CN110614274A - 改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，包括以下步骤：实时获取带钢在入口测厚仪处的厚度测量值在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0以及轧制出口速度V1；计算辊缝调节量△S；压下控制系统根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节；实时根据带钢在入口测厚仪处的厚度测量值带钢在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0、轧制出口速度V1计算修正系数kh；始终利用最新计算的修正系数kh来计算辊缝调节量△S。本发明通过秒流量几乎能处理所有原因导致的厚度偏差，保证厚度控制的精度，且充分利用了单机架可逆轧机的仪表，尤其是利用了高精度的测厚仪，规避了测速状态精度不足对厚度控制造成的影响，保证了控制的精度。

Description

改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法
技术领域
本发明涉及轧钢控制技术领域，尤其涉及一种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法。
背景技术
随着国内对钢材产量的控制，钢铁企业愈加追求更高质量、更高精度的钢材产品。厚度是板带材最主要的质量指标之一，单机架可逆轧机常用的厚度控制方式包括前馈控制，秒流量控制，监控控制等自动厚度控制(Automatic Gauge Control，AGC)的方式。
前馈控制主要消除来料的厚度波动，对于来料硬度变化，张力波动及轧辊偏心无能为力。监控控制由于有时间滞后，只能消除缓慢变化的厚度偏差。而秒流量控制是基于带材在轧制后体积不变的原理，任何原因造成的出口带钢厚度的偏差都会反映到出入口带钢线速度的变化上。因此只要精确测量带钢出、入口的线速度以及入口厚度，即可得到辊缝出口处的带钢厚度，然后通过闭环控制系统快速控制带钢的厚度波动。
不过传统的秒流量控制方法并未使用出口测厚仪，而是假定入口和出口速度足够精确，计算出理论的出口厚度和出口厚度偏差，从而计算辊缝控制量。实际生产中，有的单机架轧机采用的编码器测速，精度有限；有的单机架轧机虽然采用激光测速仪，但由于维护不及时等原因造成激光测速仪测量精度不稳定，这些都会导致秒流量控制的实际控制效果达不到预期。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，旨在用于解决传统秒流量控制对测速仪表精度要求极高、实际控制效果不佳的问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，包括以下步骤：
实时获取带钢在入口测厚仪处的厚度测量值在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0以及轧制出口速度V1；
计算辊缝调节量△S，计算方法如下：
式中：△S为辊缝调节量；为带钢在入口测厚仪处的厚度测量值，hr为当前出口厚度的设定值，V0为轧制入口速度，V1为轧制出口速度；kh为修正系数，其初始值为1；Q为带钢塑性系数；Cp为轧机刚度系数；
压下控制系统根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节；
实时根据带钢在入口测厚仪处的厚度测量值带钢在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0、轧制出口速度V1计算修正系数kh；始终利用最新计算的修正系数kh来计算辊缝调节量△S。
进一步地，还包括：将实时获取的带钢在入口测厚仪处的厚度测量值在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0以及轧制出口速度V1存入缓存队列，在缓存队列中关联带钢原料各点分别在入口测厚仪处、辊缝、出口测厚仪处的实时测量数据。
进一步地，所述获取带钢在入口测厚仪处的厚度测量值计算辊缝调节量△S、获取带钢在出口测厚仪处的厚度测量值针对的是带钢某一点或者某一段微小段带钢。
进一步地，若针对的是某一段微小段带钢，选取为微小段带钢各点经过入口测厚仪时厚度测量时的平均值，所述实施辊缝调节针对的是微小段带钢的中心点，选取为微小段带钢各点经过出口测厚仪时厚度测量值的平均值。
进一步地，若针对的是某一段微小段带钢，原料微小段带钢长度Lm为：
式中：Hr与hr分别是带钢入口和出口的设定厚度，L1为出口测厚仪与辊缝的距离，η为系数，其取值范围是0.1～0.8。
进一步地，所述修正系数kh的计算方法如下：
式中：为新的修正系数；为上一次使用的修正系数；为带钢在出口测厚仪处的厚度测量值，为带钢在入口测厚仪处的厚度测量值，V0为轧制入口速度，V1为轧制出口速度；β为平滑系数。
进一步地，β取值范围为0.01～0.1。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的这种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，通过秒流量几乎能处理所有原因导致的厚度偏差，保证厚度控制的精度，且充分利用了单机架可逆轧机的仪表，尤其是利用了高精度的测厚仪，规避了测速状态精度不足对厚度控制造成的影响，保证了控制的精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的单机架轧机主要设备及检测仪表示意图；
图2为本发明实施例提供的某微小段带钢进入轧辊前后的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，单机架轧机主要设备及检测仪表包括开卷卷取设备1，转向辊2，测速度装置3，测厚仪4，轧辊5，压下控制系统6。带钢从一侧开卷卷取设备开卷，通过转向辊，经过入口测速度装置和入口测厚仪，进入上下轧辊之间，压下控制系统控制轧辊辊缝，然后到达出口测厚仪和出口测速度装置，经过转向辊，从而到达另一侧开卷卷取设备进行卷取。如此往复进行多个道次，将带钢压到目标厚度。
如图2所示，某一段微小段带钢的头中尾分别用H、C、T表示，在t1时刻其尚未进入辊缝，在t2时刻正在轧制，在t3时刻轧制完成状态。
如图3所示，本发明实施例提供一种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，包括以下步骤：
S1：实时获取带钢在入口测厚仪处的厚度测量值在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0以及轧制出口速度V1。
S2：计算辊缝调节量△S，计算方法如下：
式中：△S为辊缝调节量；为带钢在入口测厚仪处的厚度测量值，hr为当前出口厚度的设定值，V0为轧制入口速度，V1为轧制出口速度；kh为修正系数，其初始值为1；Q为带钢塑性系数；Cp为轧机刚度系数；其中辊缝调节量△S与带钢在入口测厚仪处的厚度测量值针对的是带钢的同一点或同一段微小段带钢。
其中hr来源于设定值，Cp为预先测量好的常数，Q也来源于设定值。Q与速度有关，对某个工艺下的轧件来说，不同速度段的Q值不同。kh与速度有关，其在各速度段的初始值均为1，每个道次开始复位，且kh只用在速度稳定的阶段进行修正。
S3：压下控制系统根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节。
S4：实时根据带钢在入口测厚仪处的厚度测量值带钢在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0、轧制出口速度V1计算修正系数kh；始终利用最新计算的修正系数kh来计算辊缝调节量△S，其中带钢在入口测厚仪处的厚度测量值带钢在出口测厚仪处的厚度测量值针对的是带钢的同一点或同一段微小段带钢。
需要说明的是，上述各步骤都是在带钢轧制的过程中实时进行的，没有严格的先后顺序之分。
本发明实施例提供的这种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，通过秒流量几乎能处理所有原因导致的厚度偏差，保证厚度控制的精度，且充分利用了单机架可逆轧机的仪表，尤其是利用了高精度的测厚仪，规避了测速状态精度不足对厚度控制造成的影响，保证了控制的精度。
作为上述实施例的优选，所述步骤S1还包括：将实时获取的带钢在入口测厚仪处的厚度测量值在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0以及轧制出口速度V1存入缓存队列，获取周期为PLC的扫描周期，例如4ms，或者8ms。在缓存队列中关联带钢原料各点分别在入口测厚仪处、辊缝、出口测厚仪处的实时测量数据，从而后续使用时可以方便地获取相关联的数据。
上述实施例中，所述获取带钢在入口测厚仪处的厚度测量值计算辊缝调节量△S、获取带钢在出口测厚仪处的厚度测量值针对的可以是带钢某一点或者是某一段微小段带钢。若针对的是某一段微小段带钢，选取为微小段带钢各点经过入口测厚仪时厚度测量时的平均值，所述实施辊缝调节针对的是微小段带钢的中心点，选取为微小段带钢各点经过出口测厚仪时厚度测量值的平均值。
作为优选地，若针对的是某一段微小段带钢，原料微小段带钢长度Lm选取为：
式中：Hr与hr分别是带钢入口和出口的设定厚度，L1为出口测厚仪与辊缝的距离，η为系数，其取值范围是0.1～0.8。
经过实验确定，该长度下可以获得较好的轧制效果。
进一步地，所述修正系数kh的计算方法如下：
式中：为新的修正系数；为上一次使用的修正系数；为带钢在出口测厚仪处的厚度测量值，为带钢在入口测厚仪处的厚度测量值，V0为轧制入口速度，V1为轧制出口速度；β为平滑系数，β取值范围为0～1，优选地，其取值范围为0.01～0.1。
通过使用出口测厚仪处的厚度测量值来计算修正系数，进一步计算辊缝调节量，规避了传统秒流量控制测速状态精度不足对厚度控制造成的影响，保证了控制的精度，能够使秒流量控制的实际控制效果达到预期。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
实时获取带钢在入口测厚仪处的厚度测量值在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0以及轧制出口速度V1；
计算辊缝调节量△S，计算方法如下：
式中：△S为辊缝调节量；为带钢在入口测厚仪处的厚度测量值，hr为当前出口厚度的设定值，V0为轧制入口速度，V1为轧制出口速度；kh为修正系数，其初始值为1；Q为带钢塑性系数；Cp为轧机刚度系数；
压下控制系统根据计算的辊缝调节量实施辊缝调节；
实时根据带钢在入口测厚仪处的厚度测量值带钢在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0、轧制出口速度V1计算修正系数kh；始终利用最新计算的修正系数kh来计算辊缝调节量△S。
2.如权利要求1所述的改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，其特征在于，还包括：将实时获取的带钢在入口测厚仪处的厚度测量值在出口测厚仪处的厚度测量值轧制入口速度V0以及轧制出口速度V1存入缓存队列，在缓存队列中关联带钢原料各点分别在入口测厚仪处、辊缝、出口测厚仪处的实时测量数据。
3.如权利要求1所述的改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，其特征在于：所述获取带钢在入口测厚仪处的厚度测量值计算辊缝调节量△S、获取带钢在出口测厚仪处的厚度测量值针对的是带钢某一点或者某一段微小段带钢。
4.如权利要求3所述的改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，其特征在于：若针对的是某一段微小段带钢，选取为微小段带钢各点经过入口测厚仪时厚度测量时的平均值，所述实施辊缝调节针对的是微小段带钢的中心点，选取为微小段带钢各点经过出口测厚仪时厚度测量值的平均值。
5.如权利要求3所述的改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，其特征在于：若针对的是某一段微小段带钢，原料微小段带钢长度Lm为：
式中：Hr与hr分别是带钢入口和出口的设定厚度，L1为出口测厚仪与辊缝的距离，η为系数，其取值范围是0.1～0.8。
6.如权利要求1所述的改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，其特征在于，所述修正系数kh的计算方法如下：
式中：为新的修正系数；为上一次使用的修正系数；为带钢在出口测厚仪处的厚度测量值，为带钢在入口测厚仪处的厚度测量值，V0为轧制入口速度，V1为轧制出口速度；β为平滑系数。
7.如权利要求6所述的改进的单机架可逆轧机秒流量厚度控制方法，其特征在于：β取值范围为0.01～0.1。
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