專利名稱：一種熱連軋精軋過程控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼自動控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱連軋精軋過程控制方法。
背景技術(shù)：
目前我國熱軋機(jī)的數(shù)量位于世界前列，熱軋帶鋼生產(chǎn)線的裝機(jī)水平和生產(chǎn)能力整體已達(dá)到了國際水平，但只有少數(shù)大型國有企業(yè)寬帶鋼軋線引進(jìn)國外先進(jìn)的計算機(jī)控制系統(tǒng)，能夠全自動化生產(chǎn)，大多數(shù)中小型軋線還都是使用半自動化的生產(chǎn)方式，即只有基礎(chǔ)自動化沒有過程自動化控制系統(tǒng)，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量普遍不高?，F(xiàn)有的過程控制方法，大多數(shù)由國外整體引進(jìn)，難以進(jìn)行二次開發(fā)，且存在數(shù)據(jù)處 理方式單一，系統(tǒng)可移植性較差的問題；模型算法較單一，各生產(chǎn)現(xiàn)場難以普遍適用，缺乏統(tǒng)一的解決方案，模型因素考慮不全面，存在停軋換輥后的厚度精度低的問題。業(yè)界用的比較多的過程控制系統(tǒng)大都是基于多進(jìn)程的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)一般有幾十個進(jìn)程之多，由于進(jìn)程集資源分配基本單位、CPU調(diào)度基本單位于一身，使得它在開發(fā)程序的并行性方面具有很大的局限性。單線程進(jìn)程和多線程進(jìn)程模型如圖I所示，由于一個進(jìn)程內(nèi)的多個線程共享進(jìn)程內(nèi)部的所有資源，所以對于多進(jìn)程結(jié)構(gòu)在并行性方面所具有的局限性，多線程都能夠很好的解決。本發(fā)明的熱連軋精軋過程控制方法采用多線程程序結(jié)構(gòu)，很好的解決了算法并行計算的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種熱連軋精軋過程控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的—種熱連軋精軋過程控制方法，包括以下步驟步驟I :帶鋼從粗軋最后道次拋鋼后，精軋過程控制系統(tǒng)收到粗軋過程控制系統(tǒng)發(fā)送的PDI數(shù)據(jù)，包括鋼卷號、鋼種、加熱爐號、板坯長度、板坯寬度、板坯厚度、板坯重量、中間坯厚度、中間坯寬度、成品厚度、成品寬度、粗軋出口目標(biāo)溫度、精軋入口目標(biāo)溫度、精軋出口目標(biāo)溫度、卷取目標(biāo)溫度和化學(xué)成分；步驟2 :根據(jù)軋制計劃制定的工藝要求，確定熱連軋精軋目標(biāo)出口厚度和精軋出口目標(biāo)溫度；步驟3 :獲得熱連軋精軋入口實際溫度；步驟3. I :極值校驗設(shè)定熱連軋精軋入口溫度范圍，若測溫儀采集到的熱連軋精軋入口采樣點的實時溫度超出熱連軋精軋入口溫度范圍，則剔除，否則進(jìn)行步驟3. 2 ；步驟3.2 :對極值校驗得到的熱連軋精軋入口采樣點的溫度值進(jìn)行一次均值處理將極值校驗后的溫度值求和，計算熱連軋精軋入口溫度一次平均值；步驟3. 3 :對一次均值處理后的熱連軋精軋入口采樣點溫度值進(jìn)行方差處理計算方差值，進(jìn)而求出標(biāo)準(zhǔn)差σ，并將滿足正態(tài)分布±2σ條件的熱連軋精軋入口采樣點溫度保存；
步驟3. 4 :對方差處理后的熱連軋精軋入口采樣點溫度值進(jìn)行二次均值處理，處理后的溫度值即熱連軋精軋入口實際溫度T ；步驟4 :確定機(jī)架負(fù)荷分配；步驟4. I :確定各機(jī)架出口厚度；確定機(jī)架間厚度計算公式如下Iii = Hi · (l-r)，其中，Iii為當(dāng)前機(jī)架出口厚度,Hi為當(dāng)前機(jī)架入口厚度，A為第i個機(jī)架的壓下率；步驟4. 2 :根據(jù)成品厚度和精軋出口目標(biāo)溫度，設(shè)定穿帶速度初始值；步驟5 :計算軋制參數(shù)，包括各機(jī)架的軋輥線速度、入口溫度、軋制力、輥縫位置和電機(jī)力能參數(shù)； 步驟5. I :計算機(jī)架軋輥線速度和機(jī)架入口溫度；計算軋棍線速度Vlsi vr>i = Vi (1+fi),其中，vi為各機(jī)架出口的帶鋼速度，fi為前
滑值；根據(jù)精軋除鱗前高溫計采集到的溫度，計算空冷溫降和精除鱗水冷溫降，計算精軋入口溫度，即熱連軋精軋第一活動機(jī)架的入口溫度Tu Tlj0 = T-dTw_dTA，其中，dTw為軋件水冷溫降，dTA為軋件空冷溫降；步驟5. 2 :計算當(dāng)前機(jī)架軋制力；將軋件與軋輥接觸區(qū)分為兩部分塑性變形區(qū)和彈性變形區(qū)，其中塑性變形區(qū)為軋件的主變形區(qū)，彈性變形區(qū)主要是由于軋輥的彈性壓扁和軋件的彈性變形所出現(xiàn)的彈性區(qū)域，彈性變形區(qū)軋制壓力比塑性變形區(qū)軋制力??；軋制力計算模型如下F = FP+FE(5)其中，F(xiàn)p-彈性變形區(qū)軋制力，F(xiàn)e-塑性變形區(qū)軋制力；彈性變形區(qū)軋制力廠,..=σ( ，7',/；，ν)·Μ · τ(6)塑性變形區(qū)軋制力=σ( ,Π_Η· (7)式中cr( )-塑性變形區(qū)等效變形抗力，MPa ；σ( , ,Ε,ν)-彈性變形區(qū)的等效變形抗力，MPa ；平均變形速率j=77^T^H，s-1，Ah-壓下量；Ip-塑性區(qū)接觸弧長度，=M7M , mm ;Ie-彈性區(qū)接觸弧長度，mm ；w-軋件寬度，mm;E-楊氏模量，kN ；V-泊松比；Q-應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)；ητ-張力狀態(tài)影響系數(shù)；在軋制過程中，會出現(xiàn)軋輥壓扁現(xiàn)象，軋輥壓扁半徑計算模型如下 . C -FR' = R- 1+0--
H-h +^Jh-h j式中R'為乳輥壓扁半徑，R為軋輥半徑，F(xiàn)為軋制力，H為當(dāng)前機(jī)架出口厚度，軋輥壓扁系數(shù)Γ,.、= 8^~V/ I·0 π·Ε
_ .1h"為塑性變形區(qū)和彈性變形，I-σ、^ !，其中，h為當(dāng)前機(jī)架的出口
L·
厚度， 為塑性變形區(qū)和彈性變形區(qū)的等效變形抗力平均值；將軋制力和軋輥壓扁半徑計算模型聯(lián)立求解以軋輥半徑作為初始壓扁半徑，計算軋制力，再根據(jù)該軋制力重新計算軋輥壓扁半徑V，并與軋輥半徑相比較，如果
0.001，則表示半徑收斂，停止計算，將此時的軋制力和壓扁半徑作為最終的軋制力
和壓扁半徑；步驟5. 3 :計算帶鋼與軋輥摩擦熱引起的軋件溫升、變形熱引起的帶鋼溫升和高溫帶鋼與低溫軋輥相互接觸而產(chǎn)生的溫降，并計算當(dāng)前機(jī)架出口溫度，進(jìn)而獲得下一機(jī)架入口溫度；步驟5. 4:重復(fù)步驟5. I 5. 3，直到計算出最后一個機(jī)架的出口溫度，判斷該最后一個機(jī)架的出口溫度是否滿足精軋出口目標(biāo)溫度要求即精軋出口目標(biāo)溫度±15度，滿足則執(zhí)行步驟5. 5，否則返回步驟4. 2 ；步驟5. 5 :計算各機(jī)架輥縫位置；結(jié)合油膜厚度補(bǔ)償值、寬度補(bǔ)償量、軋輥磨損量、模型學(xué)習(xí)量、軋輥熱膨脹補(bǔ)償值和穩(wěn)態(tài)誤差量，根據(jù)彈跳方程建立各機(jī)架輥縫位置計算模型s = h-[f (F)-f (F0)]+s0+sw+sr+se+sa+serr0r (12)式中s-空載棍縫，mm,h_軋件出口厚度，mm,f (F) -f (F0)-軋機(jī)彈跳值，mm，其中，f (F)為預(yù)報軋制力F下對應(yīng)的彈跳量，f (F0)為調(diào)零軋制力的彈跳量，F(xiàn)。-調(diào)零軋制力，kN，S0-油膜厚度補(bǔ)償值，mm,sw-寬度補(bǔ)償量，mm，sr-軋棍磨損量，mm,Se-軋棍熱膨脹補(bǔ)償值,mm,Sa-模型學(xué)習(xí)量，mm，Serror-穩(wěn)態(tài)誤差量，mm ；
步驟5· 6 :計算電機(jī)力能參數(shù)，包括軋制力矩和電機(jī)功率；步驟6 :對步驟5計算出的軋制參數(shù)進(jìn)行極限校核，判斷軋制參數(shù)是否滿足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件，若滿足，則執(zhí)行步驟7，否則返回，重新計算。步驟7 :將軋制參數(shù)以指令的形式下發(fā)到控制系統(tǒng)中，控制熱連軋精軋過程。本發(fā)明的熱連軋精軋過程控制系統(tǒng)，可以通過一種包含圖形界面和可手工操作來編輯的軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)，該系統(tǒng)包括通訊模塊、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理模塊、帶鋼跟蹤模塊、模型計算模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。通訊模塊用于與基礎(chǔ)自動化的通信、與人機(jī)界面系統(tǒng)(HMI)的通訊、過程機(jī)間的通訊、與測厚儀及其它外設(shè)的通訊。數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理模塊，用于實 時數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫操作。帶鋼跟蹤模塊，用于根據(jù)軋線上的檢測儀表信號確定帶鋼位置，并根據(jù)位置觸發(fā)相應(yīng)計算任務(wù)。模型計算模塊包括模型設(shè)定計算和模型自學(xué)習(xí)計算，在系統(tǒng)中做為一個單獨進(jìn)程。依據(jù)不同的軋線可以使用不同控制模型，設(shè)定計算和自學(xué)習(xí)計算分別作為單獨的工作者線程，等待信號觸發(fā)。模型設(shè)定計算提供相應(yīng)的軋制規(guī)程，保證軋件頭部的質(zhì)量，為軋件的后續(xù)控制提供初始值，模型自學(xué)習(xí)計算是根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)來進(jìn)行自學(xué)習(xí)系數(shù)修正，進(jìn)一步使設(shè)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)處理模塊，用于對接收到的PDI數(shù)據(jù)預(yù)處理。有益效果本發(fā)明的熱連軋精軋過程控制方法，通過對軋制力的優(yōu)化計算，提高了預(yù)報精度，預(yù)報誤差在7%之內(nèi)，厚度精度達(dá)到35 μ m以內(nèi)，軋輥磨損模型預(yù)估的軋輥磨損與實際軋輥磨損相一致，可以準(zhǔn)確預(yù)報軋輥的使用周期，基于軋輥熱膨脹模型，軋制過程中不同的軋制間歇，良好厚度控制精度熱軋生產(chǎn)過程中停軋、待料出現(xiàn)不同的軋制間歇，對于不同的軋制間隙，模型均可以得到高的厚度控制精度，在35μπι以內(nèi)；此外，采用本方法，現(xiàn)場軋機(jī)換棍之后的首塊鋼精度大大提聞。


圖I是單線程進(jìn)程和多線程進(jìn)程模型示意圖；圖2是本發(fā)明的具體實施方式
的熱連軋精軋現(xiàn)場示意圖；圖3是本發(fā)明的具體實施方式
的軋件在軋線上的位置的邏輯分區(qū)示意圖；圖4是本發(fā)明的具體實施方式
的熱連軋精軋過程控制方法流程5是本發(fā)明的具體實施方式
的軋制力分區(qū)示意圖，其中I-彈性變形區(qū)，2-塑性變形區(qū)；圖6是本發(fā)明的具體實施方式
的輥縫處溫度變化情況示意圖；圖7是本發(fā)明的具體實施方式
的軋機(jī)彈跳示意圖；圖8是本發(fā)明的具體實施方式
的熱連軋精軋過程控制方法的軋制力計算精度曲線圖；圖9是本發(fā)明的具體實施方式
的厚度控制精度曲線圖；圖10是本發(fā)明的具體實施方式
的計算軋制參數(shù)的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施做進(jìn)一步說明。
將熱連軋精軋過程控制方法應(yīng)用于某熱連軋精軋現(xiàn)場，如圖2所示，該現(xiàn)場精軋機(jī)組有九機(jī)架組成(F1-F9)，精軋入口和精軋出口各有一個高溫計，用于檢測帶鋼的溫度值，精軋出口有測厚儀，用于檢測出口的實際厚度；每一個機(jī)架上有位移傳感器(用于測量輥縫值)，速度編碼器(用于測量軋輥實際轉(zhuǎn)速，進(jìn)而測量軋輥線速度)和壓力傳感器(用于測量軋制力)。服務(wù)器選用高可靠性的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)PC Server (HP DL580G7服務(wù)器)，基本配置為CPU :Intel 16 核 I. 6GHz內(nèi)存16G硬盤支持SAS 2. 5 "熱插拔硬盤，容量3*146G。本實施方式中的熱連軋精軋過程控制系統(tǒng)，可以通過一種包含圖形界面和可手工操作來編輯的軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)，該系統(tǒng)包括通訊模塊、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理模塊、帶鋼跟蹤 模塊、模型計算模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。上述系統(tǒng)的啟動流程如下(I)初始化系統(tǒng)的共享區(qū)；共享區(qū)是系統(tǒng)進(jìn)程間互相通訊的基礎(chǔ)，系統(tǒng)啟動之后
共享區(qū)一直存在，直至系統(tǒng)停止；SRTCOM共享區(qū)存儲軋件跟蹤過程中的過程數(shù)據(jù)，包括軋件基本信息、模型基本參數(shù)和模型計算后規(guī)程數(shù)據(jù)；SYSC0M共享區(qū)存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)，包括主機(jī)名稱、IP地址、端口號和模型計算中間值；HMIC0M共享區(qū)存儲系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)和HMI通訊數(shù)據(jù)；I0C0M共享區(qū)存儲系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)和PLC通訊數(shù)據(jù)；C0MMSP共享區(qū)是HMICOM和IOCOM的集合的副本，供系統(tǒng)實時計算使用；DBC0M共享區(qū)存儲向數(shù)據(jù)庫中記錄的過程數(shù)據(jù)，(2)初始化系統(tǒng)的同步信號事件，對應(yīng)每個線程偶有它相應(yīng)的同步信號，供喚醒線程計算使用；(3)啟動各功能模塊進(jìn)程。通訊模塊用于與基礎(chǔ)自動化的通信、與人機(jī)界面系統(tǒng)(HMI)的通訊、過程機(jī)間的通訊、與測厚儀及其它外設(shè)的通訊。其中，通訊模塊與基礎(chǔ)自動化的通信包括接收和發(fā)送兩部分。接收數(shù)據(jù)線程每隔IOOms觸發(fā)一次，接收到的數(shù)據(jù)包括軋線上的檢測儀表實測數(shù)據(jù)和各種控制信號，對于模型計算所需要的一些數(shù)據(jù)直接交給跟蹤進(jìn)程中的數(shù)據(jù)處理模塊，對于需要存儲的過程數(shù)據(jù)交給數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行存儲。發(fā)送數(shù)據(jù)線程是由跟蹤進(jìn)程依據(jù)具體情況觸發(fā)控制，發(fā)送的數(shù)據(jù)主要是模型設(shè)定數(shù)據(jù)，用于基礎(chǔ)自動化控制設(shè)備執(zhí)行具體工作。與人機(jī)界面系統(tǒng)的通信接口采用雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層基于OPC協(xié)議，使用多線程技術(shù)在人機(jī)界面端建立OPC服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫；外層基于TCP/IP協(xié)議建立SOCKET通訊。系統(tǒng)采用分布式的布置模式，即依據(jù)每個服務(wù)器各自負(fù)責(zé)的主要計算任務(wù)而分別設(shè)置各自的獨立服務(wù)器，例如熱連軋過程可以大致設(shè)置粗軋、精軋、冷卻服務(wù)器。過程機(jī)間采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。依據(jù)軋制工藝的邏輯順序，各服務(wù)器的跟蹤進(jìn)程會觸發(fā)服務(wù)器間通信發(fā)送線程給下一級服務(wù)器發(fā)送來料原始信息和成品信息，供不同服務(wù)器的跟蹤進(jìn)程進(jìn)行數(shù)據(jù)的跟蹤。此外，過程機(jī)間還會采用UDP方式向網(wǎng)絡(luò)廣播一個周期為500ms的心跳數(shù)據(jù)包用來通知其他服務(wù)器在線狀態(tài)，以精軋服務(wù)器為例，如圖所示，各個服務(wù)器以廣播的方式把自己的心跳包發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中，同時還會不斷的從網(wǎng)絡(luò)中收取其他服務(wù)器的在線狀態(tài)，這樣各個服務(wù)器不需要互相建立連接，在網(wǎng)絡(luò)上各取所需，大大減小了系統(tǒng)負(fù)載。過程機(jī)與測厚儀間的通訊遵循TCP/IP協(xié)議，當(dāng)帶鋼進(jìn)入到控軋區(qū)后，過程機(jī)服務(wù)器需要把鋼卷信息，包括合金名稱、合金含量、目標(biāo)厚度等，發(fā)送給測厚儀供氣查詢規(guī)程標(biāo)定，測厚儀再返回回執(zhí)數(shù)據(jù)包給過程機(jī)服務(wù)器。此外，過程機(jī)與測厚儀間還會互相發(fā)送一個周期為500ms的心跳數(shù)據(jù)包用來監(jiān)視對方的在線狀態(tài)。與測厚儀類似，過程機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊還可以依據(jù)現(xiàn)場實際需要隨時添加其他儀表的通訊線程，可以方便的對外設(shè)進(jìn)行直接監(jiān)控。 數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理模塊，用于實時數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)庫操作。其中，實時數(shù)據(jù)采集是由網(wǎng)關(guān)進(jìn)程接收到的數(shù)據(jù)由儀表直接傳輸或者由基礎(chǔ)自動化處理后傳輸，數(shù)據(jù)通訊周期為100ms，直接交給數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行預(yù)處理。來自現(xiàn)場儀表的測量數(shù)據(jù)主要包括數(shù)據(jù)采集完成之后，用于數(shù)據(jù)庫存儲和供模型計算使用，數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)包括現(xiàn)場所有的實時數(shù)據(jù)，便于以后數(shù)據(jù)查詢和故障檢查。帶鋼跟蹤模塊，用于根據(jù)軋線上的檢測儀表信號確定帶鋼位置，并根據(jù)位置觸發(fā)相應(yīng)計算任務(wù)。模型計算模塊包括模型設(shè)定計算和模型自學(xué)習(xí)計算，在系統(tǒng)中做為一個單獨進(jìn)程。依據(jù)不同的軋線可以使用不同控制模型，設(shè)定計算和自學(xué)習(xí)計算分別作為單獨的工作者線程，等待信號觸發(fā)。模型設(shè)定計算提供相應(yīng)的軋制規(guī)程，保證軋件頭部的質(zhì)量，為軋件的后續(xù)控制提供初始值，模型自學(xué)習(xí)計算是根據(jù)現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)來進(jìn)行自學(xué)習(xí)系數(shù)修正，進(jìn)一步使設(shè)定數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。根據(jù)軋件在軋線上的位置可以分為6個邏輯區(qū)域，如圖3所示1)粗軋機(jī)前區(qū)FRM(HMD2-HMD3) ；2)粗軋機(jī)中區(qū) RM(HMD3-HMD 6) ；3)精軋機(jī)前區(qū) FFM(HMD6_HMD10) ；4)精軋機(jī)中區(qū) FM (HMD IO-HMD 11) ; 5)冷卻區(qū) Cool (HMD 11-HMD 12) ；6)卷取區(qū) Coil (HMD12 后)。過程機(jī)依據(jù)與基礎(chǔ)自動化的通訊來獲得軋線上各個高溫計和熱金屬探測器的狀態(tài)，對帶鋼的位置進(jìn)行宏跟蹤。有了帶鋼的位置，就能方便的進(jìn)行線程調(diào)度執(zhí)行各種任務(wù)。模型計算數(shù)據(jù)主要包括設(shè)定計算數(shù)據(jù)以及自學(xué)習(xí)計算數(shù)據(jù)；模型設(shè)定計算的數(shù)據(jù)主要包括啟動模型計算邏輯的入口儀表的讀數(shù)；自學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)包括帶鋼頭部穿過機(jī)組時的各儀表參數(shù)，包括軋制力，輥縫，電機(jī)電流，電機(jī)轉(zhuǎn)速以及機(jī)后測溫儀，測厚儀，測寬儀的示數(shù)。數(shù)據(jù)庫操作一般是過程機(jī)服務(wù)器接收到加熱爐出爐數(shù)據(jù)(來料原始信息)后，會依據(jù)鋼卷的卷號從計劃數(shù)據(jù)庫中查找計劃和PDI信息，查得的數(shù)據(jù)交給跟蹤進(jìn)程以供后續(xù)模型計算使用。系統(tǒng)不同服務(wù)器的寫數(shù)據(jù)庫內(nèi)容依據(jù)各自職能而不同。粗軋服務(wù)器接收到加熱爐出爐數(shù)據(jù)(來料原始信息)后，結(jié)合查詢數(shù)據(jù)得到的PDI信息和粗軋模型計算的結(jié)果數(shù)據(jù)全部寫入數(shù)據(jù)庫中；精軋服務(wù)器負(fù)責(zé)寫入鋼卷精軋過程中的所有數(shù)據(jù)；冷卻服務(wù)器負(fù)責(zé)寫入各個集管的健康狀態(tài)和鋼卷的一些軋制信息，包括軋制時間、軋制長度等。數(shù)據(jù)處理模塊，用于對接收到的PDI數(shù)據(jù)預(yù)處理，從而得到熱連軋精軋入口實際溫度。本實施方式中，對65Mn帶鋼實施熱連軋精軋過程控制的方法，流程如圖4所示，包括以下步驟步驟I :帶鋼從粗軋最后道次拋鋼后，精軋過程控制系統(tǒng)收到粗軋過程控制系統(tǒng)發(fā)送的PDI數(shù)據(jù)，包括鋼卷號、鋼種、加熱爐號、板坯長度、板坯寬度、板坯厚度、板坯重量、中間坯厚度、中間坯寬度、成品厚度、成品寬度、粗軋出口目標(biāo)溫度、精軋入口目標(biāo)溫度、精軋出口目標(biāo)溫度、卷取目標(biāo)溫度和化學(xué)成分。粗軋過程控制系統(tǒng)發(fā)送的PDI數(shù)據(jù)見表I :表I PDI 數(shù)據(jù)
內(nèi)容數(shù)值內(nèi)容數(shù)值
鋼卷號12p7-5090062化學(xué)元素碳0Γ65
鋼種6 化學(xué)元素桂57Τ8
加熱爐號I化學(xué)元素猛LOO
板還長度(mm)6000化學(xué)兀素磷0.03
板坯寬度(nun)420化學(xué)元素硫0.03
板坯厚度(mm)150化學(xué)元素絡(luò)5720
板還重量(kg)2970化學(xué)元素鎮(zhèn)0.25
中間坯厚度(mm)35化學(xué)元素銅0ΓΤ9
中間坯寬度(mm)400化學(xué)元素紹0Γ00
成品厚度(mm)1.65化學(xué)元素釩0.00
成品寬度(nun)400化學(xué)元素鉬0.00
粗軋出口目標(biāo)溫度CC ) 50化學(xué)元素鈦0Γ00
精軋入口目標(biāo)溫度(V )1050化學(xué)元素備用 Γ
精軋出口目標(biāo)溫度( V )860化學(xué)元素備用0Γ00
卷取目標(biāo)溫度(V )600化學(xué)元素備用 Γ 步驟2 :根據(jù)軋制計劃制定的工藝要求，確定熱連軋精軋目標(biāo)出口厚度和精軋出
口目標(biāo)溫度。步驟3 :獲得熱連軋精軋入口實際溫度；步驟3. I :極值校驗設(shè)定熱連軋精軋入口溫度范圍為950 1050°C，若測溫儀采
集到的熱連軋精軋入口采樣點的實時溫度超出熱連軋精軋入口溫度范圍，則剔除，否則進(jìn)
行步驟3. 2 ；步驟3.2 :對極值校驗得到的熱連軋精軋入口采樣點的溫度值進(jìn)行一次均值處
理將極值校驗后的溫度值求和，計算熱連軋精軋入口溫度一次平均值；
η將極值校驗后的溫度值求和，計算熱連軋精軋入口溫度一次平均值其
η中，Ti為熱連軋精軋入口采樣點的溫度值，i = 1,2,3,……，n，n為熱連軋精軋入口采樣點個數(shù)；步驟3. 3 :對一次均值處理后的熱連軋精軋入口采樣點溫度值進(jìn)行方差處理計算方差值，進(jìn)而求出標(biāo)準(zhǔn)差σ，并將滿足正態(tài)分布±2σ條件的熱連軋精軋入口采樣點溫度保存；計算方差值，進(jìn)而求出標(biāo)準(zhǔn)差σ，并將滿足以下條件的m個熱連軋精軋入口采樣點保存
權(quán)利要求
1.一種熱連軋精軋過程控制方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I:帶鋼從粗軋最后道次拋鋼后，精軋過程控制系統(tǒng)收到粗軋過程控制系統(tǒng)發(fā)送的PDI數(shù)據(jù)，包括鋼卷號、鋼種、加熱爐號、板坯長度、板坯寬度、板坯厚度、板坯重量、中間坯厚度、中間坯寬度、成品厚度、成品寬度、粗軋出口目標(biāo)溫度、精軋入口目標(biāo)溫度、精軋出口目標(biāo)溫度、卷取目標(biāo)溫度和化學(xué)成分； 步驟2 :根據(jù)軋制計劃制定的工藝要求，確定熱連軋精軋目標(biāo)出口厚度和精軋出口目標(biāo)溫度； 步驟3 :獲得熱連軋精軋入口實際溫度； 步驟3. I :極值校驗設(shè)定熱連軋精軋入口溫度范圍，若測溫儀采集到的熱連軋精軋入 口采樣點的實時溫度超出熱連軋精軋入口溫度范圍，則剔除，否則進(jìn)行步驟3.2 ; 步驟3. 2 :對極值校驗得到的熱連軋精軋入口采樣點的溫度值進(jìn)行一次均值處理將極值校驗后的溫度值求和，計算熱連軋精軋入口溫度一次平均值； 步驟3. 3 :對一次均值處理后的熱連軋精軋入口采樣點溫度值進(jìn)行方差處理計算方差值，進(jìn)而求出標(biāo)準(zhǔn)差σ，并將滿足正態(tài)分布±2σ條件的熱連軋精軋入口采樣點溫度保存； 步驟3. 4:對方差處理后的熱連軋精軋入口采樣點溫度值進(jìn)行二次均值處理，處理后的溫度值即熱連軋精軋入口實際溫度T ； 步驟4 :確定機(jī)架負(fù)荷分配； 步驟4. I :確定各機(jī)架出口厚度； 確定機(jī)架間厚度計算公式如下 Iii = Hi · (l-ri)，其中，Iii為當(dāng)前機(jī)架出口厚度，Hi為當(dāng)前機(jī)架入口厚度，A為第i個機(jī)架的壓下率； 步驟4. 2 :根據(jù)成品厚度和精軋出口目標(biāo)溫度，設(shè)定穿帶速度初始值； 步驟5 :計算軋制參數(shù)，包括各機(jī)架的軋輥線速度、入口溫度、軋制力、輥縫位置和電機(jī)力能參數(shù)； 步驟5. I :計算機(jī)架軋輥線速度和機(jī)架入口溫度； 計算軋棍線速度Vlsi vr,i = Vi (1+fi),其中,Vi為各機(jī)架出口的帶鋼速度，fi為前滑值；根據(jù)精軋除鱗前高溫計采集到的溫度，計算空冷溫降和精除鱗水冷溫降，計算精軋入口溫度，即熱連軋精軋第一活動機(jī)架的入口溫度Tu Tlj0 = T-dTw-dTA，其中，dTw為軋件水冷溫降，dTA為軋件空冷溫降； 步驟5. 2 :計算當(dāng)前機(jī)架軋制力； 將軋件與軋輥接觸區(qū)分為兩部分塑性變形區(qū)和彈性變形區(qū)，其中塑性變形區(qū)為軋件的主變形區(qū)，彈性變形區(qū)主要是由于軋輥的彈性壓扁和軋件的彈性變形所出現(xiàn)的彈性區(qū)域，彈性變形區(qū)軋制壓力比塑性變形區(qū)軋制力??； 軋制力計算模型如下 F = FP+FE(5) 其中，F(xiàn)p-彈性變形區(qū)軋制力，F(xiàn)e-塑性變形區(qū)軋制力； 彈性變形區(qū)乳制力FF=u(t,T,E,v) w lE n%(6)塑性變形區(qū)軋制力式中 塑性支形區(qū)等效變形抗力，MPa;CT(#，￡，v)-彈性變形區(qū)的等效變形抗力 平均變形速率
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱連軋精軋過程控制方法，其特征在于所述步驟3. 3中的正態(tài)分布±2σ條件,具體是7丨—<2.σ S 7: S 7丨+6^ σ，其中，。為標(biāo)準(zhǔn)差，f為熱連軋精軋入口 溫度一次平均值，Ti為熱連軋精軋入口采樣點的溫度值，α為置信度比例系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種熱連軋精軋過程控制方法，屬于軋鋼自動控制技術(shù)領(lǐng)域，該方法獲取PDI數(shù)據(jù)后，根據(jù)軋制計劃制定的工藝要求，確定熱連軋精軋目標(biāo)出口厚度和精軋出口目標(biāo)溫度；獲得熱連軋精軋入口實際溫度；確定機(jī)架負(fù)荷分配；計算軋制參數(shù)，包括各機(jī)架的軋輥線速度、入口溫度、軋制力、輥縫位置和電機(jī)力能參數(shù)；對步軋制參數(shù)進(jìn)行極限校核，判斷軋制參數(shù)是否滿足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)條件，若滿足，則將軋制參數(shù)以指令的形式下發(fā)到控制系統(tǒng)中，控制熱連軋精軋過程。否則重新計算。通過對軋制力的計算，實現(xiàn)預(yù)報精度和厚度精度的提高，準(zhǔn)確預(yù)報軋輥的使用周期，基于軋輥熱膨脹模型，軋制過程中不同的軋制間歇，良好厚度控制精度。
文檔編號B21B37/00GK102941232SQ201210454079
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者曹劍釗, 彭文, 陳樹宗, 姬亞鋒, 丁敬國, 張殿華 申請人:東北大學(xué)