一種熱軋板帶凸度在線閉環控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種閉環控制方法，特別涉及一種熱軋板帶凸度在線閉環控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著市場的需求，熱軋企業為了實現盈利，產品不斷向高端拓展，產品質量控制精度越來越高，除了以前關注的厚度、寬度控制精度外，對熱軋產品的凸度控制精度也要求非常嚴格，特別是針對汽車板、硅鋼等高端產品，它除了要求產品整體的控制精度高外，還要求在整體控制精度高的前提下，產品的同質性高，即控制精度波動越小越好。但是，目前熱軋企業板帶的凸度控制都是以精軋模型通過帶輥型的竄輥(有的軋機是交叉輥)及彎輥來實現控制的，精軋模型依據帶鋼的來料溫度、厚度、寬度、材質、乳輥的實時輥型來計算精軋各機架所需竄輥量(或交叉角)及彎輥力的設定值，從而實現對產品的凸度控制。這樣就存在以下兩個問題，一、精軋模型對凸度的控制是滯后的。當本塊鋼的頭部凸度控制超標時，它只能通過對下一塊鋼的自學習調整來優化精軋各機架的彎輥力與竄輥位置，從而改進凸度控制精度，這個過程往往需要幾塊鋼的不斷自學習才能達到較好的效果；二、精軋模型對凸度的控制不是在線閉環控制的。對于同一塊鋼，模型對精軋各機架的彎輥力設定是一次性的，在軋制過程中不會改變，對彎輥力的調整是通過板形保持功能來實現，即根據軋制過程中機架軋制力的變化對彎輥力做一定的調整，它不是以帶鋼的實際檢測到的凸度作為參考的，實踐證明這種板形保持功能對彎輥力的調整相對于帶鋼的凸度控制效果很差，即使模型設定的彎輥力使帶鋼頭部的凸度精度很好，在軋制過程中，由于帶鋼長度方向溫度、厚度等工藝條件的變化，也會造成帶鋼中尾部凸度精度很差。所以，開發一種熱軋板帶凸度在線閉環控制方法，對提高產品的凸度控制精度非常必要。
【發明內容】
[0003]本發明正是針對現有技術中存在的技術問題，提供一種熱軋板帶凸度閉環控制的方法，解決目前熱軋企業中軋制這類產品時，產品凸度控制精度不高的問題。
[0004]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下，一種熱軋板帶凸度在線閉環控制方法，其特征在于，所述方法步驟如下，1)帶鋼到達精軋機組入口，精軋模型依據帶鋼的溫度、厚度、寬度、材質、軋輥的實時輥型來計算精軋各機架所需的彎輥力設定值；2 )精軋各機架咬鋼后，各機架的彎輥力從平衡力切換到精軋模型計算的彎輥設定值；3)在精軋機組軋制過程中，板形保持功能根據各機架的軋制力變化對彎輥力進行一定的調整；4)增加帶鋼凸度的閉環控制，在精軋機組軋制過程中，根據精軋出口凸度儀實時檢測的帶鋼凸度反饋值與設定值的偏差，依靠一種凸度轉換彎輥力的算法，計算出各機架所需彎輥力的調整值，對精軋機組各機架的彎輥力進行實時調整，實現帶鋼凸度的閉環控制。
[0005]作為本發明的一種改進，所述步驟4中帶鋼凸度的閉環控制具體方法如下，
4.1)計算帶鋼凸度的偏差，
模型下發的凸度設定值:Pref單位um ； 模型下發的帶鋼厚度設定值:Href單位_ ；
凸度設定系數:Pref_k單位pu ；
Pref_k = Pref /1000/ Href；
凸度反饋值:Pfbk單位um ；
凸度反饋系數:Pfbk_k單位pu ；
Pfbk_k = Pfbk /1000/ Href；
凸度偏差:Perr單位pu ；
Perr = Pref_k - Pfbk_k ；
4.2)接收模型下發的凸度偏差轉換各機架彎輥力的系數，
模型下發的凸度偏差轉換各機架彎輥力的系數:F1_P_B、F2_P_B、F3_P_B、F4_P_B、F5_P_B、F6_P_B、F7_P_B 單位 kn/pu ；
此系數由模型根據帶鋼在精軋機組入口的溫度、厚度、寬度、材質以及各機架的設定負荷計算得出；
4.3)計算機組彎輥力可調節系數；
各機架允許最大彎輥力:Fl_Mx_B、F2_Mx_B、F3_Mx_B、F4_Mx_B、F5_Mx_B、F6_Mx_B、F7_Mx_B 單位 kn ；
各機架允許最小彎輥力:Fl_Min_B、F2_Min_B、F3_Min_B、F4_Min_B、F5_Min_B、F6_Min_B、F7_Min_B 單位 kn ；
各機架彎輥反饋值:F1_B_F、F2_B_F、F3_B_F、F4_B_F、F5_B_F、F6_B_F、F7_B_F 單位
kn ；
各機架彎輥力可調節系數:F1_B_K、F2_B_K、F3_B_K、F4_B_K、F5_B_K、F6_B_K、F7_B_K單位pu ；
F1_B_K = CLAMP ((Perr*Fl_P_B)、(Fl_Mx_B_Fl_B_F)、(Fl_Min_B_Fl_B_F)) /(Perr*Fl_P_B);
注釋:CLAMP (A、B、C)函數的意思是A為輸入變量，B為最大值，C為最小值，當CSASB時，函數輸出值為A，當A < C時，函數輸出值為C，當A > B時，函數輸出值為B ；
F2_B_K、F3_B_K、F4_B_K、F5_B_K、F6_B_K、F7_B_K 同理計算得出；
機組彎輥力可調節系數:F_B_K單位pu ；
F_B_K = CLAMP (MIN (F1_B_K、F2_B_K、F3_B_K、F4_B_K、F5_B_K、F6_B_K、F7_B_K )、1、
0)；
注釋:MIN (A、B、C、D.......)函數的意思是輸出值為A、B、C、D.......的最小值；
計算機組彎輥力可調節系數是為了保證帶鋼凸度閉環控制過程中，各機架的彎輥力都是可調節的，避免出現個別機架彎輥力到達最大或最小值，而不能調節的現象；
4.4)設定凸度偏差轉換各機架彎輥力的應用系數；
凸度偏差轉換各機架彎輥力的應用系數F1_P_B_K、F2_P_B_K、F3_P_B_K、F4_P_B_K、F5_P_B_K、F6_P_B_K、F7_P_B_K 單位 pu ；
凸度偏差轉換各機架彎輥力的應用系數由控制人員人為設定，其原則是:考慮前段機架是帶鋼凸度控制及保持中尾部板形良好的關鍵，故前端機架的系數設定較大，后端機架系數設定較小，其大小必須在0?1之間；如此設定的原理是:帶鋼的凸度控制主要是前端機架，后端機架主要是用于控制平直度；且在帶鋼軋制過程中，特別是薄規格帶鋼，乳制到后機架，帶鋼的厚度已經非常薄了，如果后機架彎輥力變化很大容易導致帶鋼板形突變，弓丨起廢鋼；
4.5)計算各機架凸度偏差轉換的彎輥力；
各機架凸度偏差轉換的彎棍力:Fl_err、F2_err、F3_err、F4_err、F5_err、F6_err、F7_err單位kn ；
Fl_err = Perr*Fl_P_B*F_B_K*Fl_P_B_K ；
F2_err> F3_err> F4_err> F5_err> F6_err> F7_err 同理計算得出；
4.6)計算各機架凸度閉環彎輥力調整量；
各機架凸度閉環彎輥力調整量:Fl_P_Cor、F2_P_Cor、F3_P_Cor、F4_P_Cor、F5_P_Cor、F6_P_Cor、F7_P_Cor 單位 kn ；
Fl_P_Cor = Fl_P_Cor + Fl_err，注釋:凸度閉環彎輥力調整量累加方程；
帶鋼凸度閉環控制是:帶鋼通過精軋機組出口凸度儀延時4秒后，延時4秒是因為帶鋼頭部容易起飄不穩定，凸度檢測不準確，避免錯誤的調節，凸度儀檢測到帶鋼的凸度反饋，計算出帶鋼凸度的偏差以及各機架凸度偏差轉換的彎輥力，并在以后的軋制過程中，每隔2秒周期性地讀取一次凸度儀檢測到帶鋼的凸度反饋，周期性地計算出帶鋼凸度的偏差以及各機架凸度偏差轉換的彎輥力，所以，各機架凸度偏差轉換的彎輥力是每隔2秒計算一次，各機架凸度閉環彎輥力調整量是每隔2秒累加一次，直至各機架拋鋼，對應機架的凸度閉環控制結束，并對各機架凸度閉環彎輥力調整量進行清零；
F2_P_Cor、F3_P_Cor、F4_P_Cor、F5_P_Cor、F6_P_Cor、F7_P_Cor 同理計算得出。
[0006]相對于現有技術，本發明的優點如下，本發明開發了一種帶鋼凸度閉環控制方法，在精軋機組軋制過程中，根據凸度儀檢測的帶鋼凸度反饋值，實時、周期性計算出與凸度設定值的偏差，并通過一種特定的算法計算出精軋各機架對應的改變凸度偏差所需要的彎輥力調整值，不斷地改變各機架彎輥力，從而實現帶鋼凸度的閉環控制；本項發明技術與原有技術相比，改變了帶鋼凸度不能閉環控制，凸度控制精度差的缺陷，尤其是當生產含碳量低，帶鋼組織在精軋前段機架就進入鐵素體區域，隨著中間坯溫度降低，乳制力反而逐步減小，而采用以前SM功能是減小彎輥力，會使產品的凸度減小。通過凸度控制理論的應用及凸度閉環控制技術實施，實現了根據帶鋼凸度的偏差來閉環調整各機架的彎輥力，從而大大提高了帶鋼的凸度控制精度，尤其是能滿足低碳及超低碳鋼，如汽車板、硅鋼等高端產品質量需求，為企業的盈利提供了技術保障。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明凸度控制流程圖。
【具體實施方式】
[0008]為了加深對本發明的理解和認識，下面結合附圖對本發明作進一步描述和介紹。
[0009]實施例1:參見圖1，一種熱軋板帶凸度在線閉環控制方法，以生產厚度Href =2.5mm,凸度設定值Pref = 20um的帶鋼為例:
1、帶鋼到達精軋機組人口，精軋模型依據帶鋼的溫度、厚度、寬度、材質、軋輥的實時輥型來計算精軋各機架所需的彎輥力設定值。F1?7機架的彎輥設定值:850kn、670kn、950kn、540kn、、640kn、、720kn、、814kn ；
2、精軋各機架咬鋼后，各機架的彎輥力從平衡力切換到精軋模型計算的彎輥設定值； F1?7機架的彎輥力從固定平衡力800kn切換到彎輥設定值，各機架的彎輥力反饋值為設定值:F1_B_F = 850kn、F2_B_F = 670kn、F3_B_F = 950kn、F4_B_F = 540kn、F5_B_F =640kn、F6_B_F = 720kn、F7_B_F = 814kn
3、在精軋機組軋制過程中，板形保持功能根據各機架的軋制力變化對彎輥力進行一定的調整；
精軋機組軋制過程中，在板形保持功能作用下，各機架的彎輥力隨機架軋制力的變化而變化，軋制力增大，彎輥力增大，軋制力減小彎輥力減小，即:板形保持功能對彎輥力的調整量是隨軋制力增大而增大，隨軋制力減小而減小，它不是以帶鋼凸度反饋值與目標值的偏差變化而變化的，而彎輥力控制帶鋼凸度的理論是:凸度反饋值小于目標值，需要增大彎輥力，凸度反饋值大于目標值，需要減小彎輥力，所以，板形保持功能對彎輥力的調整量存在與凸度控制理論相反的情況，這就是板形保持功能對凸度控制存在的缺陷。
[0010]4、帶鋼凸度閉環控制:
4.1、計算帶鋼凸度偏差:
凸度設定系數 Pref_k = Pref /1000/ Href = 20/1000/2.5=0.008 第一次檢測到的帶鋼凸度反饋值為:Pfbk = 30um 凸度反饋系數 Pfbk_k = Pfbk /1000/ Href = 30/1000/2.5=0.012 凸度偏差 Perr = Pref_k - Pfbk_k = 0.008 - 0.012 = -0.004
4、2、接收模型下發的凸度偏差轉換各機架彎輥力的系數
接收模型根據帶鋼在精軋入口的溫度、厚度、材質以及各機架的負荷計算得出的凸度偏差轉換各機架彎輥力的系數(此系數由模型計算，每塊鋼計算的數據都不一樣，本文不做詳細解釋):
F1_P_B = 316821、F2_P_B = 272216、F3_P_B = 228111
F4_P_B = 184563、F5_P_B