CN110653269B - 热连轧板带平直度在线闭环控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热连轧板带平直度在线闭环控制方法，属于电气自动化控制技术领域。该方法执行如下步骤：1）当带钢到达精轧机组入口时，接收相应值；2）以弯辊力设定值、速度设定值闭环控制各机架进行穿带；3）关闭末机架的板形保持功能；4）计算出时间T；5）将反馈值送到自动化控制系统；6）根据带钢平直度反馈值、平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力需要调整的大小；7）时间T为周期不断读取反馈值，计算出的调整值，进行累加控制；8）当末机架抛钢，末机架弯辊力调整值计算结束，累计值清零。该方法实现了根据带钢平直度的偏差来闭环调整末机架的弯辊力，大大提高了带钢的平直度控制精度，提高了产品质量。

Description

热连轧板带平直度在线闭环控制方法

技术领域

本发明涉及一种热连轧板带平直度在线闭环控制方法，属于电气自动化控制技术领域。

背景技术

随着市场的需求，热轧企业为了实现盈利，产品不断向高端拓展，产品质量控制精度越来越高，除了以前关注的厚度、宽度控制精度外，对热轧产品的平直度控制精度也要求非常严格，特别是针对汽车板等高端产品，它除了要求产品整体的控制精度高外，还要求在整体控制精度高的前提下，产品的同质性高，即控制精度波动越小越好。但是，目前热轧企业板带的平直度控制都是以精轧模型通过带辊型的窜辊（有的轧机是交叉辊）及弯辊来实现控制的，精轧模型依据带钢的来料温度、厚度、宽度、材质、轧辊的实时辊型来计算精轧末机架所需窜辊量（或交叉角）及弯辊力的设定值，从而实现对产品的平直度控制。这样就存在以下两个问题，一、精轧模型对平直度的控制是滞后的。当本块钢的头部平直度控制超标时，它只能通过对下一块钢的自学习调整来优化精轧末机架的弯辊力与窜辊位置，从而改进平直度控制精度，这个过程往往需要几块钢的不断自学习才能达到较好的效果；二、精轧模型对平直度的控制不是在线闭环控制的。对于同一块钢，模型对精轧末机架的弯辊力设定是一次性的，在轧制过程中不会改变，对弯辊力的调整是通过板形保持功能来实现，即根据轧制过程中机架轧制力的变化对弯辊力做一定的调整，它不是以带钢的实际检测到的平直度作为参考的，实践证明这种板形保持功能对弯辊力的调整相对于带钢的平直度控制效果很差，即使模型设定的弯辊力使带钢头部的平直度精度很好，在轧制过程中，由于带钢长度方向温度、厚度等工艺条件的变化，也会造成带钢中尾部平直度精度很差。所以，开发一种热轧板带凸度在线闭环控制方法，对提高产品的凸度控制精度非常必要。

现有关于板带平直度控制的专利、论文都是从模型、轧辊辊型以及平直度检测装置方面进行改进以提高板带的平直度控制，与本项发明技术：根据对带钢平直度反馈的检测，在线实时调整精轧机组末机架的弯辊力实现带钢平直度闭环控制的技术方案都有本质的差异。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种热连轧板带平直度在线闭环控制方法。

本发明为了解决上述技术问题提出的技术方案是：热连轧板带平直度在线闭环控制方法，执行如下步骤：

1）当带钢到达精轧机组入口时，精轧机组的自动化控制系统接收二级模型下发的精轧机组7个机架的弯辊力设定值、平直度与弯辊力的转换系数、带钢平直度目标值、精轧机组末机架标示；

其中精轧机组后三个机架弯辊力设定值W5、W6、W7，速度设定值V5~7）平直度与弯辊力的转换系数K5~7）带钢平直度目标值F0）精轧机组末机架标识X，（1≤X≤3，X=1,第7个机架为末机架，X=2,第6个机架为末机架，X=3,第5个机架为末机架）；

2）自动化控制系统控制精轧机组各机架以弯辊力设定值、速度设定值闭环控制各机架的弯辊力、速度进行带钢穿带；

3）根据精轧机组末机架标识，关闭所述精轧机组末机架标示所对应的机架的板形保持功能；

4）自动化控制系统根据精轧机组末机架标识、精轧机组后三个机架与平直度仪的距离S5、S6、S7，机架的设定速度计算出带钢从末机架到达平直度仪的时间T；

5）带钢到达精轧机组出口平直度仪处，平直度仪开始检测带钢的平直度反馈值F1，并将反馈值送到自动化控制系统；

6）自动化系统根据带钢平直度反馈值、平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力需要调整的大小△W1，此时末机架的弯辊力给定值W=末机架弯辊力设定值+△W1；

7）自动化系统以步骤4中计算出所述时间T为间隔周期不断读取平直度仪送来的带钢平直度反馈值，并根据平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力的调整值，每次计算的调整值与前一次计算的调整值进行累加，得到调整值的累计值，△W（n）=△W（n-1）+△W,(n≥1）△W（0）=0），累计值加上设定值作用于末机架弯辊力的闭环控制；

8）当末机架抛钢，末机架弯辊力调整值计算结束，累计值△W（n）清零。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：本发明中的平直度与弯辊力的转换系数是直接根据平直度偏差计算弯辊力大小的，即本方案实现了平直度调节的定量控制。

并且由于平直度仪是安装在精轧机组最后一个机架后面几米处，这样检测出来的平直度相对轧机弯辊力控制是滞后的，所以检测出来的平直度偏差不适合于做不间断调节。而本方案中针对这一点做出了改进，根据检测的平直度偏差进行间断调节，每调节一次，必须等调节过的带钢运行到平直度仪处检测平直度偏差后再调节（而各个单次调节之间的时间间隔就是方案中提到的“时间T”也就是是带钢从末机架到达平直度仪的时间），即每次的调节必须根据上次调节的结果偏差再调节，调节量是累加的，这样才能避免误调节，尽快将偏差缩小。

从而实现了根据带钢平直度的偏差来闭环调整末机架的弯辊力，从而大大提高了带钢的平直度控制精度，减少、消除精轧机组出口带钢板形存在浪形的问题，提高了产品质量，为企业的盈利提供了技术保障。

具体实施方式

实施例

本实施例的热连轧板带平直度在线闭环控制方法，执行如下步骤：

1）当带钢到达精轧机组入口时，精轧机组的自动化控制系统接收二级模型下发的精轧机组7个机架的弯辊力设定值、平直度与弯辊力的转换系数、带钢平直度目标值、精轧机组末机架标示；

其中精轧机组后三个机架弯辊力设定值W5、W6、W7，速度设定值V5~7）平直度与弯辊力的转换系数K5~7）带钢平直度目标值F0）精轧机组末机架标识X，（1≤X≤3，X=1,第7个机架为末机架，X=2,第6个机架为末机架，X=3,第5个机架为末机架）；

2）自动化控制系统控制精轧机组各机架以弯辊力设定值、速度设定值闭环控制各机架的弯辊力、速度进行带钢穿带；

3）根据精轧机组末机架标识，关闭所述精轧机组末机架标示所对应的机架的板形保持功能；

4）自动化控制系统根据精轧机组末机架标识、精轧机组后三个机架与平直度仪的距离S5、S6、S7，机架的设定速度计算出带钢从末机架到达平直度仪的时间T；

5）带钢到达精轧机组出口平直度仪处，平直度仪开始检测带钢的平直度反馈值F1，并将反馈值送到自动化控制系统；

6）自动化系统根据带钢平直度反馈值、平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力需要调整的大小△W1，此时末机架的弯辊力给定值W=末机架弯辊力设定值+△W1；

7）自动化系统以步骤4中计算出所述时间T为间隔周期不断读取平直度仪送来的带钢平直度反馈值，并根据平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力的调整值，每次计算的调整值与前一次计算的调整值进行累加，得到调整值的累计值，△W（n）=△W（n-1）+△W,(n≥1）△W（0）=0），累计值加上设定值作用于末机架弯辊力的闭环控制；

8）当末机架抛钢，末机架弯辊力调整值计算结束，累计值△W（n）清零。

本方法的具体实施过程举例如下，

1、当带钢到达精轧机组入口，自动化控制系统接收二级模型下发的精轧机组7个机架的各种设定值，其中精轧机组后三个机架弯辊力设定值W5:820kn、W6:760kn、W7:720kn，速度设定值V5：7.55m/s、V6：9.81m/s、V7：11.25m/s，平直度与弯辊力的转换系数K5：-6.197kn/iu、K6：-6.401kn/iu、K7：-6.923kn/iu，带钢平直度目标值F0:2iu、精轧机组末机架标识X:1；

2、自动化控制系统控制精轧机组各机架以弯辊力设定值、速度设定值闭环控制各机架的弯辊力、速度进行带钢穿带；

3、精轧机组末机架标识X=1，表示精轧机组末机架为第7个机架，关闭第7个机架的板形保持功能；

4、自动化控制系统根据精轧机组末机架标识X:1、精轧机组后三个机架与平直度仪的距离S5：18.1m、S6：12.3m、S7：6.5m，机架的设定速度计算出带钢从末机架到达平直度仪的时间T，T=S7/V7=6.5/11.25=0.578s；

5、带钢到达精轧机组出口平直度仪处，平直度仪开始检测带钢的平直度反馈值F1：23iu，并将反馈值送到自动化控制系统；

6、自动化系统根据带钢平直度反馈值、平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力需要调整的大小△W1，△W1=（F1-F0）*K7=（23-2）*（-6.923）=-145.383kn，此时末机架弯辊力给定值W=W7+△W1=720+（-145.383）=574.617kn；

7、自动化系统“带钢从末机架到达平直度仪的时间”T：0.578s为间隔周期不断读取平直度仪送来的带钢平直度反馈值F2~Fn，并根据平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力需要调整的大小△W（2）~△W（n），每次计算的调整值大小与前一次计算值进行累加，得到调整值的累计值，△W（n）=△W（n-1）+△W(n),(n≥1、△W（0）=0），累计值加上设定值作用于末机架弯辊力的闭环控制；

下面以读取的F2：10iu、F3：5.6iu、F4：1.53iu、F5：2.52iu为例说明，末机架弯辊力的计算过程：

F2：10iu

末机架弯辊力调整值第一次累加

△W2=△W1+（F2-F0）*K7=（-145.383）+（10-2）*（-6.923）=-200.767kn

W=W7+△W2=720+（-200.767）=519.233kn

此时末机架弯辊力以519.233kn大小进行闭环控制；

F3：5.6iu

末机架弯辊力调整值第二次累加

△W3=△W2+（F3-F0）*K7=（-200.767）+（5.6-2）*（-6.923）=-225.69kn

W=W7+△W3=720+（-225.69）=494.31kn

此时末机架弯辊力以494.3kn大小进行闭环控制；

F4：1.53iu

末机架弯辊力调整值第三次累加

△W4=△W3+（F4-F0）*K7=（-225.69）+（1.53-2）*（-6.923）=-222.46kn

W=W7+△W4=720+（-222.46）=497.54kn

此时末机架弯辊力以497.54kn大小进行闭环控制；

F5：2.52iu

末机架弯辊力调整值第四次累加

△W5=△W4+（F5-F0）*K7=（-222.46）+（2.52-2）*（-6.923）=-226.06kn

W=W7+△W5=720+（-226.06）=493.94kn

此时末机架弯辊力以493.94kn大小进行闭环控制；

通过以上计算过程，可以看出，经过末机架弯辊力三、四次调整后，带钢平直度就基本上稳定在目标值附近，末机架弯辊力大小到达到一个相对稳定值。

8、末机架抛钢，末机架弯辊力调整值计算结束，累计值△W（n）清零。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (1)

1.热连轧板带平直度在线闭环控制方法，其特征在于执行如下步骤：

1)当带钢到达精轧机组入口时，精轧机组的自动化控制系统接收二级模型下发的精轧机组7个机架的弯辊力设定值、平直度与弯辊力的转换系数、带钢平直度目标值、精轧机组末机架标示；

其中精轧机组后三个机架弯辊力设定值W5、W6、W7，速度设定值V5～7，平直度与弯辊力的转换系数K5～7，带钢平直度目标值F0，精轧机组末机架标识X，1≤X≤3，X＝1,第7个机架为末机架，X＝2,第6个机架为末机架，X＝3,第5个机架为末机架；

2)自动化控制系统控制精轧机组各机架以弯辊力设定值、速度设定值闭环控制各机架的弯辊力、速度进行带钢穿带；

3)根据精轧机组末机架标识，关闭所述精轧机组末机架标示所对应的机架的板形保持功能；

4)自动化控制系统根据精轧机组末机架标识、精轧机组后三个机架与平直度仪的距离S5、S6、S7，机架的设定速度计算出带钢从末机架到达平直度仪的时间T；

5)带钢到达精轧机组出口平直度仪处，平直度仪开始检测带钢的平直度反馈值F1，并将反馈值送到自动化控制系统；

6)自动化系统根据带钢平直度反馈值、平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力需要调整的大小△W1，此时末机架的弯辊力给定值W＝末机架弯辊力设定值+△W1；

7)自动化系统以步骤4中计算出所述时间T为间隔周期不断读取平直度仪送来的带钢平直度反馈值，并根据平直度目标值、平直度与弯辊力的转换系数，计算出末机架弯辊力的调整值，每次计算的调整值与前一次计算的调整值进行累加，得到调整值的累计值，累计值加上设定值作用于末机架弯辊力的闭环控制；

8)当末机架抛钢，末机架弯辊力调整值计算结束，累计值△W(n)清零。