操作，实现对当前轧制材各道次头尾短行程控制的人工干预；
见图2，头尾短行程控制操作画面分为4个部分，左上部分为从短行程参数表中读取的辊缝补偿量值；右上部分为人工输入辊缝补偿量值的操作和显示区；左下部分为读表数据和人工输入数据共同确定的头尾短行控制设定值的趋势图；右下部分为操作按钮区。头尾短行程控制操作画面模块，需要在操作员按下ACCEPT(确认)按钮后，对输入数据进行极限检查，其限制极限值为输入数据的极限值小于15mm，对于不满足极限检查要求的输入数据将在画面以红色字体显示，并给予操作员超极限报警提示。当全部数据符合极限检查要求后，该模块将输入数据发送给头尾短行程控制操作画面信息接收处理模块。
b)设置头尾短行程控制操作画面信息接收处理模块，根据画面输入的各项参数值对短行程控制操作画面输入标志进行设定；
如图3，头尾短行程控制操作画面信息接收处理模块在头尾短行程控制操作画面输入数据并完成极限值检查时刻启动，接收到相关操作员输入数据后首先将其保存至公共结构变量中，之后，该模块对画面输入数据进行分析，确定画面辊缝补偿数据输入标志值。
c)设置头尾短行程控制立辊辊缝补偿量处理模块，将头尾短行程参数表中读取的相关参数与画面人工输入参数值进行整合处理后，确定最终的头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值；
粗轧头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值SSCEGAPSET(mm)的计算公式为：
当SSCEGAPSET<-25mm时，SSCEGAPSET取下限值-25mm；
当SSCEGAPSET>+25mm时，SSCEGAPSET取上限值+25mm；
SSCEGAPTBL—头尾短行程立辊辊缝补偿量参数表值(mm)；
SSCEGAPIPT—头尾短行程立辊辊缝补偿量画面输入值(mm)，系操作员人为输入值；
当SSCEGAPIPT<-15mm时，SSCEGAPIPT取下限值-15mm；
当SSCEGAPIPT>+15mm时，SSCEGAPIPT取上限值+15mm。
如图4，头尾短行程特殊控制立辊辊缝补偿量处理模块在轧件到达轧线指定检测器预定位置时刻启动。首先，从头尾短行程参数表中读取相应数据后放入设定结构变量中。然后，判断画面辊缝补偿数据输入标志值，若该标志＝TRUE则从公共结构变量中读取画面头尾短行程辊缝补偿输入值，并将HMI(人机接口)画面输入值加入短行程辊缝补偿设定结构变量中进行设定结构变量数据极限值检查及其相应处理。否则，直接进行设定结构变量数据极限值检查及其相应处理。其部分核心程序代码如下所示：
如图5，将HMI画面输入值加入短行程辊缝补偿设定结构变量中的过程是将头尾短行程控制参数表中读取的立辊辊缝补偿数值与画面输入的立辊辊缝补偿数据进行加法运算的过程。头尾短行程控制参数表是按钢种索引、宽度压下量索引、产品宽度索引和入口厚度索引分类的数据表。
实施例1：
见表1为本实施例的原始计划数据：
表1：原始计划数据实施示例表冷尺值(单位:mm)
| 钢种 | 产品厚度 | 产品宽度 | 板坯厚度 | 板坯宽度 | 板坯长度 |
| 250P1 | 3.00 | 1277 | 230 | 1280 | 8350 |
见图2的左上部分，R2粗轧机的第4和第6道次分别从立辊短行程控制参数表中读取到头尾辊缝补偿数据各5个值，该数值即为立辊头尾短行程辊缝补偿量的设定值。在没有进行人工干预时，其各道次头尾短行程设定值的立辊动作趋势如图6所示(右侧为头部，左侧为尾部)。按此设定值轧制后的粗轧出口宽度曲线如图7所示，可以看出该卷头尾宽度属于偏窄情况。在这种情况下如果操作员对其头尾短行程辊缝补偿量进行干预，产品宽度控制精度必然降低，无疑废品切除率和质量成本损失将随之增加。
见图2的右上部分，在人工输入辊缝补偿量值的操作和显示区内，操作员可以在画面中输入适合的头尾短行程补偿量对其进行调整和干预。本例中，操作员对R2粗轧机的第4和第6道次各控制点立辊短行程头尾辊缝补偿值分别输入为6mm、4mm，其值符合绝对值在15mm以内的极限检查条件。因此，根据粗轧头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值SSCEGAPSET的计算公式：
则各点设定值计算结果为原参数表值与操作员输入值之和，且该设定值也符合绝对值25mm以内的极限检查条件，其各道次头尾短行程设定值的立辊动作趋势如图8所示。按此设定值轧制后的粗轧出口宽度曲线如图9所示，图中清晰表明采用本发明控制后的原头尾偏窄情况得到明显改善，操作员具备了应对产品头尾宽度问题的有效手段。通过本方法的实施，不仅可以满足下游用户或产品试验提出的对某些钢种头尾宽度控制的特殊需求，产品宽度控制精度也将大幅提升，废品切除率和质量成本损失也随之降低。
Claims (1)
1.一种热轧产品头尾宽度短行程的控制方法，其特征在于，该方法是采用人工输入立辊辊缝补偿量的方式对当前轧制材各道次头尾短行程控制进行人工干预，实现对当前轧制材的各道次头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值的有效调整；具体方法如下：
a)设置头尾短行程控制操作画面模块，在画面中对粗轧立辊头尾短行程控制参数进行人工输入操作，实现对当前轧制材各道次头尾短行程控制的人工干预；
b)设置头尾短行程控制操作画面信息接收处理模块，根据画面输入的各项参数值对短行程控制操作画面输入标志进行设定；
c)设置头尾短行程控制立辊辊缝补偿量处理模块，将头尾短行程参数表中读取的相关参数与画面人工输入参数值进行整合处理后，确定最终的头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值；
粗轧头尾短行程立辊辊缝补偿量设定值SSCEGAPSET(mm)的计算公式为：
当SSCEGAPSET<-25mm时，SSCEGAPSET取下限值-25mm；
当SSCEGAPSET>+25mm时，SSCEGAPSET取上限值+25mm；
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