CN111054762B - 一种板带轧机目标厚度快速控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种板带轧机目标厚度快速控制的方法，它包括以下步骤：(1)、起步控制；(2)、锁定出口厚度偏差；(3)、快速调节辊缝至预期值；(4)、反馈算法精确调节辊缝至目标值；(5)、轧机控制许可：释放AGC算法及轧机速度许可，轧机进入正常的轧制状态。本发明有益效果是在轧机不经过预设定辊缝的前提下可实现在不大于5米以内实现目标厚度控制。

Description

一种板带轧机目标厚度快速控制的方法
技术领域
本发明涉及板带轧机设备及控制领域，具体涉及板带轧机自动厚度控制(AutoGauge Control)技术。
背景技术
轧机AGC系统是机电液控制技术的高度集成，是实现板带轧机厚度精确控制的关键技术；现代高精度板带轧机液压AGC系统采用多种控制模型及补偿算法，在薄带材轧制过程中可实现微米级的厚差控制。为了提高带材的轧制成品率，AGC系统通过辊缝预设定的方法实现目标厚度的精确快速控制。
目前，板带轧机辊缝预设定的方法是：1实测获取轧机牌坊刚度曲线；2轧机预压靠获得压下油缸的初始位置(简称靠零)；3根据出口目标厚度设定值，AGC系统依据轧机弹跳方程计算预设辊缝值；4调节压下油缸的位置到预设辊缝处。
在实际生产过程中，某些特定的场合下上述方法不太适合：
1轧机在靠零过程中，辊系的直接接触会产生辊印，进而在轧制过程中转移到带材表面；这对轧制高质量表面要求的板带材时是不允许的。
2对于某些多辊轧机如森吉米尔二十辊单机架可逆轧机而言，在多道次的轧制过程中可能频繁更换工作辊，难以获得准确的辊缝零位值。
实际生产中轧机操作人员根据操作经验进行轧机预压靠，难以获得准确的预期辊缝，使得出口目标厚度在起步阶段波动较大且难以快速达到出口设定目标值；假设可逆轧机辊缝至测厚仪的距离为L(一般为2～2.5m)，起步过程中轧制带材厚度达到设定厚度时，出口带材长度可达15～30米，严重影响到带材轧制的成品率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在板带轧机不通过辊缝预设定的方法获得精确辊缝值的情况下，提供一种板带轧机起步过程中目标厚度快速控制的方法。
本发明的创新点在于：一种板带轧机起步过程中目标厚度快速控制的方法。
本发明的技术方案是：在轧机起步时刻，基于带材质量流等式初步锁定辊缝偏差并进行快速调节；其次基于实时反馈算法修正上述控制误差，实现辊缝的精确设定。
本发明的技术方案是：一种板带轧机目标厚度快速控制的方法，它包括以下步骤：(1)、起步控制:
(1-1)、在轧机起步时刻，禁止轧机AGC系统前馈FF、反馈FB和质量流MF控制模式，控制轧机按起步速度轧制；
(1-2)、第一道次轧制时，操作员手动控制辊缝位置，施加一定的轧制力；启动轧机按预设定的起步速度轧制；
(2)、锁定出口厚度偏差：
(2-1)、在轧机速度稳定后，按一定的带材采样长度数次采样入口厚度偏差ΔH0、入口速度V0和出口速度V1，并求取平均值；
(2-2)、根据带材的质量流等式(入口厚度设定值H0+入口厚度偏差ΔH0)*入口速度V0＝(出口厚度设定值H1+出口厚度偏差ΔH1)*出口速度V1，计算并锁定出口厚度偏差ΔH1；
(3)、快速调节辊缝至预期值：
(3-1)、计算压下油缸的位置调节量ΔP：ΔP＝ΔH1*(带材塑性刚度Q/轧机纵向刚度CP)*增益系数K1；
(3-2)、计算调节时间t＝位置调节量/预设定的压下调节速度；
(3-3)、辊缝快速调节：根据位置调节量和调节速度，按照设定的调节曲线调节油缸压下；
(4)、快速反馈算法修正：
(4-1)、上述调节结束后，出口测厚仪测得轧制后的带材厚度，再经过数次采样平均后获得准确的出口厚度偏差ΔH1；
(4-2)、计算位置调节量ΔP：ΔP＝ΔH1*(1+带材塑性刚度Q/轧机纵向刚度CP)*增益系数K2；
(4-3)、辊缝精确调节：根据位置调节量再一次调节辊缝，实现出口目标厚度的准确控制；
(5)、轧机控制许可：释放AGC算法及轧机速度许可，轧机进入正常的轧制状态。
上述方案中所述步骤(2-1)的带材采样长度为40-60mm。
本发明的有益效果是上述二十辊轧机起步阶段快速达到出口带材设定厚度的算法通过实际使用，可实现在不大于5米(约2L带材出口长度)以内实现目标厚度控制；可避免正常的轧机压靠过程中形成辊印对高表面要求的铜带材影响。
附图说明
图1是本发明实施例2中基于iBA PDA数据采集软件的数据记录图；
图2是本发明实施例3中基于iBA PDA数据采集软件的数据记录图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明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有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1：一种二十辊铜带精轧机目标厚度快速控制的方法，它包括以下步骤：(1)、起步控制:
(1-1)、在轧机起步时刻，禁止轧机AGC系统前馈FF、反馈FB和质量流MF控制模式，控制轧机按起步速度轧制；
(1-2)、第一道次轧制时，操作员手动控制辊缝位置，施加一定的轧制力；启动轧机按预设定的起步速度轧制；
(2)、锁定出口厚度偏差：
(2-1)、在轧机速度稳定后，按一定的带材采样长度数次采样入口厚度偏差ΔH0、入口速度V0和出口速度V1，并求取平均值；
(2-2)、根据带材的质量流等式(入口厚度设定值H0+入口厚度偏差ΔH0)*入口速度V0＝(出口厚度设定值H1+出口厚度偏差ΔH1)*出口速度V1，计算并锁定出口厚度偏差ΔH1；
(3)、快速调节辊缝至预期值：
(3-1)、计算压下油缸的位置调节量ΔP：ΔP＝ΔH1*(带材塑性刚度Q/轧机纵向刚度CP)*增益系数K1，K1取值1；
(3-2)、计算调节时间t＝位置调节量/预设定的压下调节速度，压下调节速度为1.1mm/s；
(3-3)、辊缝快速调节：根据位置调节量和调节速度，按照设定的调节曲线调节油缸压下；
(4)、快速反馈算法修正：
(4-1)、上述调节结束后，出口测厚仪测得轧制后的带材厚度，再经过数次采样平均后获得准确的出口厚度偏差ΔH1；
(4-2)、计算位置调节量ΔP：ΔP＝ΔH1*(1+带材塑性刚度Q/轧机纵向刚度CP)*增益系数K2，K2取值1.2；
(4-3)、辊缝精确调节：根据位置调节量再一次调节辊缝，实现出口目标厚度的准确控制；
(5)、轧机控制许可：释放AGC算法及轧机速度许可，轧机进入正常的轧制状态。
实施例2：与实施例1的区别在于步骤(3)压下调节速度为1.295mm/s,增益系数K1取值为1.2，增益系数K2取值为1.5。
实施例3：与实施例1的区别在于步骤(3)压下调节速度为3.885mm/s，增益系数K1取值为1.3，增益系数K2取值为1.8。
采用上述方法，轧制带材出口厚度达到目标厚度(公差±5微米以内)的轧制长度不超过2L(约为5m)。
本发明不仅适用于二十辊铜带精轧机目标厚度快速控制的方法，也适用于其它规格铜带精轧机目标厚度快速控制的方法。本发明的二十辊不应视为对本发明的保护范围的限制，只是一种示例。
本发明在某二十辊轧机投入运行后，实际控制效果通过iBA PDA数据采集软件记录，如图1和图2所示，详细说明如下：
1数据变量：
Figure GDA0002976042820000051
Figure GDA0002976042820000061
2控制过程：
2.1轧机起步轧制时，速度锁定在起步速度，同时禁止AGC算法；
2.2待轧机速度达到起步速度并稳定后，启动质量流算法，获得带材出口厚度计算厚差值并锁定；结合材料及轧机参数获得压下油缸位置调节量；经谐波发生器输出均匀调节油缸压下；
2.3上述质量流算法调节结束后，待出口长度达到轧机辊缝至出口测厚仪(如示图中的前测厚仪)的距离(约2.5m)后，出口测厚仪测得上述调节的实际厚差；
2.4经快速反馈算法获得压下油缸位置调节量，经斜波发生器输出均匀调节油缸压下；
2.5上述调节完成后，释放轧机速度及AGC控制，轧机进入正常轧制。
3控制效果：
如图1所示，实施例2的轧机出口厚差经质量流算法粗调和快速反馈算法精调后，带材出口厚度连续快速并准确地达到目标值(±5um以内)；当出口厚差达到目标值后，轧机出口侧(示图中的后侧)的轧制长度约为8.5米。由于压下调节较慢(1.295mm/s)，导致轧制长度大于5米。
如图2所示，实施例3提高压下速度为图1的三倍(3.885mm/s)时，当出口厚度达到目标值(±5um以内)时，轧机出口侧(示图中的后侧)的轧制长度约为5米。
可见实施例3是优选实施例，可以进一步约束轧机出口侧的轧制长度。

Claims (2)

1.一种板带轧机目标厚度快速控制的方法，其特征是：它包括以下步骤：
(1)、起步控制:
(1-1)、在轧机起步时刻，禁止轧机AGC系统前馈FF、反馈FB和质量流MF控制模式，控制轧机按起步速度轧制；
(1-2)、第一道次轧制时，操作员手动控制辊缝位置，施加一定的轧制力；启动轧机按预设定的起步速度轧制；
(2)、锁定出口厚度偏差：
(2-1)、在轧机速度稳定后，按一定的带材采样长度数次采样入口厚度偏差ΔH0、入口速度V0和出口速度V1，并求取平均值；
(2-2)、根据带材的质量流等式(入口厚度设定值H0+入口厚度偏差ΔH0)*入口速度V0＝(出口厚度设定值H1+出口厚度偏差ΔH1)*出口速度V1，计算并锁定出口厚度偏差ΔH1；
(3)、快速调节辊缝至预期值：
(3-1)、计算压下油缸的位置调节量ΔP：ΔP＝ΔH1*(带材塑性刚度Q/轧机纵向刚度CP)*增益系数K1；
(3-2)、计算调节时间t＝位置调节量/预设定的压下调节速度；
(3-3)、辊缝快速调节：根据位置调节量和调节速度，按照设定的调节曲线调节油缸压下；
(4)、快速反馈算法修正：
(4-1)、上述调节结束后，出口测厚仪测得轧制后的带材厚度，再经过数次采样平均后获得准确的出口厚度偏差ΔH1；
(4-2)、计算位置调节量ΔP：ΔP＝ΔH1*(1+带材塑性刚度Q/轧机纵向刚度CP)*增益系数K2；
(4-3)、辊缝精确调节：根据位置调节量再一次调节辊缝，实现出口目标厚度的准确控制；
(5)、轧机控制许可：释放AGC算法及轧机速度许可，轧机进入正常的轧制状态。
2.如权利要求1所述的一种板带轧机目标厚度快速控制的方法，其特征是：所述步骤(2-1)的带材采样长度为40-60mm。
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