CN111250551A - 一种光整机弯辊力的控制方法和控制系统 - Google Patents
一种光整机弯辊力的控制方法和控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种光整机弯辊力的控制方法,应用于带钢的焊缝区域通过光整机的阶段,包括:获取焊缝区域在经过光整机时的运行参数,运行参数包括:带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值;根据带钢宽度,从“带钢宽度‑补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数;根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;根据目标弯辊力设定值,对光整机的工作辊进行控制。上述方法在焊缝过光整机时实现自动弯辊力补偿,提高了弯辊力的控制精度。
Description
技术领域
本申请涉及带钢热浸镀技术领域,尤其涉及一种光整机弯辊力的控制方法和控制系统。
背景技术
光整机是热浸镀生产线上最重要的设备之一,其作用是用来改善热浸镀带钢的板面质量和改变板面光洁度,能够消除一定的应力和屈服平台,并在一定程度上改善板型。弯辊力是光整机最重要的工艺参数之一,对消除带钢板型缺陷及提高板面质量起决定作用。目前产线的四辊光整机不具备在带钢换规格时自动调整弯辊力的功能,在每次焊缝过光整机时都需要操作人员手动调整弯辊力来消除带钢浪型或羽痕缺陷,手动调节的实时性差,并且没有形成定量、标准的控制方案,需要作业人员在现场根据经验确定弯辊力的调整方案,由于不同的操作人员的作业经验不同,若对弯辊力的调整不及时或调整不恰当就会在带头或带尾出现浪型、羽痕甚至褶皱等质量问题,需要去重卷切除,不仅影响带钢的质量和成材率,更对产线稳定运行造成严重影响。因此,亟需一种实时的根据带钢来料信息,自动、定量的控制光整机弯辊力的方法,以减少人为判断带来的偏差,提高热浸镀带钢产品的表面质量。
发明内容
本发明提供了一种光整机弯辊力的控制方法,以解决或者部分解决手动调整弯辊力不及时、不准确,容易造成热浸镀带钢的带头或带尾出现浪形等表面质量的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种光整机弯辊力的控制方法,应用于带钢的焊缝区域通过光整机的阶段,具体包括:
获取焊缝区域在经过光整机时的运行参数,运行参数包括:带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值;
根据带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数;
根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
根据目标弯辊力设定值,对光整机的工作辊进行控制。
可选的,焊缝区域具体包括:
焊缝距前一卷带钢的第一预设距离,以及焊缝距后一卷带钢的第二预设距离之间的带钢区域。
如上述的技术方案,根据带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数,具体包括:
当带钢宽度≤800mm时,补偿系数的取值范围为0.9~1.0;
当带钢宽度>800mm且≤900mm时,补偿系数的取值范围为0.4~0.5;
当带钢宽度>900mm且≤1000mm时,补偿系数的取值范围为0.35~0.4;
当带钢宽度>1000mm且≤1200mm时,补偿系数的取值范围为0.3~0.35;
当带钢宽度>1200mm且≤1300mm时,补偿系数的取值范围为0.25~0.3;
当带钢宽度>1300mm且≤1400mm时,补偿系数的取值范围为0.2~0.25;
当带钢宽度>1400mm时,补偿系数的取值范围为0.15~0.2。
如上述的技术方案,根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值,具体包括:
按照如下的计算方法,计算弯辊力补偿值:
根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值,具体包括:
目标弯辊力设定值=第一弯辊力设定值+弯辊力补偿值。
进一步的,在带钢的焊缝区域通过光整机的阶段,将第一弯辊力设定值增加30kN~50kN,得到第二弯辊力设定值;
按照如下的计算方法,计算弯辊力补偿值,具体包括:
如上述的技术方案,在根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值之后,还包括:
判断弯辊力补偿值是否在[-50kN,50kN]的范围内;
若是,根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
若否,根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值,具体包括:
当弯辊力补偿值小于-50kN时,取弯辊力补偿值的值为-50kN进行补偿,获得目标弯辊设定值;
当弯辊力补偿值大于50kN时,取弯辊力补偿值的值为50kN进行补偿,获得目标弯辊设定值。
本发明还提供了一种光整机弯辊力的控制系统,控制系统应用于带钢的焊缝区域通过光整机的阶段,具体包括:
获取模块,用于获取焊缝区域在经过光整机时的运行参数,运行参数包括:带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值;
确认模块,用于根据带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数;
计算模块:用于根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
执行模块:用于根据目标弯辊力设定值,对光整机的工作辊进行控制。
本发明还提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现上述技术方案中任一项方法的步骤。
本发明还一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述技术方案中任一项方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个技术方案,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种光整机弯辊力的控制方法,通过实时采集带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值,根据焊缝前后的带钢宽度,确定不同的弯辊补偿系数,实时计算弯辊力补偿值,自动在焊缝过光整机时实现不同的弯辊力补偿,消除了人为判断产生的不确定因素,实现了光整机弯辊力的全自动化控制,提高了弯辊力的控制精度。应用上述过焊缝时自动调整弯辊力的技术方案,经现场实践,运行效果良好,可以大幅减少焊缝在通过光整机时因带钢宽度的变化所产生的带钢边浪等缺陷,有效的提高了产线成材率,显著降低了设备的故障几率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了根据本发明一个实施例的光整机弯辊力的控制方法流程图;
图2示出了根据本发明一个实施例的光整机弯辊力的控制系统示意图;
附图标记说明:
10、获取模块;20、确认模块;30、计算模块;40、执行模块。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请,下面结合附图,通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
光整机的弯辊控制的过程简单来说,是控制液压块中的弯辊油缸作用在光整机的工作辊轴承座上,以改变工作辊的弯曲状态,从而调节工作辊的凸度。当工作辊辊颈部位的弯辊油缸产生的正弯辊力大于负弯辊力时,工作辊产生正弯辊,使工作辊中间部位相对镀锌板更为凸起,对镀锌板中间部位的压力增加;当负弯辊力大于正弯辊力时,工作辊产生负弯辊,工作辊中间部位相对镀锌板的凸起量减小,对镀锌板边缘部位的压力减小。根据实际需要,起到消除热镀带钢的浪形等缺陷,改善板形的作用。
现有的光整机的弯辊力控制没有接入二级系统进行自动控制,是通过现场作业人员手动控制的,没有形成定量、标准的控制方案,依赖于作业人员的现场经验判断。而带钢的带头和带尾附近的板形通常较差,若对弯辊力的调整不及时或调整不恰当就会在带头或带尾出现较明显的浪型、羽痕甚至褶皱等板形质量问题。基于此,发明人通过大量生产跟踪和实验研究,在一些可选的实施例中,提出了一种自动控制光整机弯辊力的方法,具体如下:
一种光整机弯辊力的控制方法,应用于带钢的焊缝区域通过光整机的阶段,具体包括:
S1:获取焊缝区域在经过光整机时的运行参数,运行参数包括:带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值;
S2:根据带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数;
S3:根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
S4:根据目标弯辊力设定值,对光整机的工作辊进行控制。
总的来说,本实施例的控制方案是实时采集带钢在光整机上的运行参数,包括光整机实际轧制力、设定轧制力、带钢宽度、设定弯辊力,根据这些运行参数建立定量控制模型,在焊缝通过光整机时,根据焊缝前后带钢的宽度,确定不同的补偿系数;然后轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;因此,目标弯辊力设定值=第一弯辊力设定值+弯辊力补偿值。通过调整弯辊力来消除带钢焊缝附近的板形缺陷,如边浪,羽痕或褶皱等。
本实施例的方案是通过在可逻辑编程控制器PLC中编程实现的,为了方便现场作业人员使用,在光整机控制系统的人机交互界面上增设投用本方法的功能按钮,作业人员可以根据现场生产实际情况判断是否使能弯辊力补偿自动控制,在作业区现场出现异常情况时,可以及时停止使用此功能。
本实施例公开了一种光整机弯辊力的控制方法,通过实时采集带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值,根据焊缝前后的带钢宽度,确定不同的弯辊补偿系数,实时计算弯辊力补偿值,自动在焊缝过光整机时实现不同的弯辊力补偿,消除了人为判断产生的不确定因素,实现了光整机弯辊力的全自动化控制,提高了弯辊力的控制精度。应用上述过焊缝时自动调整弯辊力的技术方案,经现场实践,运行效果良好,可以大幅减少焊缝在通过光整机时因带钢宽度的变化所产生的带钢边浪等缺陷,有效的提高了产线成材率,显著降低了设备的故障几率。
在一些可选的实施例中,焊缝区域包括:焊缝距前一卷带钢的第一预设距离,以及焊缝距后一卷带钢的第二预设距离之间的带钢区域。第一预设距离和第二预设距离可以根据带钢在光整机工艺段的运行速度灵活调整,若现在正在生产的带钢的运行速度较快,则第一预设距离和第二预设距离可以设置较长;若运行速度减慢,可以适当缩短焊缝区域。通常来说,绝大部分的钢种的第一预设距离和第二预设距离都可以取0~10米,以5米为例进行说明,此时的焊缝区域为焊缝前后5米范围内的带钢区域;在焊缝进光整机之前,距光整机工作辊的距离为5米时,启用上述实施例中的光整机弯辊力的控制方法;当焊缝通过光整机后,距光整机工作辊的距离为5米时,停用上述实施例中的光整机弯辊力的控制方法。
在计算弯辊力补偿值时,带钢宽度对补偿系数的影响非常重要,这是由于光整机弯辊为凸辊,因此不同宽度的带钢弯辊力的作用直接影响着带钢边部质量。在之前的控制方案中,补偿系数通常是现场确定,没有形成定量的确定标准,发明人通过大量生产跟踪和统计分析,确认了带钢宽度和补偿系数之间的映射关系,具体如下:
基于前述实施例相同的发明构思,在一些可选的实施例中,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数,具体如下表所示:
表1:带钢宽度和补偿系数之间的映射关系表
生产表明,将带钢宽度分为上述8个区域,然后对应选择补偿系数计算得弯辊力补偿值,从而得到的目标弯辊力控制值,能够更佳的消除焊缝区域的板形缺陷。
在确定了弯辊力的补偿系数后,基于前述实施例相同的发明构思,在一些可选的实施例中,提供了一种弯辊力补偿值的具体计算方法,具体包括:
按照如下的计算方法,计算弯辊力补偿值:
根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值,具体包括:
目标弯辊力设定值=第一弯辊力设定值+弯辊力补偿值。
具体来说,上述计算方法是计算光整机工作辊的实际轧制力与设定轧制力之间的偏差比值,然后再结合补偿系数和第一弯辊力设定值确定出弯辊力补偿值,这里的第一弯辊力设定值是指在控制系统中预先设定的,根据带钢种类和宽度确定的弯辊力设定的初始值,第一弯辊力设定值适用于带钢除焊缝区域以外的正常区域。在焊缝区域经过光整机时,以第一弯辊力设定值为基础进行补偿。在焊缝区域中的前一卷带钢经过光整机时,计算所使用的是前一卷带钢的轧制力设定值和第一弯辊力设定值,而当后一卷带钢经过光整机时,计算所使用的的轧制力设定值和第一弯辊力设定值转变为后一卷带钢的。上述的弯辊力补偿值的计算模型是根据大量的生产试验总结得到的,能够良好的计算出合理的弯辊力补偿值,显著改善焊缝区域的板形缺陷。
由于焊缝区域的板形质量问题通常比正常区域要严重,发明人研究发现,在焊缝区域通过光整机,计算弯辊力补偿值时,适当的增加弯辊力设定值,计算得出的弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,更有利于消除焊缝区的板形质量缺陷,同时不会造成带钢非焊缝的正常区域板形恶化。基于前述实施例相同的发明构思,在一些可选的实施例中,通过大量的生产跟踪和统计分析,在带钢的焊缝区域通过光整机的阶段,将第一弯辊力设定值增加30kN~50kN(单位:千牛),优选的增加值可以是40kN,50kN,得到第二弯辊力设定值;
此时,弯辊力补偿值的计算方式变更为:
第一弯辊力设定值的增加值不能过高,否则将会加剧焊缝区的浪形问题。
当焊缝区域进入光整机时,PLC在计算弯辊力补偿值时自动增加第一弯辊力设定值,当焊缝区域通过光整机后,开始自动减小第一弯辊力设定值,减小的方式可以是按照延时时间自动递减。
发明人进一步研究发现,前述实施例中在确定弯辊力补偿值的时候,可能因为光整机产线上的一些异常变化,导致轧制力波动较大,从而使计算得出的弯辊力补偿值较大,从而导致无法有效的控制带钢焊缝区域的板形质量,例如,当轧制力升高过多,使计算得到的目标弯辊力较大,导致板面原有的浪形进一步加大;或者轧制力降低过多,使计算得到的目标弯辊力较小,导致板面原有的浪形没有良好的消除。为了解决这些异常因素带来的问题,发明人对计算得到的弯辊力补偿值进行了限幅,以避免因为产线异常所产生的焊缝区域板形质量问题,同时也可以控制正常过焊缝时弯辊力的波动,具体如下:
基于前述实施例相同的发明构思,在另一些可选的实施例中,在根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值之后,还包括:
若是,根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
若否,根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值,具体包括:
当弯辊力补偿值小于-50kN时,取弯辊力补偿值的值为-50kN进行补偿,获得目标弯辊设定值;
当弯辊力补偿值大于50kN时,取弯辊力补偿值的值为50kN进行补偿,获得目标弯辊设定值。
上述方案简单来说,即是对计算得到的弯辊力补偿值进行限幅,当计算得到的弯辊力补偿值的绝对值在50kN以内,则按照实际计算得到的补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,若计算得到的弯辊力补偿值小于-50kN或大于50kN,则统一按照-50kN或50kN进行补偿。如此,能够良好的对弯辊力补偿值进行限幅,防止因为产线的异常情况造成弯辊力补偿多大或者过小,对带钢焊缝区域的板形质量造成不利影响,将弯辊力补偿限幅控制在-50KN~50KN的范围内是现场生产的大量跟踪和统计分析的结果,其控制效果良好。
在一个可选的实施例中,发明人将上述实施例中的控制方法应用在1700热镀锌生产线上的光整机组,镀锌线年产量约70万吨,平均每卷约30吨。上述方法使镀锌产品在焊缝区域因为边浪、羽痕和褶皱等板形缺陷导致的切卷长度平均减少了5米/卷,每年能够为1700镀锌产线增效60万元。
基于前述实施例相同的发明构思,在一些可选的实施例中,提供了一种光整机弯辊力的控制系统,控制系统应用于带钢的焊缝区域通过光整机的阶段,具体包括:
获取模块10:获取焊缝区域在经过光整机时的运行参数,运行参数包括:带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值;
确认模块20:根据带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数;
计算模块30:根据轧制力实际值,轧制力设定值,补偿系数和第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;根据弯辊力补偿值对第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
执行模块40:根据目标弯辊力设定值,对光整机的工作辊进行控制。
基于前述实施例相同的发明构思,在一些可选的实施例中,提供了一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时实现上述实施例中任一项方法的步骤。
基于前述实施例相同的发明构思,在一些可选的实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现上述实施例中任一项方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个实施例,本发明具有以下有益效果或者优点:
本发明公开了一种光整机弯辊力的控制方法,通过实时采集带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值,根据焊缝前后的带钢宽度,确定不同的弯辊补偿系数,实时计算弯辊力补偿值,自动在焊缝过光整机时实现不同的弯辊力补偿,消除了人为判断产生的不确定因素,实现了光整机弯辊力的全自动化控制,提高了弯辊力的控制精度。应用上述过焊缝时自动调整弯辊力的技术方案,经现场实践,运行效果良好,可以大幅减少焊缝在通过光整机时因带钢宽度的变化所产生的带钢边浪等缺陷,有效的提高了产线成材率,显著降低了设备的故障几率。
尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种光整机弯辊力的控制方法,其特征在于,所述控制方法应用于带钢的焊缝区域通过所述光整机的阶段,具体包括:
获取所述焊缝区域在经过所述光整机时的运行参数,所述运行参数包括:带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值;
根据所述带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数;
根据所述轧制力实际值,所述轧制力设定值,所述补偿系数和所述第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;根据所述弯辊力补偿值对所述第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
根据所述目标弯辊力设定值,对所述光整机的工作辊进行控制。
2.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述焊缝区域,具体包括:
所述焊缝距前一卷带钢的第一预设距离,以及所述焊缝距后一卷带钢的第二预设距离之间的带钢区域。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数,具体包括:
当所述带钢宽度≤800mm时,所述补偿系数的取值范围为0.9~1.0;
当所述带钢宽度>800mm且≤900mm时,所述补偿系数的取值范围为0.4~0.5;
当所述带钢宽度>900mm且≤1000mm时,所述补偿系数的取值范围为0.35~0.4;
当所述带钢宽度>1000mm且≤1200mm时,所述补偿系数的取值范围为0.3~0.35;
当所述带钢宽度>1200mm且≤1300mm时,所述补偿系数的取值范围为0.25~0.3;
当所述带钢宽度>1300mm且≤1400mm时,所述补偿系数的取值范围为0.2~0.25;
当所述带钢宽度>1400mm时,所述补偿系数的取值范围为0.15~0.2。
6.如权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在所述根据所述轧制力实际值,所述轧制力设定值,所述补偿系数和所述第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值之后,还包括:
判断所述弯辊力补偿值是否在[-50kN,50kN]的范围内;
若是,根据所述弯辊力补偿值对所述第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
若否,所述根据所述弯辊力补偿值对所述第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值,具体包括:
当所述弯辊力补偿值小于-50kN时,取所述弯辊力补偿值的值为-50kN进行补偿,获得目标弯辊设定值;
当所述弯辊力补偿值大于50kN时,取所述弯辊力补偿值的值为50kN进行补偿,获得目标弯辊设定值。
7.一种光整机弯辊力的控制系统,其特征在于,所述控制系统应用于带钢的焊缝区域通过所述光整机的阶段,具体包括:
获取模块,用于获取所述焊缝区域在经过所述光整机时的运行参数,所述运行参数包括:带钢宽度,轧制力设定值,轧制力实际值和第一弯辊力设定值;
确认模块,用于根据所述带钢宽度,从“带钢宽度-补偿系数”的映射关系中确认出对应的补偿系数;
计算模块:用于根据所述轧制力实际值,所述轧制力设定值,所述补偿系数和所述第一弯辊力设定值,实时计算弯辊力补偿值;根据所述弯辊力补偿值对所述第一弯辊力设定值进行补偿,获得目标弯辊力设定值;
执行模块:用于根据所述目标弯辊力设定值,对所述光整机的工作辊进行控制。
8.一种电子设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
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