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平整机轧制力表的自动优化系统及方法与流程

文档序号:24897646发布日期:2021-04-30 15:50
平整机轧制力表的自动优化系统及方法与流程

本发明涉及冶金自动化领域,具体地,涉及一种自动优化平整机轧制力表的方法。



背景技术:

在带钢冷轧中,平整机是确保产品质量的一道重要工序。轧制力是平整机控制的一个重要参数,通过轧制力的调节可以有效的控制带钢延伸率,改善带钢性能。而在目前平整机控制中,由于轧制力设定值的不准确,造成带钢带头延伸率波动较大,延伸率不符长度较长。

在碳钢冷轧处理线(热镀锌或连续退火机组)中,一般的延伸率控制方案由过程计算机l2和plc控制器(l1)两级组成,轧制力和延伸率设定值通过查表的方式由l2预设定给l1plc,plc根据实际的焊缝跟踪及过焊缝模式来控制轧制力,当延伸率闭环控制投入后,通过快速累积平整机入出口张力辊的脉冲差后转换成轧制力(根据不同的钢种设定不同的增益),从而使延伸率实际值快速达到设定值。同时为减少机组在加减速过程中延伸率的波动,系统还增加了速度-轧制力预补偿曲线系统,以避免通过pi调节器来补偿轧制力。

目前存在的问题主要是:1.轧制力表不准确,造成实际轧制力不符部分完全需通过pi调节器来累积补偿,从而使延伸率不符长度加长。2.速度-轧制力补偿曲线是调试期间确定的,随着机组长时间运转及带钢材质发生局部变化,补偿曲线不能完全适应控制需求。

现有技术中也存在着一些针对上述问题的技术方案,如专利文献cn109772899a公开的平整机延伸率控制系统及方法,该方法如下:延伸率反馈单元计算平整机入口处单位周期内的带钢通过长度lentry及平整机出口处单位周期内的带钢通过长度lexit,计算平整机的延伸率并发送至轧制力偏差反馈单元,轧制力偏差反馈单元将延伸率设定值与延伸率反馈值的差值转换成轧制力偏差值,并叠加至轧制力控制器。

但上述技术方案没有给出平整机动态过程如何调节延伸率,因此,为了保证在动态过程中平整机延伸率的稳定性,提出一种自动优化的轧制力表的方法具有较高的实用价值和意义。



技术实现要素:

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种平整机轧制力表的自动优化系统及方法。

根据本发明提供的一种平整机轧制力表的自动优化系统,包括plc子系统和过程计算机子系统;

所述plc子系统包括参数采集模块、延伸率控制模块以及plc通讯模块;

参数采集模块:采集轧制参数的实际值;

延伸率控制模块:根据预设定值进行延伸率控制;

plc通讯模块:将参数采集模块采集得到的轧制参数发送至过程计算机子系统;并接收过程计算机子系统发出的预设定值。

优选地,所述轧制参数包括轧制力、延伸率、当前机组速度、当前带钢宽度厚度以及平整机前后张力中任一种或任多种组合。

优选地,所述过程计算机子系统包括神经网络模块;

所述神经网络模块包括输入层和输出层;

所述输入层包括机组速度、带钢等级、带钢宽度、带钢厚度、平整机前后张力实际值以及延伸率实际值这七者中的任一种或任多种组合;输入层数据来源为plc子系统发送的轧制参数;

所述输出层包括延伸率设定值、轧制力设定值、速度-轧制力补偿值以及前后张力设定值这五者中的任一种或任多种组合;输出层得到的数据作为预设定值发送至plc子系统。

优选地,所述延伸率控制模块中,具体的延伸率控制方法为:

延伸率设定值和延伸率实际值依次经pi调节器子模块、限幅子模块后输出轧制力调节量,并进一步得到轧制力设定值。

优选地,所述轧制力设定值通过轧制速度实际值补偿得到,即所述轧制力设定值通过轧制速度实际值增加或减少轧制力调节量得到。

根据本发明提供的一种平整机轧制力表的自动优化方法,利用plc子系统和过程计算机子系统,包括plc子系统部分;

所述plc子系统部分包括参数采集步骤、延伸率控制步骤以及plc通讯步骤;

参数采集步骤:采集轧制参数的实际值;

延伸率控制步骤:根据预设定值进行延伸率控制;

plc通讯步骤:将参数采集步骤采集得到的轧制参数发送至过程计算机子系统;并接收过程计算机子系统发出的预设定值。

优选地,所述轧制参数包括带钢等级、轧制力、延伸率、当前机组速度、当前带钢宽度厚度以及平整机前后张力中任一种或任多种组合;所述预设定值包括延伸率设定值、轧制力设定值、速度-轧制力补偿值以及前后张力设定值中的任一种或任多种组合。

优选地,所述延伸率控制步骤中,具体的延伸率控制方法为:

延伸率设定值和延伸率实际值依次经pi调节器子步骤、限幅子步骤后输出轧制力调节量,并进一步得到轧制力设定值。

优选地,所述轧制力设定值通过轧制速度实际值补偿得到,即所述轧制力设定值通过轧制速度实际值增加或减少轧制力调节量得到。

优选地,所述轧制力表能够通过如下轧制力设定表优化步骤优化:

过程计算机子系统下发预设定值至plc子系统,plc子系统根据机组设定选择轧制力设定值,实现延伸率控制的响应,响应后轧制参数的实际值发生变化,发生变化的轧制参数发送至过程计算机子系统,经模型计算后再次得到预设定值并下发至plc子系统;

不断重复上述步骤直至满足设定的条件后停止,从而得到优化后的轧制力设定表。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

本优化控制技术方法,可以提高平整机延伸率的快速性和稳定性,减少平整机过焊缝时延伸率不符的带钢长度,提高产品收得率。对于所有使用冷轧热镀锌、连退处理线类似的平整机都可借鉴使用。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本发明提供的平整机轧制力表的自动优化系统及方法优选例中延伸率控制系统的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种平整机轧制力表的自动优化系统,包括plc子系统和过程计算机子系统;

所述plc子系统包括参数采集模块、延伸率控制模块以及plc通讯模块;

参数采集模块:采集轧制参数的实际值;

延伸率控制模块:根据预设定值进行延伸率控制;

plc通讯模块:将参数采集模块采集得到的轧制参数发送至过程计算机子系统;并接收过程计算机子系统发出的预设定值。

所述轧制参数包括轧制力、延伸率、当前机组速度、当前带钢宽度厚度以及平整机前后张力中任一种或任多种组合。

所述过程计算机子系统包括神经网络模块;

所述神经网络模块包括输入层和输出层;

所述输入层包括机组速度、带钢等级、带钢宽度、带钢厚度、平整机前后张力实际值以及延伸率实际值这七者中的任一种或任多种组合;输入层数据来源为plc子系统发送的轧制参数;

所述输出层包括延伸率设定值、轧制力设定值、速度-轧制力补偿值以及前后张力设定值这五者中的任一种或任多种组合;输出层得到的数据作为预设定值发送至plc子系统。

所述延伸率控制模块中,具体的延伸率控制方法为:

延伸率设定值和延伸率实际值依次经pi调节器子模块、限幅子模块后输出轧制力调节量,并进一步得到轧制力设定值。

所述轧制力设定值通过轧制速度实际值补偿得到,即所述轧制力设定值通过轧制速度实际值增加或减少轧制力调节量得到。

根据本发明提供的一种平整机轧制力表的自动优化方法,利用plc子系统和过程计算机子系统,包括plc子系统部分;

所述plc子系统部分包括参数采集步骤、延伸率控制步骤以及plc通讯步骤;

参数采集步骤:采集轧制参数的实际值;

延伸率控制步骤:根据预设定值进行延伸率控制;

plc通讯步骤:将参数采集步骤采集得到的轧制参数发送至过程计算机子系统;并接收过程计算机子系统发出的预设定值。

所述轧制参数包括带钢等级、轧制力、延伸率、当前机组速度、当前带钢宽度厚度以及平整机前后张力中任一种或任多种组合;所述预设定值包括延伸率设定值、轧制力设定值、速度-轧制力补偿值以及前后张力设定值中的任一种或任多种组合。

所述延伸率控制步骤中,具体的延伸率控制方法为:

延伸率设定值和延伸率实际值依次经pi调节器子步骤、限幅子步骤后输出轧制力调节量,并进一步得到轧制力设定值。

所述轧制力设定值通过轧制速度实际值补偿得到,即所述轧制力设定值通过轧制速度实际值增加或减少轧制力调节量得到。

所述轧制力表能够通过如下轧制力设定表优化步骤优化:

过程计算机子系统下发预设定值至plc子系统,plc子系统根据机组设定选择轧制力设定值,实现延伸率控制的响应,响应后轧制参数的实际值发生变化,发生变化的轧制参数发送至过程计算机子系统,经模型计算后再次得到预设定值并下发至plc子系统;

不断重复上述步骤直至满足设定的条件后停止,从而得到优化后的轧制力设定表。

进一步地,本发明优选例的目的在于:

动态优化轧制力设定值,有效提高设定值的准确性,自动优化动态速度-轧制力补偿曲线,有效提高带钢延伸率的精确度,缩短平整机过焊缝延伸率不符合长度,从而提高产品质量和成材率。

本发明优选例的技术方案如下:

本技术方案将提出一种自动优化平整机轧制力表方法,达到自动的动态的维护轧制力设定表。从而可大大提高轧制力设定的准确性。

影响带钢延伸率的主要因素有:机组速度、带钢等级、带钢宽度、带钢厚度以及平整机前后张力。基于这些因素,采用神经网络智能优化系统轧制力设定。

该系统主要还是利用原有的l1plc系统和过程计算机l2系统组成。plc系统主要功能包括:给计算机系统提供轧制力、延伸率、当前机组速度、当前带钢宽度厚度以及平整机前后张力等实际值;且根据计算机系统模型下发的预设定值进行延伸率控制。其中,如图1所示延伸率控制通过调节轧制力设定值实现。在恒定轧制速度下,轧制力越小,延伸率越小,反之,延伸率越大。在加减速中,需要轧制力补偿值,实现快速响应。

过程计算机l2系统主要功能包括:采用从l1plc系统得到的各实际值建立神经网络智能优化系统轧制力设定。该系统为3层神经网络系统。输入层有7个单元,是影响带钢延伸率的主要因素。分别是机组速度、带钢等级、带钢宽度、带钢厚度、平整机前后张力实际值以及延伸率实际值。输出层有5个单元分别为延伸率设定值、轧制力设定值、速度-轧制力补偿值和前后张力设定值。

采用该系统,大家将得到一个自动优化的轧制力表。每次从l2下发设定值给l1时,一次性将当前规格下的带钢延伸率设定值、轧制力设定值以及各速度下的补偿值下发到l1系统。由l1系统根据机组设定,灵活选择轧制力设定值,实现延伸率控制的快速响应。轧制后的各实际值又返回给l2计算机系统,通过模型计算,不断优化轧制力设定表。

实施例1:宝钢湛江冷轧厂1550热镀锌机组,在使用此项优化控制技术后,平整机延伸率波动幅度明显减小,波动时间减短,过焊缝延伸率不符合长度大大减小。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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