一种冷轧高牌号硅钢轧制混合厚度控制功能的优化方法与流程

本发明涉及高牌号硅钢轧制，具体为一种冷轧高牌号硅钢轧制混合厚度控制功能的优化方法。

背景技术：

1、冷轧单机架轧机生产线在生产高牌号硅钢过程中，道次变化或品种含硅量变化时会发生厚度偏差超出目标值的情况,由于高牌号硅钢厚度精度控制非常难，轧制过程中出现异常偏差往往通过手动调节进行改善，靠经验手动调整轧制参数也不能很好的消除高牌号硅钢的异常厚度偏差，严重时手动调节无效会使轧制过程停止，造成巨大的直接和间接经济损失；

2、为了控制高牌号硅钢轧制时的厚度偏差，在各传统厚度控制功能(如前馈、反馈厚度控制、张力厚度控制、史密斯控制、bisra控制等)的基础上，没有设置秒流量厚度控制功能的单机架轧机往往通过混合厚度控制功能来达到更好消除厚度偏差的目的，混合厚度控制功能可以同时调节张力、速度和辊缝，在出现厚度偏差时，会通过pi调节，将张力调节量作用于辊缝，并对厚度偏差进行反向解耦，换算成轧机入口的速度变化进行调节。但是混合厚度控制功能的增益函数和比例系数等参数是固定的，无法随材料品种以及轧制道次的变化进行调节，因此轧制高牌号硅钢特别是末尾道次时，仍然会出现厚度控制精度不高的情况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种冷轧高牌号硅钢轧制混合厚度控制功能的优化方法，通过运用plc系统判别高牌号钢种和末尾轧制道次并匹配不同的参数进行调节解决了上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种冷轧高牌号硅钢轧制混合厚度控制功能的优化方法，包括以下步骤：

4、s1、张力调节辊缝影响混合厚度控制；

5、s2、通过plc系统自动判定钢种材料；

6、s3、通过plc系统自动判轧制道次定；

7、s4、设定增益系数；

8、s5、排除异常干扰因素。

9、优选的，s1中张力调节辊缝影响混合厚度控制包括以下步骤：

10、s11、当轧制道次和速度达到设定要求后，混合厚度控制功能投入时，轧机入口侧张力通过辊缝来控制，利用入口侧张力信号和辊缝位置的pi控制器进行调节；

11、s12、张力调节辊缝计算公式：

12、δs＝-cgatrp×(trent-tfbent)-∫ggatr×cgatri×(trent-tfbent)dt

13、其中，

14、δs----张力调节辊缝分量

15、trent----轧机入口侧张力给定

16、tfbent----轧机入口侧张力反馈

17、cgatrp----辊缝atr比例增益

18、cgatri----辊缝atr积分增益

19、ggatr----积分时间常数，固定周期

20、根据计算公式可知，入口张力设定与反馈的差值通过比例积分调节得到辊缝的调节量，最终作用于轧机辊缝的调整。

21、优选的，s2中通过plc系统自动判定钢种材料包括以下步骤：

22、s21、二级系统给轧制钢种设置一个材料代码，当前钢种轧制前，材料代码随其他钢种信息以电文方式发送给一级plc，plc系统对轧制钢种的材料代码进行实时采集，并作出判断；

23、s22、设1≤mset≤mul，按工艺要求确定其中某位mset为高牌号材料代码，plc按采集到的当前材料代码mact进行判断；

24、当：

25、mact＝mset，plc作出判断为当前生产为高牌号钢种；

26、mact≠mset，plc作出判断为当前生产为其它牌号钢种；

27、mact<1或mact>mul，plc报警超出限幅；

28、其中，

29、mact----当前钢卷材料代码，正整数；

30、mset----二级设定材料代码，正整数；

31、mul----材料代码上限，正整数。

32、优选的，s3中通过plc系统自动判轧制道次定如下：

33、按照调整道次为末道次和前一道次进行设定，当前轧制道次到达设定道次时，plc作出判断；

34、当：

35、pact＝pmax-1，plc作出判断指令并发脉冲信号；

36、pact＝pmax，plc作出判断指令并发脉冲信号；

37、pact<pmax-1，plc不做判断；

38、其中，

39、pact----当前轧制道次，正整数；

40、pmax----当前钢卷轧制最大道次。

41、优选的，s4中设定增益系数方法如下：

42、s41、根据plc扫描到的张力偏差，即入口张力反馈－张力设定，绝对值的变化分别拟定不同的偏差增益值，即：

43、s411、当mact＝mset且pact＝pmax-1时：

44、设定张力偏差区间0≤tdif≤t1时，g1＝b10，此时辊缝根据张力偏差做稳态调节；

45、设定张力偏差区间t1≤tdif≤t2时，g1＝k11·tdif+b11，此时辊缝根据张力偏差做线性动态调节；

46、设定张力偏差区间t2≤tdif≤t3时，g1＝b12，此时辊缝根据张力偏差做稳态调节；

47、设定张力偏差区间t3≤tdif≤t4时，g1＝k12·tdif+b13，此时辊缝根据张力偏差做线性动态调节；

48、设定张力偏差区间t4<tdif时，g1＝0，此时为调节死区；

49、s412、当mact＝mset且pact＝pmax时：

50、设定张力偏差区间0≤tdif≤t1时，g2＝b20，此时辊缝根据张力偏差做稳态调节；

51、设定张力偏差区间t1≤tdif≤t2时，g2＝k21·tdif+b21，此时辊缝根据张力偏差做线性动态调节；

52、设定张力偏差区间t2≤tdif≤t3时，g2＝b22，此时辊缝根据张力偏差做稳态调节；

53、设定张力偏差区间t3≤tdif≤t4时，g2＝k22·tdif+b23，此时辊缝根据张力偏差做线性动态调节；

54、设定张力偏差区间t4<tdif时，g2＝0，此时为调节死区；

55、其中，

56、tdif----张力偏差；

57、t1、t2、t3、t4----张力偏差区间值；

58、g1、g2----末道次偏差增益值；

59、k11、k12、b10、b11、b12、b13、k21、k22、b20、b21、b22、b23----拟合常数；

60、s42、根据材料代码和道次变化优化的增益系数变化，张力调节辊缝计算公式可以演变为：

61、δs＝-c’gatrp×g×(trent-tfbent)

62、-∫ggatr×c’gatri×g×(trent-tfbent)dt

63、其中，

64、δs----张力调节辊缝分量；

65、trent----轧机入口侧张力给定；

66、tfbent----轧机入口侧张力反馈；

67、c’gatrp----辊缝atr比例增益；

68、c’gatri----辊缝atr积分增益；

69、ggatr----积分时间常数，固定周期；

70、g----张力偏差增益，随钢种和道次变化。

71、优选的，s5中排除异常干扰因素的方法如下：

72、s51、断带引起张力偏差异常因素的排除：

73、当轧机入口或出口的张力偏差大于断带张力设定时，判断为轧机断带；

74、根据plc的扫描周期，读取设定数量的张力反馈值，判断与张力设定值的差值大于预判断带设定值，并超过设定延时，则判为断带预警，切断张力偏差增益控制的输出；

75、s52、张力计故障因素的排除：

76、当张力计硬件报警时，张力反馈值无法输出，与张力设定值的偏差会达到调节死区设定值，张力偏差增益输出为0，此时引入计算反馈张力继续进行调节：

77、反馈张力计算公式：

78、

79、

80、其中，

81、fcal----计算张力；

82、tcal----计算张力力矩；

83、d----芯轴直径；

84、g----齿轮减速比；

85、g----常数；

86、ifb----电流反馈；

87、iloss----机械损失电流；

88、iforce----强制电流；

89、vfb----电机转速反馈；

90、irated----电机额定电流；

91、prated----电机额定功率；

92、当plc扫描到张力计硬件或通讯的报警信号时，随即切断张力计测量的反馈值，投入计算反馈张力，继续根据张力偏差进行调节，满足厚度控制的需要。

93、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

94、本发明的一种冷轧高牌号硅钢轧制混合厚度控制功能的优化方法，相对于传统的控制调节手段，能够判别高牌号钢种和末尾轧制道次并匹配不同的参数进行调节,使用本发明，可在很大程度上解决高牌号钢种和末尾道次轧制时因张力或其他因素引起辊缝变化而导致的厚度异常波动，减少质量缺陷，提高成材率，减少因张力计硬件故障造成的停机质量损失，减少故障时间，提高企业技术水平。