专利名称：冷轧带钢板形横向整体优化控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷轧带钢领域，尤其是一种冷轧带钢板形横向整体优化控制系统。
背景技术：
随着国内外带钢产品制造业的迅猛发展，下游用户对冷轧带钢产品的板形质量要求也日益增高，特别是对于高档汽车和高端IT产品制造等行业。于是，冷轧带钢板形的质量已成为考核带钢产品的主要技术指标之一。在冷轧带钢轧制过程中，带钢会发生明显的纵向延伸和横向流动。当带钢横向流动较大时，会导致带钢横向各条元的纵向延伸不一致，相邻条元间产生伸长差，使得相邻条元发生拉伸或者压缩变形而导致板形缺陷。为了定量的衡量板形，国际上通常采用的方法是，取带钢横向上不同点之间长度差的IO5倍来表示板形，S卩Si = ALi/LXlO5，单位定义为I。其中，Si是第i个测量段的板形，ALi是第i个测量段的实际板形与标准板形之间的长度差，L是标准板形。在进行板形控制精度统计时，常用的方法是计算各条元板形绝对值的平均值，即
f =，这里f为板形绝对值的平均值，η为带钢有效覆盖的接触式板形仪测量段的个数。事实上，对冷轧带钢产品板形质量的评价，关键是各条元中板形偏差绝对值的最大值Smax是否超限，Smax = Hiax (I δ」)。而利用上述板形统计方法，板形数据在统计上满足产品板形要求时(例如歹<101)，并不能够保证所有条元的板形都满足产品板形要求(此时是指δ i < 101均成立)。在现有的冷轧带钢生产过程中，技术人员通常采用多变量优化控制模型的方法， 来进行各板形调控机构在线调节量的计算，该控制方法是经过调节机构的调节，让实际板形与目标板形偏差的平方和为最小值，此处对各条元的板形偏差是均等看待的，而对板形偏差较大处并没有进行有效的处理，因此产生了轧机出口的板形中局部板形偏差过大，产品次品率闻的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够解决局部板形偏差过大，提高产品合格率的冷轧带钢板形横向整体优化控制系统。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冷轧带钢板形横向整体优化控制系统，包括接触式板形仪，安装于轧机出口处，用于测量获得轧机的输出板形参数；计算控制模块，与所述接触式板形仪连接，用于接收所述接触式板形仪测得的输出板形参数，并根据该输出板形参数与目标板形参数计算出板形调控机构的最优调节量；板形调控机构，与所述计算控制模块连接，用于根据计算控制模块计算出的最优调节量对轧机进行调整。进一步地,还包括稳定轧制判断模块，与所述计算控制模块连接，用于判断轧机的实际轧制速度是否大于预设的稳定轧制临界速度，若是，输出执行指令给所述计算控制模块；所述计算控制模块接收到所述稳定轧制判断模块输出的执行指令后，再执行计算操作，否则不执行计算操作。进一步地，还包括通信模块，用于实现本发明的控制系统与轧机控制级计算机之间的通信；生产信息收集模块，和所述通信模块及计算控制模块连接，用于从所述轧机控制级计算机获取生产信息，并将该生产信息发送给所述计算控制模块。进一步地,还包括控制参数设定模块，与所述计算控制模块连接，用于输入控制参数，并将控制参数发送给所述计算控制模块。本发明提供的冷轧带钢板形横向整体优化控制系统有效解决了使用传统板形控制方法时经常遇到局部板形偏差过大、产品次品率高的技术问题，可以显著提高冷轧带钢的板形控制质量。
图I为本发明的冷轧带钢板形横向整体优化控制系统一个实施例的结构框图。图2为本发明一个实施例的板形控制方法流程图。图3为本发明实施例中给出的三组控制加权系数随板形偏差绝对值变化图。图4为本发明实施例中某一控制周期控制前板形偏差分布图。图5为采用传统板形控制系统得到的控制后板形偏差分布图。图6为采用本发明板形控制系统得到的控制后板形偏差分布图。图7为传统板形控制系统和本发明板形控制系统的应用效果比较图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。如图I所示，本发明的一实施例中，冷轧带钢板形横向整体优化控制系统包括通信模块，优选为工业以太网通信模块，用于完成板形横向整体优化控制系统与轧机过程控制级(L2级)计算机之间的轧制过程数据网络通信功能；生产信息收集模块，与所述网通信模块及计算控制模块相连接，用于接收来自轧机过程控制级(L2级)计算机的轧机和带卷生产信息，并将该生产信息发送给计算控制模块。轧机和带卷生产信息包括轧机所配备的板形调控机构数目N、所轧带钢的宽度B(单位mm)、当前轧机实际轧制速度V(单位m/s或者m/min)、所轧带钢有效覆盖的接触式板形仪测量段个数η ；控制参数设定模块，与计算控制模块连接，用于输入控制参数，并将控制参数发送给所述计算控制模块。控制参数包括设定板形横向整体优化控制系统的板形控制加权系数和建立板形横向整体优化控制目标函数；稳定轧制判断模块，与计算控制模块连接，用于接收当前轧机实际轧制速度V，判断V是否大于由轧钢工艺工程师预先确定的稳定轧制临界速度％。若有V > Vtl，则输出判断结果信号S = I ;否则，输出判断结果信号S = O;人工操作模块，用于接收稳定轧制判断模块的判断结果信号S，若有S = O则此时板形自动控制系统不能投入在线运行，而依靠操作员人工观测轧机出口板形缺陷，手动确定各板形调控机构调节量Ui (i = 1,2, ...,N);板形目标曲线设定模块，用于接收所轧带钢的宽度B和所轧带钢有效覆盖的接触式板形仪测量段个数n，同时考虑信号补偿和后续处理工序板形需求来设定出这η个板形测量段所对应的板形目标信号ref^i = 1,2,…，η)，并将其存储于板形计算机数据库中；计算控制模块，用于接收稳定轧制判断模块的判断结果信号S、所述η个板形测量段所对应的板形目标信号(i = 1,2,…，η)和由接触式板形仪在线实测的η个板形测量段所对应的板形测量信号OiQ = 1,2,…，η)，若有S= I则此时板形自动控制系统投入在线运行，首先计算本控制周期的板形偏差信号\(i = 1,2,…，n)，然后利用本模块中的板形最优调节量计算公式在线计算出本控制周期内的各板形调控机构最优调节量UiQ =1,2,…，N)，用于改变工作辊辊缝分布状态，以保证轧机出口板形质量，降低冷轧带钢产品的次品率；接触式板形仪，安装在轧机出口处而用于冷轧带钢出口板形测量信号0i(i = 1， 2，…，η)，每次测量后通过TCP/IP网络通讯将测量值传送至所述计算控制模块。上述技术方案中的控制参数设定模块中，板形控制加权系数应当是关于板形偏差绝对值的增函数。特别地，这里可以选用如下形式的板形控制加权系数
权利要求
1.一种冷轧带钢板形横向整体优化控制系统，其特征在于，包括接触式板形仪，安装于轧机出口处，用于测量获得轧机的输出板形参数；计算控制模块，与所述接触式板形仪连接，用于接收所述接触式板形仪测得的输出板形参数，并根据该输出板形参数与目标板形参数计算出板形调控机构的最优调节量；板形调控机构，与所述计算控制模块连接，用于根据计算控制模块计算出的最优调节量对轧机进行调整。
2.根据权利要求I所述的冷轧带钢板形横向整体优化控制系统，其特征在于，还包括 稳定轧制判断模块，与所述计算控制模块连接，用于判断轧机的实际轧制速度是否大于预设的稳定轧制临界速度，若是，输出执行指令给所述计算控制模块；所述计算控制模块接收到所述稳定轧制判断模块输出的执行指令后，再执行计算操作，否则不执行计算操作。
3.根据权利要求2所述的冷轧带钢板形横向整体优化控制系统，其特征在于，还包括 通信模块，用于实现本发明的控制系统与轧机控制级计算机之间的通信；生产信息收集模块，和所述通信模块及计算控制模块连接，用于从所述轧机控制级计算机获取生产信息，并将该生产信息发送给所述计算控制模块。
4.根据权利要求2所述的冷轧带钢板形横向整体优化控制系统，其特征在于，还包括 控制参数设定模块，与所述计算控制模块连接，用于输入控制参数，并将控制参数发送给所述计算控制模块。
全文摘要
本发明公开了一种冷轧带钢板形横向整体优化控制系统，包括接触式板形仪，安装于轧机出口处，用于测量获得轧机的输出板形参数；计算控制模块，与所述接触式板形仪连接，用于接收所述接触式板形仪测得的输出板形参数，并根据该输出板形参数与目标板形参数计算出板形调控机构的最优调节量；板形调控机构，与所述计算控制模块连接，用于根据计算控制模块计算出的最优调节量对轧机进行调整。本发明提供的冷轧带钢板形横向整体优化控制系统有效解决了使用传统板形控制方法时经常遇到局部板形偏差过大、产品次品率高的技术问题，可以显著提高冷轧带钢的板形控制质量。
文档编号B21B37/28GK102581027SQ20121001718
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者解相朋, 赵菁 申请人:中冶南方工程技术有限公司