[发明专利]单锥度工作辊窜辊轧机边部减薄反馈控制方法

摘要

本发明提供一种单锥度工作辊窜辊轧机边部减薄反馈控制方法，以五机架冷轧单锥度工作辊窜辊轧机为对象，以冷轧硅钢横向厚差最小作为目标函数，建立针对冷轧硅钢边部减薄的反馈控制模型，即通过边降偏差信号处理、边降偏差信号拟合、各机架工作辊窜辊调节值计算及各机架窜辊调节值限幅处理，使边部减薄反馈配合控制模型针对S5即第5机架出口边降仪实测的边降偏差信号的不同模态，通过S1～S3机架配合实现边部减薄的精确控制。本发明能够减少带钢边部减薄缺陷，提高冷轧硅钢成品的叠片率，使硅钢产品的边部减薄平均值≤10μm的比率达到100%，边部减薄平均值≤8μm的比率达到98.5%，取得了良好的控制效果。

主权项

一种单锥度工作辊窜辊轧机边部减薄反馈控制方法，其特征在于，边部减薄反馈控制模型针对S5即第5机架出口边降仪实测的边降偏差信号的不同模态，通过S1～S3机架配合实现精确控制，其控制方法及步骤为：(1)边降偏差信号处理在得到边降仪实测信号后，首先判断边降仪是否在测量过程中，检测操作侧和传动侧的测量值是否存在，并判断边降仪的测量值是否正常；然后将距边部20mm作为边降标准点，与边降设定值相减，得到边降偏差信号，再次判断偏差量是否在≤8μm的死区范围内，如果＞8μm则进行边降控制，死区判断采用偏差的最大值是否超过死区限幅来确定；(2)边降偏差信号拟合边降偏差根据模态的不同，可以分为外部偏差与内部偏差两种，外部偏差需要在上游机架增大窜辊调节量，而内部偏差则在下游机架增大窜辊调节量；为适应不同模态控制的需要，将边降偏差信号拟合为三次曲线，如下式所示：ΔED(x)＝e0+e1x+e2x2+e3x3   (1)式中，e0、e1、e2、e3分别为方程系数；x为曲线横坐标；在此基础上对边降偏差信号三次曲线进行离散，表示为沿边部宽度范围上限取为100～150mm的离散点组成的向量形式ΔED；(3)各机架工作辊窜辊调节值计算工作辊轴向位移的反馈修正计算，采取操作侧和传动侧分别进行；对于带钢边部增厚状况的计算处理，首先判断边部增厚状况，如果超过3μm的边升控制限幅值，然后其修正量直接给定一个10mm的窜辊插入量，使边部增厚尽快消除；对于带钢边部减薄状况的计算，由于通过S1～S3机架的窜辊，所以建立如下三元一次方程组，得到3个机架的窜辊修正量：δSW,1·KSW1,Ea1+δSW,2·KSW2,Ea1+δSW,3·KSW3,Ea1=δEa1δSW,1·KSW1,Ea2+δSW,2·KSW2,Ea2+δSW,3·KSW3,Ea2=δEa2δSW,1·KSW1,Ea3+δSW,2·KSW2,Ea3+δSW,3·KSW3,Ea3=δEa3---(2)]]>在实际应用过程中，根据实际控制工艺与精度需要，减少向量中参与计算的坐标点；在带钢边部宽度范围内选定3个特征位置点a1、a2、a3，其对应边降值为δEa1，δEa2，δEa3；KSwi,Ea1，KSWi,Ea2，KSWi,Ea3为第i个机架窜辊边降调控功效向量在特征位置点的幅值，i＝1,2,3；KSwi,Ea1＝0.01～5.8，KSWi,Ea2＝0.008～4.6，KSWi,Ea3＝0.004～2.3；δSW,1，δSW,2，δSW,3分别为S1、S2、S3机架的工作辊窜辊调整量；由硅钢5机架冷轧机边部减薄的控制特点所决定，对距边缘80mm处的边部减薄h115‑h80而言，锥形工作辊在S1的影响最明显，而对其后的机架影响较小；对距边缘50mm处的边部减薄h115‑h50而言，锥形工作辊的影响不仅对S1且对S2也很明显；对距边缘20mm处的边部减薄h115‑h20而言，锥形工作辊对S1～S3都有影响；为提高控制程序在控制器中的计算效率，进一步对计算模型简化如下：依据各机架调控特性的差别，将各机架窜辊调节范围区分为：SW,1调节范围为60～100mm，SW,2调节范围30～70mm，SW,3调节范围0～50mm；定义3个特征位置点a1、a2、a3分别为距边部80mm，50mm，20mm，以保证后机架的最大窜辊值达不到前机架的特征位置点亦即控制目标点，在此基础上，针对式(2)得到如下的简化计算公式(3)：δSW,1·KSW1,E80=δE80δSW,2·KSW2,E50=δE50-δSW,2·KSW1,E50δSW,3·KSW3,E20=δE20-δSW,3·KSW1,E20-δSW,3·KSW2,E20---(3)]]>(4)各机架窜辊调节值限幅窜辊调节值计算完成后，对调节值进行限幅；工作辊轴向位移的范围是由冷轧边缘降区的长度和单锥度工作辊的工作长度确定的，反馈控制中对上下辊轴向移动范围限定在5～100mm，上下辊位差限制在40mm；当工作辊轴向移动操作量超过限定范围，就会对反馈量进行修正，原则是优先保证相对减薄一侧的控制；除各机架窜辊值调节范围外，每块钢均设置反馈调节限幅，超过限幅值时则输出限幅值；在调试新规格时，则对限幅值进行人工调整。