CN109382414A - 一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法 - Google Patents
一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,包括:(1)计算板形偏差;(2)板形偏差补偿方案:直接对每段板形偏差值进行补偿,同时对带钢最边部第1段、最边部第2段和其他段板形偏差施加不同的补偿系数;(3)板形偏差补偿条件:仅当带钢边部两侧同时具有板形缺陷时才予以补偿;(4)不同规格带钢下板形偏差补偿系数计算;(5)补偿后计算:将补偿后的板形偏差进行最小二乘拟合,然后通过勒让德多项式进行模式分解得到二次板形偏差系数以及四次板形偏差系数,最后板形控制系统根据得到的板形偏差系数对板形偏差进行调节。本发明通过改变板形控制系统对带钢边部板形缺陷调整速率以达到有效并快速控制带钢边部板形缺陷的目的。
Description
技术领域:
本发明涉及一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,属于冷轧带钢板形控制技术领域。
背景技术:
冷轧板带钢是钢铁工业的主干产品,其生产技术水平和质量精度水平标志着一个国家的钢铁工业的技术发展水平,板形质量是衡量冷轧板带质量的重要指标。
板形检测系统是板形控制系统的重要组成部分,是实现板形闭环控制策前提条件,板形检测数据的精确度对于板形控制的效果,起着很大的决定因素。按板形仪与带钢的接触方式冷轧板形检测仪主要分为接触式板形检测仪和非接触式板形检测仪。其中接触分段式板形检测仪是目前应用最广泛的板形检测装置。接触分段式板形仪对末机架出口带钢板形实时测量,记为实测板形,而实测板形与目标板形之间的偏差值记为板形偏差。板形控制系统以最大限度消除板形偏差为优化目标,所以对板形偏差信号的处理是有效控制板形的途径之一。
某冷轧机组生产过程中带钢边部容易出现板形缺陷,且板形控制系统不能对其消除,而由于后道工序要求,接受带钢具有微中浪,但是对带钢边部板形质量要求较为严格。所以找到一种能有效并快速控制带钢边部板形缺陷的方法是此冷轧机组亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,通过补偿带钢边部板形偏差,以末机架为重点的板形闭环反馈控制系统中,基于末机架出口带钢板形实测板形值与目标板形的差值表示带钢整体板形状态,并计算离散型板形偏差值,根据板形偏差的正负以及对称性作为是否施加补偿的判断条件,增大带钢边部板形偏差值的大小,通过改变板形控制系统对带钢边部板形缺陷调整速率以达到有效并快速控制带钢边部板形缺陷的目的。
上述的目的通过以下技术方案实现:
一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,该方法包括如下步骤:
(1)计算板形偏差:
接收目标板形值分布信号和板形仪实测板形值分布信号,根据实测板形值分布方式计算得到离散型的板形偏差值,离散型的板形偏差值即可以表示表示带钢横向不同位置处的板形状态,带钢各段板形偏差计算公式如下:
Δε(i)=ε(i)eas-ε(i)ref(i=1、2、3…m)
式中:
m表示板形偏差离散值个数;
Δε(i)表示带钢板形偏差,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段板形偏差值;
ε(i)eas表示带钢实测板形值,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段板形实测值;
ε(i)ref表示带钢目标板形值,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段目标板形值;(2)板形偏差补偿方案:
直接对每段板形偏差值进行补偿,同时对带钢最边部第1段、最边部第2段和其他段板形偏差施加不同的补偿系数,其中具体板形偏差补偿方式如下:
Δε(i)weight=Δε(i)*edge_weight(i=1、m)
Δε(i)weight=Δε(i)*edge_factor(i=2、m-1)
Δε(i)weight=Δε(i)*cent_weight(i≠1、2、m-1、m)
式中:
Δε(i)weight表示补偿后带钢板形偏差;
edge_weight表示带钢最边部第一段板形偏差补偿系数;
edge_factor表示带钢最边部第二段板形偏差补偿系数;
cent_weight表示带钢中部板形偏差补偿系数;
(3)板形偏差补偿条件:仅当带钢边部两侧同时具有板形缺陷时才予以补偿;
(4)不同规格带钢下板形偏差补偿系数计算:板形偏差补偿系数根据带钢厚度与宽度的不同而不同,具体表现在板形偏差补偿系数随着带钢厚度的增大而减小,板形偏差补偿系数随着带钢宽度的增大而减小,在一级中设定板形偏差补偿值随带钢宽度与厚度变化的函数,设板形偏差补偿系数根据厚度补偿系数为edge(h),根据宽度补偿系数为edge(w),然后根据带钢规格Δε(i)weight=Δε(i)weight*edge(h)*edge(w)作为最后的板形偏差输出值,具体公式为:
edge(h)=m1*h+n1
edge(w)=m2*w+n2
式中:
edge(h)表示带钢厚度对板形偏差补偿系数的补偿;
edge(w)表示带钢宽度对板形偏差补偿系数的补偿;
h表示带钢厚度,w表示带钢宽度;
m1、n1由表1确定,当0.2<h<0.22时,
m2、n2由表2确定,当700<w<800时,
(5)补偿后计算:
将补偿后的板形偏差进行最小二乘拟合,然后通过勒让德多项式进行模式分解得到二次板形偏差系数以及四次板形偏差系数,最后板形控制系统根据得到的板形偏差系数对板形偏差进行调节。
所述的用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,步骤(3)中所述的板形偏差补偿条件根据现场生产带钢实际板形情况以及大量仿真,确定具体的带钢补偿条件如下:
1)对带钢最边部两段段板形偏差进行补偿,即对(i=1、2、m-1、m)段进行补偿,设定edge_weight=a、edge_factor=b,其中a、b均为大于1的值,设定cent_weight=1;
2)若Δε(1)>0且Δε(m)>0则对最边部一段板形偏差进行补偿,即edge_weight=a,否则edge_weight=1、edge_factor=1;
3)在2)基础上,若Δε(2)>0且Δε(m-1)>0则对最边部两段板形偏差进行补偿,即edge_factor=b,否则edge_factor=1。
有益效果:
1.在保证不改变原板形偏差模式的基础上,通过对板形偏差信号的补偿,在一定程度上增大了板形调控系统对板形缺陷的调节速度;
2.本发明补偿方式为对板形偏差进行比例放大补偿,即对板形偏差补偿的绝对值与原始板形偏差的大小成正相关,达到板形调控系统对板形偏差的调控速率随着原始板形偏差值的增大而增大,且当原始板形偏差值较小时,板形调控系统对板形偏差的调控速率相应较小,一定程度上避免了因板形偏差的补偿而导致超调的后果。
3.本发明由于是是直接针对板形偏差进行补偿,所以适用于各种板形模式分解下的板形控制系统。
附图说明
图1是本发明的板形偏差补偿方案流程图。
图2是本发明的板形偏差补偿条件流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步阐明本发明,应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,该方法包括如下步骤:
(1)计算板形偏差
接收目标板形值分布信号和板形仪实测板形值分布信号,根据实测板形值分布方式计算得到离散型的板形偏差值,离散型的板形偏差值即可以表示表示带钢横向不同位置处的板形状态。带钢各段板形偏差计算公式如下:
Δε(i)=ε(i)eas-ε(i)ref(i=1、2、3…m)
式中:
m表示板形偏差离散值个数;
Δε(i)表示带钢板形偏差,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段板形偏差值;
ε(i)eas表示带钢实测板形值,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段板形实测值;
ε(i)ref表示带钢目标板形值,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段目标板形值。(2)板形偏差补偿方案
本补偿方法直接对每段板形偏差值进行补偿,但是为了控制带钢边部板形状态,对带钢最边部第1段、最边部第2段和其他段板形偏差施加不同的补偿系数,其中具体板形偏差补偿方式如下:
Δε(i)weight=Δε(i)*edge_weight(i=1、m)
Δε(i)weight=Δε(i)*edge_factor(i=2、m-1)
Δε(i)weight=Δε(i)*cent_weight(i≠1、2、m-1、m)
式中:
Δε(i)weight表示补偿后带钢板形偏差;
edge_weight表示带钢最边部第一段板形偏差补偿系数;
edge_factor表示带钢最边部第二段板形偏差补偿系数;
cent_weight表示带钢中部板形偏差补偿系数;
(3)板形偏差补偿条件
此方法板形偏差补偿的目的是控制带钢两侧边部板形缺陷,所以仅当带钢边部两侧同时具有板形缺陷时才予以补偿。根据现场生产带钢实际板形情况以及大量仿真,确定带钢补偿条件如下:
1)对带钢最边部两段板形偏差进行补偿,即对(i=1、2、m-1、m)
段进行补偿,设定edge_weight=a、edge_factor=b,其中a、b均为大于1的值,设定cent_weight=1(可根据生产实际要求而改变);
2)若Δε(1)>0且Δε(m)>0则对最边部一段板形偏差进行补偿,即edge_weight=a,否则edge_weight=1、edge_factor=1;
3)在2)基础上,若Δε(2)>0且Δε(m-1)>0则对最边部两段板形偏差进行补偿,即edge_factor=b,否则edge_factor=1;
(4)不同规格带钢下板形偏差补偿系数计算
板形偏差补偿系数根据冷轧机组的不同而不同,对于同一冷轧机组,板形偏差补偿系数根据带钢厚度与宽度的不同而不同,具体表现在板形偏差补偿系数随着带钢厚度的增大而减小,板形偏差补偿系数随着带钢宽度的增大而减小。所以在一级中设定板形偏差补偿值随带钢宽度与厚度变化的FG函数,设板形偏差补偿系数根据厚度补偿系数为edge(h),根据宽度补偿系数为edge(w),然后根据带钢规格Δε(i)weight=Δε(i)weight*edge(h)*edge(w)作为最后的板形偏差输出值,具体公式为:
edge(h)=m1*h+n1
edge(w)=m2*w+n2
式中:
edge(h)表示带钢厚度对板形偏差补偿系数的补偿;
edge(w)表示带钢宽度对板形偏差补偿系数的补偿;
h表示带钢厚度,w表示带钢宽度;
m1、n1由表1确定,当0.2<h<0.22时,
m2、n2由表2确定,当700<w<800时,
(5)补偿后计算
将补偿后的板形偏差进行最小二乘拟合,然后通过勒让德多项式进行模式分解得到二次板形偏差系数以及四次板形偏差系数。最后板形控制系统根据得到的板形偏差系数对板形偏差进行调节。
(6)上机实验
将此补偿方法用于上机实验,实验分为6组,首先根据是否补偿分为未补偿组和补偿组,然后根据补偿系数(edge_weight)由大到小将补偿组分为补偿1组、补偿2组、补偿3组、补偿4组、补偿5组。每组取50卷同规格带钢轧制稳定过程中边部板形状况进行统计,统计原则以轧制稳定阶段最边部段3000m板形偏差IU值的平均值作为判断条件。实验结果见表3,结果表明,对边部板形偏差的补偿明显提高了带钢边部的板形质量,且随着补偿系数的增大,对边部板形的控制效果越好。
表1带钢厚度对板形偏差系数的影响
表2带钢宽度对板形偏差系数的影响
表3板形偏差补偿前后边部板形质量
Claims (2)
1.一种用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,其特征是:该方法包括如下步骤:
(1)计算板形偏差:
接收目标板形值分布信号和板形仪实测板形值分布信号,根据实测板形值分布方式计算得到离散型的板形偏差值,离散型的板形偏差值即可以表示表示带钢横向不同位置处的板形状态,带钢各段板形偏差计算公式如下:
Δε(i)=ε(i)eas-ε(i)ref(i=1、2、3…m)
式中:
m表示板形偏差离散值个数;
Δε(i)表示带钢板形偏差,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段板形偏差值;
ε(i)eas表示带钢实测板形值,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段板形实测值;
ε(i)ref表示带钢目标板形值,i=1与m分别表示传动侧与操作侧最边部第一段目标板形值;
(2)板形偏差补偿方案:
直接对每段板形偏差值进行补偿,同时对带钢最边部第1段、最边部第2段和其他段板形偏差施加不同的补偿系数,其中具体板形偏差补偿方式如下:
Δε(i)weight=Δε(i)*edge_weight(i=1、m)
Δε(i)weight=Δε(i)*edge_factor(i=2、m-1)
Δε(i)weight=Δε(i)*cent_weight(i≠1、2、m-1、m)
式中:
Δε(i)weight表示补偿后带钢板形偏差;
edge_weight表示带钢最边部第一段板形偏差补偿系数;
edge_factor表示带钢最边部第二段板形偏差补偿系数;
cent_weight表示带钢中部板形偏差补偿系数;
(3)板形偏差补偿条件:仅当带钢边部两侧同时具有板形缺陷时才予以补偿;
(4)不同规格带钢下板形偏差补偿系数计算:板形偏差补偿系数根据带钢厚度与宽度的不同而不同,具体表现在板形偏差补偿系数随着带钢厚度的增大而减小,板形偏差补偿系数随着带钢宽度的增大而减小,在一级中设定板形偏差补偿值随带钢宽度与厚度变化的函数,设板形偏差补偿系数根据厚度补偿系数为edge(h),根据宽度补偿系数为edge(w),然后根据带钢规格Δε(i)weight=Δε(i)weight*edge(h)*edge(w)作为最后的板形偏差输出值,具体公式为:
edge(h)=m1*h+n1
edge(w)=m2*w+n2
式中:
edge(h)表示带钢厚度对板形偏差补偿系数的补偿;
edge(w)表示带钢宽度对板形偏差补偿系数的补偿;
h表示带钢厚度,w表示带钢宽度;
m1、n1由表1确定,当0.2<h<0.22时,
m2、n2由表2确定,当700<w<800时,
(5)补偿后计算:
将补偿后的板形偏差进行最小二乘拟合,然后通过勒让德多项式进行模式分解得到二次板形偏差系数以及四次板形偏差系数,最后板形控制系统根据得到的板形偏差系数对板形偏差进行调节。
2.根据权利要求1所述的用于控制冷轧带钢边部板形缺陷的方法,其特征是:步骤(3)中所述的板形偏差补偿条件根据现场生产带钢实际板形情况以及大量仿真,确定具体的带钢补偿条件如下:
1)对带钢最边部两段段板形偏差进行补偿,即对(i=1、2、m-1、m)段进行补偿,设定edge_weight=a、edge_factor=b,其中a、b均为大于1的值,设定cent_weight=1;
2)若Δε(1)>0且Δε(m)>0则对最边部一段板形偏差进行补偿,即edge_weight=a,否则edge_weight=1、edge_factor=1;
3)在2)基础上,若Δε(2)>0且Δε(m-1)>0则对最边部两段板形偏差进行补偿,即edge_factor=b,否则edge_factor=1。
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