CN115318842A - 一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，模式选择模块选择“甩机架”模式，过程控制模块重新计算4个机架的张力，负荷按比例分配给待工作的机架，基础控制模块对张力控制策略进行调整，当第i机架启动“甩机架”模式后，张力设定值置为0，第i+1机架的张力控制设定值切换为第i机架的张力控制设定值，第i‑1机架的出口张力和带钢厚度实际值，切换第i+1机架的入口实际值；本发明在保证钢板张力厚度精度的前提下，甩掉了故障机架继续轧制，可以规避风险，实现生产的连续性；同时甩掉故障机架后实现四机架连轧，节省一部分乳液消耗和电力消耗，实现节能降耗的目的，使机组具备一定的柔性生产能力。
Description
技术领域
本发明涉及轧制过程控制领域，尤其涉及一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法。
背景技术
在冷连轧生产过程中，既要保证带钢厚度和板形控制的精密性，又要考虑能耗的高效性，已成为所有的冷轧企业不可避免的话题，两者密不可分，所以冷连轧机甩机架功能的需求应运而生。鞍钢冷轧1780酸轧机组，主要包括激光焊机、浅槽紊流酸洗、UCM五机架连轧机等，在轧制过程中，提高轧机作业率是冷连轧机经济高效运行的关键因素，但是当某种故障导致某个机架不能正常运行时，势必导致五个机架轧机全部停止工作影响产能。所谓甩机架功能即甩掉某一机架进行轧制，由原来的五机架连轧变为四机架连轧，目前亟需从轧机的压下率、张力、弯辊等轧制规程的变化进行统计分析，特别是冷连轧的张力控制尤为重要，研发一种甩机架轧制的张力控制方法，解决冷连轧机中某个机架不能正常运行时，导致生产效率和产能下降的问题；而现有技术中，专利CN105921520A公开了一种冷连轧机甩机架的控制方法及装置，它主要根据张力控制增益系数调整张力值，但此专利缺少轧制时控制功能之间的协调控制以及张力动态计算。
发明内容
本发明提供了一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，保证钢板张力厚度精度的前提下，甩掉故障机架继续轧制，可以规避风险，实现生产的连续性；同时甩掉故障机架后实现四机架连轧，节省一部分乳液消耗和电力消耗，实现节能降耗的目的，使机组具备一定的柔性生产能力。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，模式选择模块选择“甩机架”模式，过程控制模块重新计算4个机架的张力，负荷按比例分配给待工作的机架，基础控制模块对张力控制策略进行调整，当第i机架启动“甩机架”模式后，张力设定值置为0，第i+1机架的张力控制设定值切换为第i机架的张力控制设定值，第i-1机架的出口张力和带钢厚度实际值，切换第i+1机架的入口实际值。
所述模式选择模块通过基础自动化HMI画面选择“甩机架”模式，发送给过程计算机，过程计算机将相应机架标志为未激活状态。
所述过程控制模块接收模式选择模块发送的设定值计算申请，组织轧制策略，将5个机架负荷按比例分配给待工作的4个机架，轧制的总压下率由4个机架分配，计算相应设定值，被甩机架的前后张力相等均为被甩机架的后张力，辊缝设定值为打开状态，压下率、前滑值等设置为0，4个机架的张力设定值发送给基础自动化；
所述基础控制模块对张力控制策略、入口和出口设定值进行重新调整，包括以下步骤：
(1)当第i机架启动“甩机架”模式后，第i机架张力设定值置为0，同时将第i机架的出口张力实际值切换为0，令其不参与张力控制；
(2)在工作机架间张力控制中，第i+1机架的张力控制设定值切换为第i机架的张力控制设定值,第i+1机架张力PI控制器的P(比例)和I(积分)参数动态修改为由第i机架各项参数计算切换为第i-1机架的各项参数，包括：第i-1机架的前滑计算目标值，前滑偏差值，工作辊辊径，轧制力实际值，出口厚度设定值，轧件的塑性系数，轧机第i-1架的弹性模量，机架速度目标值，机架速度实际值；
(3)第i-1机架的出口张力和出口带钢厚度实际值，从第i机架的入口测量值切换为第i+1机架的入口测量值；
(4)第i+2机架张力控制过程，只改变作为传动控制张力的上限限幅值，并对第i-2机架和其余机架张力设定和控制无影响；取消手动干预控制强置为0,张力建立与失张判断条件切换，采用第i+1机架进行逻辑判断。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)在保证钢板张力厚度精度的前提下，甩掉故障机架继续轧制，可以规避停产风险，实现生产的连续性；
2)甩掉故障机架后实现四机架连轧，节省一部分乳液消耗和电力消耗，实现节能降耗的目的，使机组具备一定的柔性生产能力。
附图说明
图1是本发明的控制方法流程示意图。
图2是本发明的控制原理图。
图3是本发明所述第2机架甩机架轧制状态图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图1，是本发明的控制方法流程示意图。本发明一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，模式选择模块选择“甩机架”模式，过程控制模块重新计算4个机架的张力，负荷按比例分配给待工作的机架，基础控制模块对张力控制策略进行调整，当第i机架启动“甩机架”模式后，张力设定值置为0，第i+1机架的张力控制设定值切换为第i机架的张力控制设定值，第i-1机架的出口张力和带钢厚度实际值，切换第i+1机架的入口实际值。
所述模式选择模块中，当第2机架出现甩机架模式时，通过基础自动化HMI画面选择发送给过程计算机，过程计算机将相应第2机架标志为未激活状态；
所述过程控制模块接收模式选择模块发送的设定值计算申请，在过程自动化和基础自动化的接口保证正常通讯的情况下，接收到所述第2机架的“甩机架”信号，将跳过第2机架分配负荷，将第2机架对应的压下设置为0，即不对故障机架分配张力负荷，将5个机架负荷按比例分配给其他正常待工作的4个机架，轧制的总压下率由4个机架分配，计算相应设定值，被甩机架的前后张力相等均为被甩机架的后张力，辊缝设定值为打开状态，压下率、前滑值等设置为0，4个机架的张力设定值发送给基础自动化，甩机架轧制时机架张力设定计算公式为：
Ti＝f(fi,Rwi,Fi,△Hi,Gm,Gsi,Vi)
式中，fi前滑值，Rwi工作辊辊径，Fi机架轧制力，△Hi机架厚差，Gm带钢的塑性系数，Gsi轧机第i机架的弹性模量，Vi第i机架速度，i＝1-5；
见图2，所述基础控制模块对张力控制策略、入口和出口设定值进行重新调整，包括以下步骤：
(1)大于60m/min的高速轧制过程中，要求轧制的宽度为0-1620mm，轧制厚度为0.65-9mm,轧制机架的屈服强度为300-350Mpa，轧制机架的总压下率为73％-83％；当第2机架启动“甩机架”模式后，第2机架张力设定值置为0，同时将第2机架的出口张力实际值切换为0，令其不参与张力控制，此时，第二机架实际速度V`2＝0，V`1＝V3；
(2)在工作机架间张力控制中，张力控制系统的执行机构为液压压上装置，第3机架的张力控制设定值切换为第2机架的张力控制设定值,第3机架张力PI控制器的P(比例)和I(积分)参数动态修改为由第2机架各项参数计算切换为第1机架的各项参数，包括：第1机架的前滑计算目标值，前滑偏差值，工作辊辊径，轧制力实际值，出口厚度设定值，轧件的塑性系数，轧机第1架的弹性模量，机架速度目标值，机架速度实际值，由第1机架后的张力计的测量值通过张力反馈处理后，得到张力实际值与设定张力比较，得到张力偏差值。若张力偏差值超过张力偏差允许范围，液压辊缝控制功能输出一个辊缝调节量；
(3)第1机架的出口张力和出口带钢厚度实际值，从第2机架的入口测量值切换为第3机架的入口测量值，第1机架的出口实际张力与第3机架的入口设定张力相等T`1＝T3；
(4)第i+2机架张力控制过程，只改变作为传动控制张力的上限限幅值，并对第i-2机架和其余机架张力设定和控制无影响；取消手动干预控制强置为0,张力建立与失张判断条件切换，采用第i+1机架进行逻辑判断。
见图3，第2机架为“甩机架”模式后，辊缝打开至8mm，第2机架的设定速度和实际速度均为0。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
如图2所示，冷连轧机架从第1个机架运行至第5个机架，当第2机架出现故障时，模式选择模块将第2机架设置为“甩机架”模式，将跳过第2机架分配负荷，将第2机架对应的压下设置为0，即不对故障机架分配张力负荷，将5个机架负荷按比例分配给其他正常待工作的4个机架，轧制的总压下率由4个机架分配，计算相应设定值，被甩机架的前后张力相等均为被甩机架的后张力，辊缝设定值为打开状态，压下率、前滑值等设置为0，4个机架的张力设定值发送给基础自动化，甩机架轧制时机架张力设定计算公式为：
Ti＝f(fi,Rwi,Fi,△Hi,Gm,Gsi,Vi)
式中，fi前滑值，Rwi工作辊辊径，Fi机架轧制力，△Hi机架厚差，Gm带钢的塑性系数，Gsi轧机第i机架的弹性模量，Vi第i机架速度，i＝1-5；
甩第2机架，则第1机架张力控制：控制增益计算的出口张力值由第2机架出口切换为第3机架出口；第2机架张力控制：将第1机架出口的张力实际测量值的偏差设定为0,轧制楔形时附加速度设定为0,屏蔽加速超限产生的快停信号,张力控制设定值来自速度斜坡；第3机架张力控制：第1机架的前滑、前滑偏差、工作辊辊径、实际轧制力参数计算第2机架的张力控制增益,将前机架的设定速度由2架转换为1架；第4机架张力控制：传动张力控制的上限LU中前两机架速度，由第2机架转换为1架速度。
Claims (4)
1.一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，其特征在于，模式选择模块选择“甩机架”模式，过程控制模块重新计算4个机架的张力，负荷按比例分配给待工作的机架，基础控制模块对张力控制策略进行调整，当第i机架启动“甩机架”模式后，张力设定值置为0，第i+1机架的张力控制设定值切换为第i机架的张力控制设定值，第i-1机架的出口张力和带钢厚度实际值，切换第i+1机架的入口实际值。
2.根据权利要求1所述的一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，其特征在于，所述模式选择模块通过基础自动化HMI画面选择“甩机架”模式，发送给过程计算机，过程计算机将相应机架标志为未激活状态。
3.根据权利要求1所述的一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，其特征在于，所述过程控制模块接收模式选择模块发送的设定值计算申请，组织轧制策略，将5个机架负荷按比例分配给待工作的4个机架，轧制的总压下率由4个机架分配，计算相应设定值，被甩机架的前后张力相等均为被甩机架的后张力，辊缝设定值为打开状态，压下率、前滑值等设置为0，4个机架的张力设定值发送给基础自动化。
4.根据权利要求1所述的一种冷连轧甩机架轧制的动态张力控制方法，其特征在于，所述基础控制模块对张力控制策略、入口和出口设定值进行重新调整，包括以下步骤：
(1)当第i机架启动“甩机架”模式后，第i机架张力设定值置为0，同时将第i机架的出口张力实际值切换为0，令其不参与张力控制；
(2)在工作机架间张力控制中，第i+1机架的张力控制设定值切换为第i机架的张力控制设定值,第i+1机架张力PI控制器的P(比例)和I(积分)参数动态修改为由第i机架各项参数计算切换为第i-1机架的各项参数，包括：第i-1机架的前滑计算目标值，前滑偏差值，工作辊辊径，轧制力实际值，出口厚度设定值，轧件的塑性系数，轧机第i-1架的弹性模量，机架速度目标值，机架速度实际值；
(3)第i-1机架的出口张力和出口带钢厚度实际值，从第i机架的入口测量值切换为第i+1机架的入口测量值；
(4)第i+2机架张力控制过程，只改变作为传动控制张力的上限限幅值，并对第i-2机架和其余机架张力设定和控制无影响；取消手动干预控制强置为0,张力建立与失张判断条件切换，采用第i+1机架进行逻辑判断。
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