冷轧连续退火机组的张力控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及冶金自动化技术领域，具体涉及一种冷乳连续退火机组的张力控制方 法及系统。
【背景技术】
[0002] 冷乳连续退火机组一般由入口段、工艺段和出口段这三段组成。
[0003] 入口段主要由钢卷小车、开卷机、夹送辊、分切剪、焊机、张力辊和活套等设备组 成。工艺段主要由清洗、连续退火、冷却、再清洗、涂镀工艺、干燥处理等工艺处理设备和张 力辊组成。出口段由活套、拉矫机、平整机、分切剪、卷取机和卸卷小车等设备组成。
[0004] 在入口段冷乳钢卷被钢卷小车送到开卷机上，开卷机将钢卷头部送到夹送辊，夹 送辊将带钢头部送到分切剪，减去头部不合格带钢，再将带钢送到焊机，与上一卷带钢尾部 焊接到一起，通过张力辊送到活套。活套将带钢储存起来，当入口段停止送钢时，再将存储 的带钢逐步送到工艺段。当开卷机上的带钢快输送完时，再通过分切剪将剩余的不合格带 钢切去，再通过张力辊将带尾送到焊机，等待与下一卷带钢的带头焊接。
[0005] 入口活套将带钢源源不断地送到工艺段，在工艺段，带钢经过清洗、送到退火炉、 在经过清洗、干燥等处理后，在经过涂镀处理后，送到出口活套。
[0006] 带钢从出口活套出来，经过拉矫、平整等处理送到卷取机，当卷取机上的钢卷达到 一定程度，出口段减速到低速，出口剪将钢板剪断，卸卷小车将卷取机上得钢卷卸下。剩余 的钢板送到另一个卷取机，它将后面来的钢卷卷起来。卸完钢卷的卷取机再次进入准备好 状态，等待下次卷取带钢。
[0007] 带钢在传送过程中，需要保持一定的张力，才能顺利地通过生产线。在入口段有一 个张力辊成为主令速度辊，开卷机和主令速度辊之间建立开卷机张力，使开卷机上的带钢 能顺利进入生产线。活套和主令速度辊之间建立活套张力，使带钢在活套中顺利通过。在 工艺段，由于各个工艺过程需要的工作张力不同，例如清洗段需要较大的张力，而退火炉中 需要较小的张力。因此需要在各个工艺处理过程之间设置张力辊将各个工艺过程的张力分 开调节。在工艺段只有一个张力辊是主令速度辊，其余都是张力控制辊。
[0008] 出口段的张力控制与入口段类似，卷取机与主令速度辊之间建立卷取机张力，主 令速度辊与活套之间建立活套张力，这样有助于带钢顺利通过出口段。
[0009] 在工艺段中，除了有一个张力辊作为主令速度辊，采取速度控制。其余张力辊都作 为张力控制辊，采取张力控制。这种张力控制主要是采取通过速度调节张力的张力控制方 法。由于采取了多段张力控制，当一个张力段发生张力波动，它会传播到相邻段，严重时会 相互影响，导致工艺段张力大幅波动，甚至断带。
[0010] 究其原因，在于每个张力段都是单独控制，对相邻段或其它段的张力波动对本段 张力的影响没有考虑或有意忽略了。缺乏对整个工艺段中全部张力段的总协调张力控制。
[0011] 考虑到造成张力波动的原因很多，比如张力辊打滑、传送辊的摩擦阻尼变化、带钢 悬链曲线变化、纠偏装置的影响、带钢在不同温度下的内力变化等等，这些在设备正常工作 时都会出现，它们对张力的影响都是非线性的，并且难以建立数学模型去解决多个相连张 力段之间张力波动相互影响的问题。
【发明内容】
[0012] 有鉴于此，有必要提供一种降低整体的张力偏差，提高退火机组张力稳定性的冷 乳连续退火机组的张力控制方法及系统。
[0013] 一种冷乳连续退火机组的张力控制方法，包括以下步骤：
[0014]S1:采集各张力控制段i上s时刻的张力设定值和张力反馈值并分别计算出各张 力控制段i上s时刻的张力偏差ΔT1;
[0015]S2:将所述各张力控制段i上s时刻的张力偏差ΔI分别发送给控制器、张力调 节器，所述张力调节器将S时刻张力控制段i上S时刻的实际附加速度t(S)发送给所述 控制器；
[0016]S3:所述控制器根据各张力控制段i上s时刻的所述张力偏差Δ'、附加速度 Vjs)计算得到各张力控制段i上s+1时刻需要输出的附加速度Vjs+1);
[0017]S4:所述控制器根据附加速度t(s)、Vi(s+1)对张力控制段i进行速度修正，并将 修正后的附加速度V1C]Ut(s+l)发送给s+1时刻的张力控制段i;
[0018]S5:所述控制器根据修正后的附加速度V1C]Ut(s+l)对多个所述张力控制段i的带 钢张力进行统一调节，重复S3-S5,直到所述张力偏差ΔI趋于0。
[0019] 优选的，所述步骤S3中计算得到各张力控制段i上s+1时刻需要输出的附加速度 Vjs+l)包括以下步骤；
[0020] S31 :设定K为张力控制段上的功效系数，Vf为张力控制段上的附加速度，△T为张 力控制段上的张力偏差，张力控制段i，i= 1…n;j为张力控制段j，j= 1…η;Δ?^为张 力控制段i的张力偏差，为附加速度Vj对张力控制段i的功效系数，Ky的初值为附加速 度I对张力控制段i的初始功效系数，K^的新值为附加速度V;对张力控制段i的实际输 出功效系数，Vj为张力控制段j的附加速度，V;的初值为张力控制段j的初始附加速度；
[0021] 张力评价函数表示为
[0023]S32:根据张力评价函数，当评价函数f(K，Vf，ΔΤ)趋近最小值时，
趋近于〇;保留V,(j= 1. . .η)的初值，计算(i= 1. . .n，j= 1. . .η)的初值，通过迭代公式计算(i= 1. . .n，j= 1. . .η)的新值；
[0024]S33 :计算附加速度Vi (s+1)的值。
[0025] 优选的，所述步骤S5中对所述张力控制段i进行速度修正的计算公式为：
[0026] 设定Vi为张力控制段i的附加速度，V1C]Ut(s+l)为Vi在采样时刻s的下一个采样 时刻实际输出的速度附加值，α为平滑系数，取值范围为〇 - 1，Vjs)为采样时刻s时张 力控制段i的速度附加值，Vjs+l)表示Vi在采样时刻s的下一个采样时刻需要输出的速 度附加值；
[0027] 速度修正函数为
[0028]V;-out(s+l) =α·VjsHd-a^IVjs+l)(i=l...n)." (6)。
[0029] 优选的，所述步骤S32中迭代公式为：
[0030] KijCs+l) =Kij(s) -η* {ATi(s) - [Kn(s) ·Vi(s)+Ki2(s) *V2(s)+··· +Kin(s) ·Vn(s)]} ·Vjs)…（5)
[0031]其中，K^s)(i= 1..·η，j= 1..·η)表示L在某个采样时亥ljs的值，Kijs+l)(i= Ι-η，j= 1…n)表示&在采样时刻s的下一个采样时刻的值，n是更新速度，取值范围 为0 - 1 ;Δ(s)(i= 1.· ·η)是在采样时刻s时张力控制段i的张力偏差的值，Vi(s)(i =1. . .η)是在米样时刻s时张力控制段i的附加速度值；Vj(s)为在米样时刻s时张力控 制段j的附加速度值。
[0032] 优选的，所述步骤S33中计算附加速度1(8+1)如下：
[0033] 根据公式（2)列出以下方程组，
[0034]AT^s) =Kn(s) ·Vj(s+l)+K12(s) ·V2 (s+1)+···+Kln (s) ?Vn(s+l)
[0035]ΔT2 (s) =K21 (s) · (s+1)+K22 (s) ·V2 (s+1)+...+K2n (s) ·Vn (s+1)
[0036] …
[0037]ATn(s) =Knl(s) ·Vi(s+l)+Kn2(s) ·V2 (s+1)+···+Knn (s) *Vn(s+l)
[0038]解出V; (s+1)(i= 1.· ·n)。
[0039]其中，K^s)(i= 1. · ·η，j= 1. · ·η)为L在某个采样时亥ljs的值，Vjs+l)(i= 1. . .n)为Vi在采样时刻s的下一个采样时刻需要输出的速度附加值，ΔTi(s)(i= 1. . .n) 为采样时刻s时张力控制段i的张力偏差的值。
[0040] 本发明还提供了一种冷乳连续退火机组的张力控制系统，包括控制器、与控制器 电连接的多个张力控制组，所述张力控制组包括张力控制段、张力调节器组、速度调节器和 传动控制器；
[0041] 所述控制器的输入端与所述张力调节器组的输出端、张力控制段电连接，所述张 力控制段分别与所述控制器的输出端、所述张力调节器组、所述速度调节器、所述传动控制 器电连接；
[0042] 所述控制器，用于根据s时刻张力控制段上的张力偏差及s时刻张力控制段上的 附加速度t(s)，计算得到张力控制段i上s+1时刻需要输出的附加速度t(s+1)和修正后 的附加速度V1C]Ut(s+l)，并将V1C]Ut(s+l)发送给s+1时刻的张力控制段；
[0043] 所述张力控制段，用于进行张力控制；
[0044] 所述张力调节器组，用于接收所述张力控制段发送的张力偏差并将s时刻所述张 力控制段上的附加速度1(8)发送给所述控制器；
[0045] 所述速度调节器，用于对所述张力控制段上的实际速度进行实时检测、调节；
[0046] 所述传动控制器，用于将s+1时刻所述张力控制段上面的实际速度反馈给s+1时 刻的所述张力控制段。
[0047] 优选的，所述张力调节器组包括第一张力调节器、第二张力调节器；所述第一张力 调节器、第二张力调节器均分别与所述张力控制段电连接；
[0048] 所述第一张力调节器，用于接收张力控制段s时刻发送的张力偏差Δt并将s时 刻张力控制段上的附加速度t(s)发送给s+1时刻张力控制段；
[0049] 所述第二张力调节器，用于接收张力控制段发送的s时刻发送的张力偏差△ 1\并 将s时刻张力控制段上