[发明专利]一种冷轧厚度自动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及板带冷轧技术，特别涉及一种冷轧厚度自动控制方法。

背景技术

厚度是冷轧带钢最重要的质量指标之一。冷轧带钢的厚度直接影响到 汽车、家电、仪表、食品包装等下游行业的收得率和生产成本，而且对冲 压加工时材料的断裂、模具的损失及加工部件的强度也有严重影响。因此， 在冷轧生产中采用厚度自动控制技术，从而提高带钢厚度精度。

冷轧厚度自动控制原理为：首先，根据测量到的厚度实际值信号得到 厚度偏差，然后，厚度偏差乘以增益系数，得到冷轧轧机压下机构调整量， 最后，压下机构动作，从而达到消除厚度偏差的目的。其中，厚度自动控 制的增益系数决定了冷轧轧机压下机构消除厚度偏差的动态效果。

现有的冷轧厚度自动控制方法采用在线试验的方法或者保守原则将 厚度自动控制的增益系数设置为某一常数。该增益系数的设定可以保证轧 制过程的稳定性，但是不能获得最佳的边缘降控制效果。由于上述原因， 本发明给出了一种冷轧厚度自动控制方法。针对在冷轧厚度自动控制过程 中既要保证轧制过程的稳定性又要保证整个钢卷长度方向上成品带钢厚 度精度，提出了一种按照稳定性指标在线优化厚度自动控制增益系数的方 法。

现有的冷轧厚度自动控制方法：

1.将测量到的厚度实际值信号减去厚度目标值，得到厚度偏差；

2.将厚度偏差乘以厚控增益系数，该增益系数为常数，从而得到冷轧 轧机压下设备的调整量；

3.将压下调整量输出到轧机控制单元，改变冷轧轧机出口带钢厚度大 小。

现有冷轧轧机厚度自动控制方法的具体计算流程如图1所示。

厚度自动控制调试工程师根据经验或者采用试验的方法整定出厚度 控制增益系数，增益系数的整定优先保证冷轧机在轧制过程中的稳定性， 不会引起带钢跑偏、断带，但是，容易造成厚度自动控制的动态效果欠佳， 从而降低整个钢卷长度方向上成品带钢的厚度精度。因此，厚度自动控制 的关键在于如何整定系统的增益系数，使之既满足轧制稳定性的要求，又 能达到理想的动态控制效果，从而提高整个钢卷长度方向上成品带钢的厚 度精度。

发明内容

本发明的目的在于提出一种冷轧厚度自动控制方法，确保整个钢卷长 度方向上成品带钢厚度的一致性，对提高带钢成材率以及保证轧制过程的 稳定性和可靠性具有积极意义。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明按照稳定性指标在线优化厚度自动控制增益系数的方法，将增 益系数设为与稳定性指标成正比。稳定性指标设定为一定取值范围，该取 值范围能够保证冷轧机轧制稳定。其中，稳定性指标数值越大，系统的稳 定性越差，但是，厚度控制的动态响应越快。当厚度偏差过大或者厚度偏 差有增加趋势，增大稳定性指标数值，从而能够做到快速消除厚度偏差； 当厚度偏差较低或者厚度偏差有降低趋势，降低稳定性指标数值，从而将 厚度偏差稳定地控制在允许范围内。采用本发明的自动控制方法，既保证 冷轧轧机轧制稳定，又提高了带钢的厚度精度。本发明的方法与现有方法 的区别主要在于本发明中的增益系数随着厚度偏差的变化进行在线优化， 而现有方法中的增益系数是常数，与厚度偏差无关。

针对冷轧轧机厚度自动控制增益系数的整定欠佳，本发明提出了基于 稳定性指标的冷轧轧机厚度自动控制方法。

本发明的一种冷轧厚度自动控制方法，其包括如下步骤：

(1)获取带钢的厚度偏差信号

对实测的厚度数据进行滑动平均处理，得到平滑的实测厚度信号，该 实测厚度信号为带钢中心位置的厚度值；用实测厚度信号减去目标厚度， 得到厚度偏差信号，单位，mm。

(2)计算厚度控制的增益系数

厚控增益系数k由下式计算得到

k＝k₀λ(h)(1)

上式中，k₀－厚控基本增益系数；

λ()－厚控稳定性指标，取值范围[λ_minλ_max]；

h－厚度偏差大小，单位，mm；

稳定性指标反映厚控自动控制系统的稳定性，数值越大系统越不稳 定。

其中，参数λ_min，λ_max按照自动控制原理基于以下原则进行确定：