CN104226697B - 冷连轧机动态变规格速度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷连轧机动态变规格速度控制方法。针对目前的冷连轧机动态变规格速度控制过程中容易引起张力超调而失张并引起焊缝附近的带钢超厚的问题。本发明的方法包括：在动态变规格控制的基础上，改变动态变规格的速度设定模型，在第机架做动态变规格的时，为了保证机架出口带钢的厚差精度，经过机架后的带钢速度保持不变，仅需根据前滑值的变化对速度进行修正。本发明用于冷连轧机动态变规格速度控制。

Description

冷连轧机动态变规格速度控制方法

技术领域：

本发明涉及一种冷连轧机动态变规格速度控制方法，属于冷连轧钢控制技术领域。

背景技术：

冷连轧动态变规格是全连续冷连轧生产的核心技术之一，也是区别与常规冷轧最明显的特征。动态变规格（FGC）是在不停轧机的条件下，将前一卷带钢的轧制规程变为后一卷带钢的轧制规程，顺利完成前后带钢厚度、宽度或材质的过渡过程。动态变规格是一个复杂的过程，在这个过程中冷连轧机组各个机架的辊缝和辊速将进行多次调整，各机架张力，轧制力也将随之变化，各机架出口不可避免的产生厚度偏差，从而影响成品带钢的厚度精度。另外，辊缝和辊速预设定值主要由上级过程计算机的模型系统计算值决定，而模型系统计算得到的动态变规格辊缝调整值与实际动态变规格过程中的辊缝值存在偏差，从而引起速度预设定的准确性，在这种情况下导致轧出的带钢厚度精度将受影响。

秒流量平衡控制原理是：每个机架在单位时间内的入口体积等于出口体积。由于带钢宽度无变化，所以，它表明当要调节辊缝即压下量时，也要对速度进行调节，它是整个轧钢的理论基础。

专利号为CN20110439759.6的一种带钢冷连轧制方法及装置，其主要是通过优化算法计算出优化后的轧制力及轧制工艺参数，并将轧制力作为主要控制对象；专利号为CN95117052.X的热带连轧机恒张力控制和连轧厚度及截面积计算方法，主要是基于秒流量平衡原理，通过调节机架速度来达到稳态运行下的热带连轧机张力恒定的目的。专利号为CN201210269129.3的一种基于秒流量的单机架可逆轧机板厚自适应控制方法，其通过实测入口带钢的厚度和入口、出口速度，通过秒流量平衡原理计算出口厚度，并采用在线辨识的方法提高参数的估计精度，提高了厚度控制的效果并减少对出口测厚仪的依赖。专利号为CN201210391875.X的一种基于秒流量计算厚度的AGC控制方法，其特征在于当出口测试仪无法正常投入时，采用数学模型计算出口带钢速度和轧机出口带钢的厚度参与自动厚度控制（AGC），并通过对辊缝和速度的修正保证轧制过程的稳定。

以上的专利都是针对正常轧制状态的自动厚度控制方法（AGC），是保证稳态轧制下的带钢厚度的控制精度，但没有涉及到动态变规格的控制方法（FGC），动态变规格的控制方法是前后不同材质带钢临时动态过渡的过程，是一个暂态过程，因此动态变规格与正常轧制的自动厚度控制有本质的区别。

专利号为CN200510046493.3的一种薄带钢厚头轧制控制方法，其通过增加带钢厚度的方法，形成硬芯以提高钢卷内径强度，厚头区与正常轧制区域再采用动态楔形技术,这种方法容易引起带头厚度超差大，成材率低。专利号为CN201010253309.3的轧机动态变规格焊缝自动控制方法，它也是从第一规程轧制间隙值增大至防断带中间规程间隙值，再通过控制器使轧机的辊缝间隙值从防断带中间规程间隙值减小至第二规程轧制间隙值。以上而本发明的专利都是通过抬开辊缝让带钢的带头通过，这样可以避免带钢在焊缝附近断带的风险，但带来的不利因素是容易引起张力超调而失张并引起焊缝附近的带钢超厚。

发明内容：

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种冷连轧机动态变规格速度控制方法，可以克服因为动态变规格过程中由于速度突变引起的厚度超差长度，从而增强轧机对不同规格钢种的适应性，提高出口带钢的成材率。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

冷连轧机动态变规格速度控制方法，包括：在动态变规格控制的基础上，改变动态变规格的速度设定模型，在第机架做动态变规格的时，为了保证机架出口带钢的厚差精度，经过机架后的带钢速度保持不变，仅需根据前滑值的变化对速度进行修正；具体设定方法是：在动态变规格过程中一机架的速度设定为：,从而得出,其中：为1机架FGC目标轧辊线速度设定值；为1机架FGC初始轧辊线速度设定值；为1机架FGC初始前滑值；为1机架FGC暂态前滑值，其它机架以此类推。

所述的冷连轧机动态变规格速度控制方法，还包括在动态变规格速度预设定的过程中，对速度进行两次设定，减缓因速度剧烈变化引起的前后带钢厚度变化，从而减少头尾的厚度超差的长度；所述的对速度进行两次设定包括：确定了动态变规格的时间点后，在焊缝到达机架前，对一个机架进行第一次动态变规格的速度预设定计算，当焊缝过了该机架后，到达下一个机架前，对该机架进行第二次动态变规格的速度预设定计算。

所述的冷连轧机动态变规格速度控制方法，还包括在动态变规格速度预设定的过程中，根据不同动态变规格的三种控制模式，采用两种不同的锁定策略，具体是：当楔形区域通过1机架后，用1秒时间延时锁定GM-SMITH控制值，使1机架出口厚差迅速消除；当动态变规格结束后，前一卷带钢的尾部楔形区域完全通过1机架，用3秒时间延时锁定GM-SMITH控制值，确保焊缝完全通过1机架，使1机架出口厚差迅速消除。

所述的冷连轧机动态变规格速度控制方法，还包括在动态变规格速度预设定的过程中，通过判断厚度偏差的变化情况，来确定焊缝是否通过测厚仪：把焊缝通过测厚仪时厚度发生突变的事件作为焊缝通过测厚仪的标志，并且作为测厚仪厚度设定值更新的条件；同时在测厚仪设定值更新期间秒流量计算中带钢厚度变更为新进入机架的带钢厚度，无须等待测厚仪设定值更新反馈信号，当测厚仪厚度设定完成后，秒流量计算中带钢厚度设定值使用测厚仪反馈回来的带钢厚度设定值。

有益效果：

1.在机架做动态变规格过程中，虽然机架辊缝因为模型规格的不同而发生了变化，但变化的带钢并没有马上进入机架，只有在变化的带钢进入机架的时候，才会影响到机架的秒流量平衡，因此，本发明基于秒流量平衡的原理，在原有动态变规格控制策略进基础之上，增加新的控制策略，改变动态变规格的速度设定模型，在机架做动态变规格过程中，为了保证机架出口带钢的厚差精度，经过机架后的带钢线速度不发生变化，从而实现机架的秒流量平衡，保证了机架出口带钢的厚差精度。

2.在动态变规格速度预设定的过程中，选择焊缝过本机架和焊缝过下一个机架的两个时刻点对本机架的速度进行两次设定，减缓因速度剧烈变化引起的前后带钢厚度变化，从而减少头尾的厚度超差的长度。

3.为了保证锁定值锁定在当前带钢的带头位置，根据不同动态变规格模式下，采用不同的锁定策略。确保GM-SMITH作用在后行带钢的带头，消除动态变规格时1机架出口带钢带头的厚差。

4.通过判断厚度偏差的变化情况，来确定焊缝是否通过测厚仪并分布更新设定值，减少因为测厚仪厚度设定反馈信号滞后引起的厚度超差变化。

附图说明：

图1为动态变规格控制系统的硬件布置图；

图2为动态变规格速度二次设定时刻示意图；

图3为动态变规格数据更新动作流程图；

具体实施方式：

实施例1：

图1为动态变规格控制系统的现场硬件布置图，本发明的冷连轧机动态变规格速度控制方法，包括：当No.1轧机进行动态变规格控制时，在NO.1机架开始做动态变规格过程中，NO.1机架的速度设定为：,从而得出,其中：为1机架动态变规格目标轧辊线速度设定值；为1机架FGC初始轧辊线速度设定值；为1机架动态变规格初始前滑值；为1机架FGC暂态前滑值；同样的道理，在2机架动态变规格过程中，2机架轧辊线速度设定为：，在3机架动态变规格过程中，3机架轧辊线速度设定为：；在4机架动态变规格过程中，4机架轧辊线速度设定为：，5机架是主速度维持不变。

实施例2：

在动态变规格速度预设定的过程中，对速度进行两次设定，减缓因速度剧烈变化引起的前后带钢厚度变化，从而减少头尾的厚度超差的长度。图2是针对其中的1个机架（,）来讲的，在确定了动态变规格的时间点后，在焊缝到达机架前，即状态1时刻对一个机架进行第一次动态变规格的速度预设定计算，且动态变规格的作用在焊缝过机架状态2时刻；当焊缝过了本机架（）后，到达下一个机架前，即状态3时刻根据下一个机架根据辊缝的变化，对本机架（）进行第二次动态变规格的速度预设定计算，并且动态变规格的作用在焊缝过机架状态4时刻。动态变规格速度设定的程序流程图如3所示，首先对进入轧机前160米的带钢进行焊缝跟踪，上位机根据动态变规格要求进行数据计算并下发给下一级基础计算机，基础计算机根据焊缝的位置进行数据收集，当焊缝进入NO.1机架时，对NO.1的速度进行计算并进行第一次修正，当焊缝进入NO.1机架时，对NO.2机架的速度进行计算并进行第一次修正，同时对此刻的NO.1机架的速度再次进行计算并进行第二次修正，以此类推，直到焊缝通过NO.5机架。由于NO.5机架的速度是基准速度，所以NO.5机架的速度保持不变，只需对相应的前机架进行修正即可。

实施例3：

实施例1或实施例2所述的冷连轧机动态变规格速度控制方法，还包括为了保证GM-SMITH锁定值锁定在当前带钢的带头位置，根据不同动态变规格的三种控制模式，采用两种不同的锁定策略。（GM-SMITH是指一方面根据轧制力来间接测量厚度并调节辊缝，另一方面为了克服轧辊的热膨胀等漂移因数对厚度计算的影响，还需根据弹跳方程所计算的厚度与实际检测厚度进行比较，得出一个偏差值，再根据这个偏差值来修正辊缝。）针对焊缝过第1机架后开始动态变规格和焊缝在第1机架中间开始做动态变规格的两种模式，当动态变规格结束后，后一卷带钢的头部楔形区域完全通过1机架，当楔形区域通过1机架后，用1秒时间延时锁定1sGM-SMITH控制值，使1机架出口厚差迅速消除；针对焊缝在1机架前开始动态变规格模式，则采用当动态变规格结束后，前一卷带钢的尾部楔形区域完全通过1机架，用3秒时间时间延时锁定GM-SMITH控制值，确保焊缝完全通过1机架，使1机架出口厚差迅速消除。

实施例4：

实施例1或实施例2所述的冷连轧机动态变规格速度控制方法，还包括在动态变规格速度预设定的过程中，通过判断厚度偏差的变化情况，来确定焊缝是否通过测厚仪。动态变规格机架间厚度设定值的更新，需要精确判断焊缝的位置。焊缝位置的精确与否，直接决定了动态变规格过程新带钢头尾部厚度偏差的超差。两根带钢的焊接处，必然存在厚度偏差剧烈变化的情况，为了减少因为测厚仪厚度设定反馈信号滞后引起的厚度超差变化。作为本发明的一种改进，通过判断厚度偏差的变化情况，来确定焊缝是否通过测厚仪。把焊缝通过测厚仪时厚度发生突变的事件作为焊缝通过测厚仪的标志，并且作为测厚仪厚度设定值更新的条件；同时在测厚仪设定值更新期间秒流量计算中带钢厚度变更为新进入机架的带钢厚度，无须等待测厚仪设定值更新反馈信号。当测厚仪厚度设定完成后，秒流量计算中带钢厚度设定值使用测厚仪反馈回来的带钢厚度设定值。

本发明的方法包括但不限于上述实施例所公开的技术方案，还包括由上述技术特征任意组合或者等同替换所形成的技术方案，本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (3)

1.一种冷连轧机动态变规格速度控制方法，其特征是：包括：在动态变规格控制的基础上，改变动态变规格的速度设定模型，在第机架做动态变规格时，为了保证机架出口带钢的厚差精度，经过机架后的带钢速度保持不变，仅需根据前滑值的变化对速度进行修正；具体设定方法是：在动态变规格过程中1机架的速度设定为：,从而得出,其中：为1机架FGC目标轧辊线速度设定值；为1机架FGC初始轧辊线速度设定值；为1机架FGC初始前滑值；为1机架FGC暂态前滑值，其它机架以此类推，还包括在动态变规格速度设定的过程中，对速度进行两次设定，减缓因速度剧烈变化引起的前后带钢厚度变化，从而减少头尾的厚度超差的长度；所述的对速度进行两次设定包括：确定了动态变规格的时间点后，在焊缝到达机架前，对一个机架进行第一次动态变规格的速度设定计算，当焊缝过了该机架后，到达下一个机架前，对该机架进行第二次动态变规格的速度设定计算。

2.根据权利要求1所述的冷连轧机动态变规格速度控制方法，其特征是：还包括在动态变规格速度设定的过程中，根据不同动态变规格的三种控制模式，采用两种不同的锁定策略，具体是：当楔形区域通过1机架后，用1秒时间延时锁定GM-SMITH控制值，使1机架出口厚差迅速消除；当动态变规格结束后，前一卷带钢的尾部楔形区域完全通过1机架，用3秒时间延时锁定GM-SMITH控制值，确保焊缝完全通过1机架，使1机架出口厚差迅速消除。

3.根据权利要求1或2所述的冷连轧机动态变规格速度控制方法，其特征是：还包括在动态变规格速度设定的过程中，通过判断厚度偏差的变化情况，来确定焊缝是否通过测厚仪：把焊缝通过测厚仪时厚度发生突变的事件作为焊缝通过测厚仪的标志，并且作为测厚仪厚度设定值更新的条件；同时在测厚仪设定值更新期间基于秒流量平衡原理计算中带钢厚度变更为新进入机架的带钢厚度，无须等待测厚仪设定值更新反馈信号，当测厚仪厚度设定完成后，基于秒流量平衡原理计算中带钢厚度设定值使用测厚仪反馈回来的带钢厚度设定值。