一种提高带钢热连轧精轧穿带速度设定精度方法与流程

本发明涉及热连轧自动控制技术领域，特别是指一种提高带钢热连轧精轧穿带速度设定精度方法。

背景技术：

在带钢热连轧生产线中，精轧机组各机架之间安装活套装置来缓冲金属流量的变化，同时通过调节上游机架速度，使两机架之间的带钢保持恒定的微张力和套量，最终避免产生堆拉钢情况，保证产品质量。由于过程控制系统的速度设定模型的精度误差造成机架间秒流量不匹配、从而产生堆拉钢的现象，特别是活套不能快速起套造成的拉窄现象，通常都难以解决。在实际操作中，操作工通过调节上游机架的速度来缓解堆拉，但由于操作工的修正幅度有一定的限制，因此一旦出现堆钢或拉钢现象，调整不及时将严重影响带钢头部的厚度、宽度等尺寸精度，同时造成二级模型系统采集到的数据异常，影响模型的自学习，从而使堆拉现象加剧。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种提高带钢热连轧精轧穿带速度设定精度方法。

该方法包括如下步骤：

(1)采集头部实测起套数据：当下游机架开始咬入带钢，活套进入调节状态后，采集上游机架的速度活套控制系统(即acc)速度调节百分比εir和操作工速度干预百分比εio；

(2)计算速度修正系数：根据速度活套控制acc速度调节百分比εir和操作工速度干预百分比εio，计算速度修正系数ci＝εir+η*εio，其中，η为操作工速度干预百分比的增益系数，i为机架号；

(3)穿带速度修正系数更新策略：采用指数平滑法更新速度修正系数，并结合长期与短期策略进行自学习；如果|ci|≤0.003，则认为穿带速度合理而不更新；如果0.003＜|ci|＜0.04；则采用指数平滑法进行更新，即ci,new＝ci,old+α*(ci,cur-ci,old)；如果ci≥0.04，则取极限值±0.04更新，其中，ci,new为更新后修正系数，ci,old为当前使用的速度修正系数，α为学习速度，ci,cur为新计算出的速度修正系数；

(4)在启动下一次模型计算时，利用速度修正系数对模型设定的各机架穿带速度按照秒流量相等原则进行级联修正。

其中，速度修正系数的源数据为下游机架咬钢后的0.6到1.6s内的acc速度调节百分比和操作工速度干预百分比的平均值。

步骤(2)中自学习分为短期自学习和长期自学习，短期自学习是带钢块与块之间的自学习，长期自学习是批次之间的自学习，即长期自学习系数按照钢种、成品厚度和成品宽度进行分档，取相同钢种，成品厚度和成品宽度连续轧制5块的短期自学习系数的平均值。实际使用中取长短期自学习的乘积作为当前设定速度的修正系数，即ci＝ci,s*ci,l。

步骤(4)中对模型计算的各机架的设定穿带速度vi按照秒流量相等原则进行级联修正，即修正后的穿带速度其中，i为当前机架号，n为最大机架号。

当操作工误操作导致的人工速度干预百分比εio与基础自动化速度调节百分比εir出现调节方向相反，即εio*εir＜0时，则停止更新速度修正系数。这主要是因为开轧头几块带钢，操作工担心下游机架咬钢后，出现起大套情况，便在下游机架咬钢前便减当前机架速度，这样在当前机架与下游机架速度设定合理的情况下，会出现拉钢，此时速度活套控制系统便会增加上游机架速度使活套达到设定角度，此种情况下的计算的速度修正系数会错误的增大，造成下一块在人工不干预时出现起大套的情况。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过修正穿带过程中维持套量稳定的速度调节量，并给出相应的更新策略，对速度设定模型进行优化，提高模型的精度。该方法已在国内某热连轧生产线成功应用，取得了良好的控制效果。

附图说明

图1为本发明的提高带钢热连轧精轧穿带速度设定精度方法技术方案流程图；

图2为本发明实施例中优化前后活套起落角度比较，其中(a)为优化前，(b)为优化后；

图3为本发明实施例中优化前后上下游机架电流比较，其中，(a)为优化前，(b)为优化后。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种提高带钢热连轧精轧穿带速度设定精度方法。

如图1所示，该方法步骤如下：

(1)采集头部实测起套数据：当下游机架开始咬入带钢，活套进入调节状态后，采集上游机架的速度活套控制系统(即acc)速度调节百分比εir和操作工速度干预百分比εio；

(2)计算速度修正系数：根据速度活套控制acc速度调节百分比εir和操作工速度干预百分比εio，计算速度修正系数ci＝εir+η*εio，其中，η为操作工速度干预百分比的增益系数，i为机架号；

(3)穿带速度修正系数更新策略：采用指数平滑法更新速度修正系数，并结合长期与短期策略进行自学习；如果|ci|≤0.003，则认为穿带速度合理而不更新；如果0.003＜|ci|＜0.04；则采用指数平滑法进行更新，即ci,new＝ci,old+α*(ci,cur-ci,old)；如果|ci|≥0.04，则取极限值±0.04更新，其中，ci,new为更新后修正系数，ci,old为当前使用的速度修正系数，α为学习速度，ci,cur为新计算出的速度修正系数；

(4)在启动下一次模型计算时，利用速度修正系数对模型设定的各机架穿带速度按照秒流量相等原则进行级联修正。

在具体实施过程中，按如下进行：

1)当下游机架咬钢，活套进入调节状态后，开始采集上游机架在穿带过程中acc速度调节百分比εir和操作工对速度干预百分比εio；

2)计算速度修正系数ci：ci＝εir+η*εio，其中，η为操作工速度干预量的增益系数，εio为操作工对当前机架穿带速度干预量；

3)修正系数更新：如果|ci|＜0.003，则不更新；如果|ci|＞0.04，则取极限值±0.04更新；如果ci满足极值范围，则采用指数平滑法进行更新，即ci,new＝ci,old+α*(ci,cur-ci,old)，其中，ci,old为当前使用的速度修正系数，ci,cur为新计算出的速度修正系数，ci,new为更新后修正系数，即下一块带钢启动穿带速度设定时使用ci,new值，α为学习速度。

提高带钢热连轧精轧穿带速度设定精度方法全面考虑了轧机系统的各个环节的约束条件，该方法已应用于国内某热连轧带钢生产线，应用前后的活套起落情况如图2所示(选取1#和6#活套，设定目标角度均为22°)。轧制过程中的活套角度及电流等数据由pda进行记录，采样周期为10ms。应用该方法优化前后当前活套角度下对应的电流情况如图3所示(选取f6和f7)。可以看出，在未应用该方法优化前，穿带过程中活套l1角度偏大，说明机架f1的出口秒流量大；活套l6角度未达到设定角度，说明f6和f7之间存在严重的拉钢现象，也导致f6电动机电流偏小。应用该方法优化后，修正了穿带过程的速度设定，由于速度设定计算准确，因此未发生堆拉现象，活套角度均与设定值基本一致，电流曲线也趋于稳定。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。