專利名稱：帶鋼平整延伸率和板形綜合控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼材的生產方法，特別涉及一種帶鋼平整延伸率和板形控制方法。
背景技術：
冷軋平整是對經過再結晶退火后的帶鋼以較小的塑性變形(延伸率一般為0.2％～3％)進行軋制，以消除屈服平臺、控制板形，并得到要求的表面形貌的軋制過程。無論是傳統(tǒng)的還是現(xiàn)代的冷軋工藝過程，平整都是必不可少的生產環(huán)節(jié)之一。由于平整是決定成品的帶鋼板形、機械性能的最后一道工序，所以，平整機的延伸率和板形控制，對于提高冷軋帶鋼的質量具有非常重要的意義。
目前對于大多數(shù)的熱鍍鋅機組和一部分連退機組中的平整機，沒有板形閉環(huán)控制，主要采用恒延伸率控制(即延伸率閉環(huán)控制)和恒軋制壓力控制(即軋制壓力閉環(huán)控制)兩種方式。采用延伸率閉環(huán)控制時，當延伸率實際值偏離設定值時，調整軋制壓力或張力，使實際延伸率回到目標值。根據(jù)軋制理論可知，軋制壓力的調整會引起負載輥縫的變化。由于在現(xiàn)有的各控制系統(tǒng)中，一般沒有彎輥力自動跟隨軋制壓力進行調節(jié)的功能，延伸率閉環(huán)控制必然會對出口板形帶來不良影響。采用軋制壓力閉環(huán)控制時，軋制壓力波動小，有利于改善板形，但由于延伸率實際上是開環(huán)控制，其控制精度難以保證。
在目前的平整機恒延伸率控制方式中，采用比較多的是軋制壓力方式，即當延伸率實際值與設定值發(fā)生偏差時，通過調節(jié)軋制壓力消除偏差。還有一些系統(tǒng)同時采用軋制壓力方式和張力方式，即對于某些規(guī)格的帶鋼選擇軋制壓力方式，對于另外一些規(guī)格帶鋼選擇張力方式。兩種方式一般的選擇方法是對于厚度較薄的帶鋼選擇張力方式，對于厚度較厚的帶鋼選擇軋制壓力方式，或者由人工選擇確定。
現(xiàn)有恒延伸率控制方式存在的問題主要包括1、只采用軋制壓力方式的系統(tǒng)，對于厚度薄、強度等級高的帶鋼，由于延伸率對軋制壓力不敏感，當延伸率偏差比較大時，盡管軋制壓力調節(jié)量很大，延伸率偏差未必能完全消除，從而影響延伸率控制精度。
2、在同時采用軋制壓力方式和張力方式的系統(tǒng)中，控制方式的選擇方法過于簡單，僅考慮了帶鋼厚度因素，不能全面反映延伸率對軋制壓力和張力的敏感程度。比如對于強度等級高的帶鋼，即使比較厚，其延伸率對軋制壓力敏感程度也可能比對張力小得多，此時若選擇軋制壓力方式控制延伸率，容易造成軋制壓力調節(jié)量偏大，對平整出口板形以及系統(tǒng)穩(wěn)定運行造成不利影響。
3、即使延伸率的控制方式選擇合理，僅僅單一地通過調節(jié)軋制壓力或者張力方式控制延伸率，在某些情況下(如軋制壓力、張力預設定誤差較大)，仍有可能出現(xiàn)軋制壓力或張力累積調節(jié)量偏大的情況，同樣會對出口板形和系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來不良影響。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，是提供一種帶鋼平整延伸率和板形綜合控制方法，在確保系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下，提高冷軋帶鋼平整軋制過程中帶材的延伸率與板形控制精度。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種帶鋼平整延伸率和板形綜合控制方法，由過程計算機和基礎自動化可編程序控制器PLC控制平整機實施，包括以下要素A、對即將平整的成卷帶鋼，向過程計算機輸入帶鋼的厚度h和寬度b、軋制壓力P的設定值、張力T的設定值、彎輥力S的設定值、延伸率ε的設定值、延伸率偏差ε0的給定值并由過程計算機在線計算出軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpε、張力對延伸率傳遞系數(shù)kσε、彎輥力對軋制壓力傳遞系數(shù)ksp、軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc和張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc；B、由過程計算機比較軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc和張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc的大小并將其作為該卷帶鋼的預設定值發(fā)送給基礎自動化PLC，當軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)小于張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)時，選擇軋制壓力方式控制延伸率；當軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)大于張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)時，選擇張力方式控制延伸率；C、基礎自動化PLC根據(jù)過程計算機的各設定值和各在線測量值控制平整機對帶鋼進行平整軋制；在軋制壓力控制方式中，當軋制壓力累積調節(jié)量超過一定限度時，保持軋制壓力不變，再對張力進行調節(jié)；在張力控制方式中，當張力累積調節(jié)量超過一定限度時，保持張力不變，再對軋制壓力進行調節(jié)；D、在對軋制壓力進行調節(jié)的同時，彎輥力跟隨軋制壓力同步調節(jié)；E、當延伸率測量值與給定值的偏差的絕對值小于延伸率給定偏差值時，不對軋制壓力或張力進行調節(jié)。
本發(fā)明的帶鋼平整延伸率和板形控制方法由于采用了以上技術方案，使其與現(xiàn)有技術相比，還具有以下的優(yōu)點和特點1、由于綜合考慮了帶鋼厚度、變形抗力以及設備能力等因素定義出軋制壓力調節(jié)代價系數(shù)和張力調節(jié)代價系數(shù)，并根據(jù)其相對大小合理選擇延伸率的控制方式，能準確反映延伸率對軋制壓力、張力的敏感程度，大大提高了冷軋帶鋼平整軋制過程中帶材的延伸率與板形控制精度。
2、綜合發(fā)揮了軋制壓力、張力對延伸率的調節(jié)作用，可避免出現(xiàn)軋制壓力或張力調節(jié)量過大的情況。
3、由于在對軋制壓力進行調節(jié)的同時，彎輥力跟隨軋制壓力同步調節(jié)，可保持平整出口板形基本不變，消除軋制壓力調整對帶鋼板形的不良影響。
4、由于當延伸率實際值與給定值的偏差在要求的控制精度范圍以內時，不對軋制壓力或張力進行調節(jié)，可實現(xiàn)對延伸率和板形的協(xié)調控制，同時可以避免軋制壓力、張力的頻繁調節(jié)，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。


圖1是本發(fā)明中的延伸率控制方式選擇邏輯圖。
圖2是本發(fā)明中的軋制壓力方式控制框圖。
圖3是本發(fā)明中的張力方式控制框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明帶鋼平整延伸率和板形綜合控制方法進一步詳細說明如下參見圖1，本發(fā)明在軋制過程中，在平整某一帶鋼之前，由過程計算機比較軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc和張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc的大小，當kpc小于ktc時，選擇軋制壓力方式控制延伸率；當kpc大于ktc時，選擇張力方式控制延伸率。過程計算機將延伸率控制方式選擇結果發(fā)送給基礎自動化級的可編程序控制器PLC。所述的軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)是指軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)與平整機張力系統(tǒng)能夠提供最大張力的比值。所述的張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)是指張力對延伸率傳遞系數(shù)與平整機張力系統(tǒng)能夠提供最大張力的比值。
如果PLC接收到的控制方式為軋制壓力方式，則平整延伸率的控制原理可結合圖2說明如下在軋制壓力方式下，采用延伸率和軋制力兩個閉環(huán)，軋制力閉環(huán)作為控制內環(huán)，延伸率閉環(huán)作為控制外環(huán)。計算一個調節(jié)周期內延伸率設定值與延伸率反饋值(即測量值)偏差值的平均值Δε。在延伸率閉環(huán)的延伸率偏差通道中設置死區(qū)，當延伸率偏差|Δε|＜ε0時，延伸率閉環(huán)不投入工作，保持恒軋制壓力控制；當|Δε|≥ε0時，延伸率閉環(huán)投入工作，即在軋制壓力閉環(huán)的設定值Psv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔP的基礎上疊加補償量ΔP(ΔP＝kpεΔε)，同時在彎輥力閉環(huán)的設定值Ssv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔS的基礎上疊加補償量ΔS(ΔS＝kspΔP)，使彎輥力跟隨軋制力變化而自動調節(jié)。上述調節(jié)過程直到|Δε|＜ε0為止。當某個調節(jié)周期出現(xiàn)|Δε|≥ε0時，如果各個調節(jié)周期的軋制力補償量累積絕對值|∑ΔP+ΔP|將要超過給定的軋制壓力累積上限P0〔一般取值為(0.1～0.5)Psv〕，保持軋制壓力內環(huán)給定值不變，在張力閉環(huán)的設定值Tsv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔT的基礎上疊加補償量ΔT(ΔT＝kσεΔεbh)，直到|Δε|＜ε0為止。
如果PLC接收到的控制方式為張力方式，則平整延伸率的控制可結合圖3說明如下
在張力方式下，采用延伸率和張力兩個控制閉環(huán)，張力閉環(huán)作為控制內環(huán)，延伸率閉環(huán)作為控制外環(huán)。計算一個調節(jié)周期內延伸率設定值與延伸率反饋值(即測定值)偏差值的平均值Δε。在延伸率閉環(huán)的延伸率偏差通道中設置死區(qū)，當延伸率偏差|Δε|＜ε0時，延伸率閉環(huán)不投入工作，保持恒張力控制；當|Δε|≥ε0時，延伸率閉環(huán)投入工作，即在張力閉環(huán)的設定值Tsv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔT的基礎上疊加補償量ΔT(ΔT＝kσεΔεbh)。上述調節(jié)過程直到|Δε|＜ε0為止。當某個調節(jié)周期出現(xiàn)|Δε|≥ε0時，如果各個調節(jié)周期的張力補償量累積絕對值|∑ΔT+ΔT|將要超過給定的上限T0〔一般取值為(0.1～0.3)Tsv〕，保持張力內環(huán)給定值不變，在軋制壓力閉環(huán)的設定值Psv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔP的基礎上疊加補償量ΔP(ΔP＝kpεΔε)，同時在彎輥力閉環(huán)的設定值Ssv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔS的基礎上疊加補償量ΔS(ΔS＝kspΔP)，使彎輥力跟隨軋制力變化而自動調節(jié)，直到|Δε|＜ε0為止。
上述兩種方式中的ε0的取值范圍，一般在要求的延伸率允許控制誤差的1/3以內。若對某些帶鋼的板形要求較高，ε0的取值適當大一些，進行準恒軋制壓力控制，當ε0的取值很大時，類似傳統(tǒng)意義的恒軋制壓力控制。當對某些帶鋼的機械性能(延伸率)要求較高時，ε0的取值適當小一些，進行準恒延伸率控制，當ε0的取值很小時，類似傳統(tǒng)意義的恒延伸率控制。
采用以上控制方法，通過綜合發(fā)揮張力和軋制壓力對延伸率的控制作用，合理選擇延伸率給定偏差值，可以實現(xiàn)對延伸率和板形的協(xié)調優(yōu)化控制，克服平整機要么只進行恒延伸率控制、要么只進行恒軋制壓力控制帶來的弊端。
本發(fā)明中的軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpε的計算公式推導如下根據(jù)軋制理論可知，軋制壓力是前后張應力σ0與σ1、帶鋼入口厚度h0、帶鋼寬度b、軋輥半徑Rw、變形抗力k、延伸率ε、變形區(qū)摩擦系數(shù)μ等的函數(shù)，即P＝P(σ0，σ1，k，h0，ε，Rw，μ，b)(1)由式(1)可知，在其它各有關因素都保持不變的條件下，軋制壓力與延伸率存在一一對應的函數(shù)關系，即P＝P(ε)。我們將軋制壓力對延伸率的導數(shù)定義為軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpεkpϵ=∂P∂ϵ···(2)]]>實際計算時，可以根據(jù)軋制壓力計算模型按下式簡化計算kpϵ=ΔPΔϵ=P(ϵ+Δϵ)-P(ϵ)Δϵ]]>(2’)本發(fā)明中的張應力對延伸率傳遞系數(shù)kσε的計算公式推導如下在h0、b、Rw、k、μ等不變的前提下，對式(1)兩邊進行微分ΔP=∂P∂σ1Δσ1+∂P∂σ0Δσ0+∂P∂ϵΔϵ···(3)]]>當采用調節(jié)張力來調節(jié)延伸率偏差時，保持軋制壓力不變，即ΔP＝0，由式(3)得到∂P∂σ1Δσ1+∂P∂σ0Δσ0=-∂P∂ϵΔϵ]]>∴Δσ1=-∂P∂ϵΔϵ/[∂P∂σ1+∂P∂σ0(∂σ0∂σ1)]···(4)]]>在前、后張力都相同進行調節(jié)時，即Δσ0＝Δσ1，則得Δσ1=Δσ0=-∂P∂ϵΔϵ/(∂P∂σ1+∂P∂σ0)]]>(4’)從而得到張力對延伸率的傳遞系數(shù)kσϵ=Δσ1Δϵ=Δσ0Δϵ=-∂P∂ϵ/(∂P∂σ1+∂P∂σ0)···(5)]]>實際計算時，可以根據(jù)軋制壓力計算模型按下式簡化計算(取Δσ0＝Δσ1)ΔP＝P(σ0+Δσ0，σ1+Δσ1，k，h0，ε，Rw，μ，b)-P(σ0，σ1，k，h0，ε，Rw，μ，b)kσϵ=-kpϵ/(ΔPΔσ1+ΔPΔσ0)···(6)]]>本發(fā)明中的彎輥力對軋制力的傳遞系數(shù)ksp的計算公式推導如下為了補償軋制壓力P變化對出口板形的影響，需要在線補償彎輥力設定值。根據(jù)軋制理論可知，在其它相關因素均一定的條件下，最佳彎輥力與軋制壓力存在一一對應的函數(shù)關系，即Sa＝S(P)。定義單位軋制壓力引起的最佳彎輥力變化量為彎輥力對軋制壓力傳遞系數(shù)ksp，即ksp=ΔSΔP=S(P+ΔP)-S(P)P(ϵ+Δϵ)-P(ϵ)···(7)]]>實際計算時根據(jù)式(7)，給定延伸率ε一個增量Δε，利用總軋制壓力P和最佳彎輥力Sa計算模型，計算出相應的ΔP和ΔS即可。
本發(fā)明中的軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc和張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc的計算公式推導如下將軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpε與平整機壓下系統(tǒng)能夠提供的最大軋制壓力Pmax的比值定義為軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc，即kpc=αkpϵPmax···(8)]]>式中α(α＞0)為比例系數(shù)(一般地取α＝1即可)。
將張力對延伸率傳遞系數(shù)kσε與平整機張力系統(tǒng)能夠提供的最大張力Tmax的比值定義為張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc，即ktc=βkσϵhbTmax···(9)]]>式中β(β＞0)為比例系數(shù)(一般地取β＝1即可)，h、b分別為帶鋼的厚度和寬度。
以下通過兩個具體實施例對本發(fā)明帶鋼平整延伸率和板形綜合控制方法進一步說明如下實施例1鋼種牌號DC51，厚度h＝1.2mm，寬度b＝1000mm，延伸率給定值εsv＝0.8％，延伸率允許控制偏差±0.2％，平整機張力系統(tǒng)能夠提供的最大張力Tmax＝90KN，平整機壓下系統(tǒng)能夠提供的最大軋制壓力Pmax＝4000KN，取前后張力的設定值Tsv＝61KN，延伸率偏差ε0＝0.2％÷3＝0.067％。
將上述參數(shù)分別輸入過程計算機的軋制壓力模型、最佳彎輥力模型等相關模型，通過計算得到軋制壓力設定值Psv＝1710KN，彎輥力設定值Ssv＝101KN，軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpε＝61502KN，張力對延伸率傳遞系數(shù)kσε＝12.8KN/mm2，彎輥力對軋制壓力傳遞系數(shù)ksp＝0.07。根據(jù)式(8)(取α＝1.0)，得到軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc＝15.4，根據(jù)式(9)(取β＝1.0)得到張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc＝170.7。取軋制壓力累積調節(jié)量的限度P0＝0.2Psv＝0.2×1710＝342KN，張力累積調節(jié)量的限度T0＝0.3Tsv＝0.3×61＝18.3KN。
根據(jù)圖1所示的延伸率控制方式選擇邏輯圖，由于這里kpc＜ktc，選擇軋制壓力方式控制延伸率。
根據(jù)圖2的軋制壓力方式控制框圖，某一控制周期內的控制過程如下若在某一延伸率控制周期內延伸率測量值為0.83％，延伸率設定值與測量值的偏差Δε＝0.8％-0.83％＝-0.03％，由于|-0.03％|＜ε0(＝0.067％)，故軋制壓力內環(huán)不作給定值調整，保持軋制壓力恒定，至此本控制周期結束，進入下一控制周期。
若在某一延伸率控制周期內延伸率測量值為0.71％，延伸率設定值與測量值的偏差Δε＝0.8％-0.71％＝0.09％，由于該偏差|0.09％|大于延伸率偏差給定值ε0(＝0.067％)，將需要對軋制壓力內環(huán)或張力控制環(huán)的給定值分別進行調整，其中ΔP＝kpεΔε＝61502×0.09％＝55.4KN、ΔS＝kspΔP＝0.07×55.4KN＝3.9KN。設此前各控制周期軋制壓力累積調節(jié)量為∑ΔP＝102KN，彎輥力累積調節(jié)量為∑ΔS＝10.3KN。包含當前控制周期的各調節(jié)量累積絕對值為|∑ΔP+ΔP|＝102+55.4＝157.4KN，由于沒有超過軋制壓力累積調節(jié)量上限P0(＝342KN)，那么當前控制周期軋制壓力內環(huán)按新的給定值Psv+∑ΔP+ΔP＝1710+102+55.4＝1867.4KN進行控制，彎輥力控制環(huán)按新的給定值Ssv+∑ΔS+ΔS＝101+10.3+3.9＝115.2KN進行控制，至此本控制周期結束，進入下一控制周期。
若在某一延伸率控制周期內延伸率測量值為0.71％，延伸率設定值與測量值的偏差Δε＝0.8％-0.71％＝0.09％，由于該偏差|0.09％|大于延伸率偏差給定值ε0(＝0.067％)，將需要對軋制壓力內環(huán)或張力控制環(huán)的給定值進行調整，其中ΔP＝kpεΔε＝61502×0.09％＝55.4KN、ΔS＝kspΔP＝0.07×55.4KN＝3.9KN。設此前各控制周期軋制壓力累積調節(jié)量為∑ΔP＝302KN，彎輥力累積調節(jié)量為∑ΔS＝10.3KN。包含當前控制周期的各調節(jié)量累積絕對值為|∑ΔP+ΔP|＝302+55.4＝357.4KN，由于超過了軋制壓力累積調節(jié)量上限P0(＝342KN)，那么當前控制周期軋制壓力內環(huán)的給定值保持不變，仍按Psv+∑ΔP＝1710+357.4＝2067.4KN進行控制，彎輥力控制環(huán)給定值隨之保持不變，需要對張力環(huán)的給定值進行調整。ΔT＝kσεΔεbh＝12.8×0.09％×1.2×1000＝13.8KN，設此前各控制周期張力累積調節(jié)量為∑ΔT＝0，那么當前控制周期張力內環(huán)按新的給定值Tsv+∑ΔT+ΔT＝61+0+13.8＝74.8KN進行控制，至此本控制周期結束，進入下一控制周期。
實施例2鋼種牌號DC51，厚度h＝0.2mm，寬度b＝1000mm，延伸率給定值εsv＝0.8％，延伸率允許控制偏差±0.2％，平整機張力系統(tǒng)能夠提供的最大張力Tmax＝90KN，平整機壓下系統(tǒng)能夠提供的最大軋制壓力Pmax＝4000KN，取前后張力的設定值Tsv＝21KN，延伸率偏差ε0＝0.2％÷3＝0.067％。
將上述參數(shù)分別輸入過程計算機的軋制壓力模型、最佳彎輥力模型等相關模型，通過計算得到軋制壓力設定值Psv＝2827KN，彎輥力設定值Ssv＝196KN，軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpε＝87833KN，張力對延伸率傳遞系數(shù)kσε＝4.4KN/mm2，彎輥力對軋制壓力傳遞系數(shù)ksp＝0.12。根據(jù)式(8)(取α＝1.0)，得到軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc＝22.0，根據(jù)式(9)(取β＝1.0)得到張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc＝9.8。取軋制壓力累積調節(jié)量的限度P0＝0.2Psv＝0.2×2827＝565KN，張力累積調節(jié)量的限度T0＝0.3Tsv＝0.3×21＝6.3KN。
根據(jù)圖1所示的延伸率控制方式選擇邏輯圖，由于這里kpc＞ktc，選擇張力方式控制延伸率。
根據(jù)圖3的張力方式控制框圖，某一控制周期內的控制過程如下若在某一延伸率控制周期內延伸率測量值為0.84％，延伸率設定值與測量值的偏差Δε＝0.8％-0.84％＝-0.04％，由于|-0.04％|＜ε0(＝0.067％)，故張力內環(huán)不作給定值調整，保持張力恒定，至此本控制周期結束，進入下一控制周期。
若在某一延伸率控制周期內延伸率測量值為0.7％，延伸率設定值與測量值的偏差Δε＝0.8％-0.7％＝0.1％，由于該偏差|0.1％|大于延伸率偏差給定值ε0(＝0.067％)，將需要對張力內環(huán)或軋制壓力控制環(huán)的給定值進行調整，ΔT＝kσεΔεbh＝4.4×0.1％×0.2×1000＝0.88KN。設此前各控制周期張力累積調節(jié)量為∑ΔT＝2.1KN，包含當前控制周期的各調節(jié)量累積絕對值為|∑ΔT+ΔT|＝2.1+0.88＝2.98KN，由于沒有超過張力累積調節(jié)量的限度T0(＝6.3KN)，那么當前控制周期張力內環(huán)按新的給定值Tsv+∑ΔT＝21+2.98＝23.98KN進行控制，至此本控制周期結束，進入下一控制周期。
若在某一延伸率控制周期內延伸率測量值為0.7％，延伸率設定值與測量值的偏差Δε＝0.8％-0.7％＝0.1％，由于該偏差|0.1％|大于延伸率偏差給定值ε0(＝0.067％)，將需要對張力內環(huán)或軋制壓力控制環(huán)的給定值進行調整，ΔT＝kσεΔεbh＝4.4×0.1％×0.2×1000＝0.88KN。設此前各控制周期張力累積調節(jié)量為|∑ΔT|＝6.1KN，包含當前控制周期的各調節(jié)量累積絕對值為|∑ΔT+ΔT|＝6.1+0.88＝6.98KN，由于超過了張力累積調節(jié)量的限度T0(＝6.3KN)，那么當前控制周期張力內環(huán)的給定值保持不變，仍按Tsv+∑ΔT＝21+6.1＝27.1KN進行控制，需要對軋制壓力控制環(huán)和彎輥力控制環(huán)給定值進行調整。ΔP＝kpεΔε＝87833×0.1％＝87.8KN、ΔS＝kspΔP＝0.12×87.8KN＝10.5KN。設此前各控制周期軋制壓力累積調節(jié)量為∑ΔP＝0，彎輥力累積調節(jié)量為∑ΔS＝0，那么當前控制周期軋制壓力內環(huán)按新的給定值Psv+∑ΔP+ΔP＝2827+0+87.8＝2914.8KN進行控制，彎輥力控制環(huán)按新的給定值Ssv+∑ΔS+ΔS＝196+0+10.5＝206.5KN進行控制，至此本控制周期結束，進入下一控制周期。
權利要求
1.一種帶鋼平整延伸率和板形綜合控制方法，由過程計算機和基礎自動化可編程序控制器PLC控制平整機實施，其特征在于，包括以下要素A、對即將平整的成卷帶鋼，向過程計算機輸入帶鋼的厚度h和寬度b、軋制壓力P的設定值、張力T的設定值、彎輥力S的設定值、延伸率ε的設定值、延伸率偏差ε0的給定值并由過程計算機在線計算出軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpε、張力對延伸率傳遞系數(shù)kσε、彎輥力對軋制壓力傳遞系數(shù)ksp、軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc和張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc；B、由過程計算機比較軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc和張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc的大小并將其作為該卷帶鋼的預設定值發(fā)送給基礎自動化PLC，當軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)小于張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)時，選擇軋制壓力方式控制延伸率；當軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)大于張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)時，選擇張力方式控制延伸率；C、基礎自動化PLC根據(jù)過程計算機的各設定值和各在線測量值控制平整機對帶鋼進行平整軋制；在軋制壓力控制方式中，當軋制壓力累積調節(jié)量超過一定限度時，保持軋制壓力不變，再對張力進行調節(jié)；在張力控制方式中，當張力累積調節(jié)量超過一定限度時，保持張力不變，再對軋制壓力進行調節(jié)；D、在對軋制壓力進行調節(jié)的同時，彎輥力跟隨軋制壓力同步調節(jié)；E、當延伸率測量值與給定值的偏差的絕對值小于延伸率給定偏差值時，不對軋制壓力或張力進行調節(jié)。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼平整延伸率和板形控制方法，其特征在于所述的軋制壓力方式中，采用延伸率和軋制力兩個閉環(huán)，軋制力閉環(huán)作為控制內環(huán)，延伸率閉環(huán)作為控制外環(huán)，計算一個調節(jié)周期內延伸率設定值與延伸率測定值偏差值的平均值Δε，在延伸率閉環(huán)的延伸率偏差通道中設置死區(qū)，當 時，延伸率閉環(huán)不投入工作，保持恒軋制壓力控制；當|Δε|≥ε0時，延伸率閉環(huán)投入工作，在軋制壓力閉環(huán)的設定值Psv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔP的基礎上疊加補償量ΔP，同時在彎輥力閉環(huán)的設定值Ssv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔS的基礎上疊加補償量ΔS，使彎輥力跟隨軋制力變化而自動調節(jié)，直到 為止；當某個調節(jié)周期出現(xiàn)|Δε|≥ε0時，如果各個調節(jié)周期的軋制力補償量累積絕對值|∑ΔP+ΔP|將要超過給定的上限P0，保持軋制壓力內環(huán)給定值不變，在張力閉環(huán)的設定值Tsv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔT的基礎上疊加補償量ΔT，直到 為止。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼平整延伸率和板形控制方法，其特征在于所述的張力方式中，采用延伸率和張力兩個控制閉環(huán)，張力閉環(huán)作為控制內環(huán)，延伸率閉環(huán)作為控制外環(huán)，計算一個調節(jié)周期內延伸率設定值與延伸率測定值偏差值的平均值Δε，在延伸率閉環(huán)的延伸率偏差通道中設置死區(qū)，當 時，延伸率閉環(huán)不投入工作，保持恒張力控制；當|Δε|≥ε0時，延伸率閉環(huán)投入工作，在張力閉環(huán)的設定值Tsv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔT的基礎上疊加補償量ΔT，直到 為止；當某個調節(jié)周期出現(xiàn)|Δε|≥ε0時，如果各個調節(jié)周期的張力補償量累積絕對值|∑ΔT+ΔT|將要超過給定的上限T0，保持張力內環(huán)給定值不變，在軋制壓力閉環(huán)的設定值Psv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔP的基礎上疊加補償量ΔP，同時在彎輥力閉環(huán)的設定值Ssv和以前各調節(jié)周期累積補償量∑ΔS的基礎上疊加補償量ΔS，使彎輥力跟隨軋制力變化而自動調節(jié)，直到 為止。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼平整延伸率和板形控制方法，其特征在于所述的軋制壓力累積調節(jié)量的限度P0的取值范圍為軋制壓力閉環(huán)的設定值Psv的0.1-0.5倍，所述的張力累積調節(jié)量T0的限度取值范圍為張力閉環(huán)的設定值Tsv的0.1-0.3倍。
5.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼平整延伸率和板形控制方法，其特征在于所述的延伸率偏差ε0的給定值的取值小于延伸率允許誤差的三分之一。
6.根據(jù)權利要求2或3所述的帶鋼平整延伸率和板形控制方法，其特征在于所述的張力疊加補償量ΔT＝kσεΔεbh；所述的軋制壓力疊加補償量ΔP＝kpεΔε；所述的彎輥力疊加補償量ΔS＝kspΔP。
7.根據(jù)權利要求1所述的帶鋼平整延伸率和板形控制方法，其特征在于所述的軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)kpc由下式計算得出kpc=αkpϵPmax]]>式中，α為比例系數(shù)，一般取α＝1；Pmax為平整機壓力系統(tǒng)能夠提供的最大軋制壓力；所述的張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)ktc由下式計算得出ktc=βkσϵhbTmax]]>式中，β為比例系數(shù)，一般取β＝1；h為帶鋼的厚度；b為帶鋼的寬度；Tmax為平整機張力系統(tǒng)能夠提供的最大張力；所述的軋制壓力對延伸率傳遞系數(shù)kpε由下式計算得出kpϵ=ΔPΔϵ=P(ϵ+Δϵ)-P(ϵ)Δϵ]]>式中，Δε為延伸率的測定值與設定值之偏差；所述的張力對延伸率傳遞系數(shù)kσε由下式計算得出kσϵ=-kpϵ/(ΔPΔσ1+ΔPΔσ0)]]>式中，σ0為前張力，σ1為后張力；所述的彎輥力對軋制壓力傳遞系數(shù)ksp由下式計算得出ksp=ΔSΔP=S(P+ΔP)-S(P)P(ϵ+Δϵ)-P(ϵ).]]>
全文摘要
本發(fā)明提供了一種帶鋼平整延伸率和板形綜合控制方法，該方法通過比較軋制壓力調節(jié)延伸率代價系數(shù)和張力調節(jié)延伸率代價系數(shù)的大小選擇軋制壓力方式或張力方式控制延伸率，并根據(jù)各工藝參數(shù)的設定值和各相應的在線測量值控制平整機的軋制過程。在軋制壓力控制方式中，當軋制壓力累積調節(jié)量超過一定限度時，保持軋制壓力不變，再對張力進行調節(jié)；在張力控制方式中，當張力累積調節(jié)量超過一定限度時，保持張力不變，再對軋制壓力進行調節(jié)；在對軋制壓力進行調節(jié)的同時，彎輥力跟隨軋制壓力同步調節(jié)。本發(fā)明的方法大大提高了冷軋帶鋼平整軋制過程中帶材的延伸率與板形控制精度，可保持平整出口板形基本不隨實際平整參數(shù)的變化而變化，消除軋制壓力調整對帶鋼板形的不良影響。
文檔編號B21B37/28GK1840255SQ20051002468
公開日2006年10月4日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權日2005年3月28日
發(fā)明者顧廷權, 陳培林, 李紅梅 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司