[發(fā)明專利]張減機(jī)壁厚前饋結(jié)合反饋控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610028522.8
• 申請日: 2006-06-30
• 公開（公告）號: CN101097439A
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王超峰;劉山;薛建國
• 申請（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司;浙江大學(xué)
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 鄭明輝

1.一種張減機(jī)壁厚前饋結(jié)合反饋控制方法，其包含以下步驟：

步驟1、讀取待軋鋼管的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，由張減軋制表中讀出待軋鋼管的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)管坯重量B_d、標(biāo)準(zhǔn)連軋管長度L_d、標(biāo)準(zhǔn)連軋管外徑D₀^d、標(biāo)準(zhǔn)連軋管壁厚S₀^d、標(biāo)準(zhǔn)成品管外徑D_N^d、標(biāo)準(zhǔn)成品管壁厚S_N^d、張減機(jī)入口機(jī)架工作直徑φ₀^d、張減機(jī)出口機(jī)架工作直徑φ_N^d、張減機(jī)入口機(jī)架速度v₀^d、標(biāo)準(zhǔn)張減機(jī)出口機(jī)架速度v_N^d、作用機(jī)架為m架時 v N d = v m d ; ]]>

步驟2、讀取在線測得鋼管的相關(guān)實(shí)際工藝參數(shù)數(shù)據(jù)，在線實(shí)際測得管坯重量B、連軋管長度L、在線測厚儀測量的壁厚實(shí)測值S_N^k，各機(jī)架電機(jī)電流實(shí)測值和鋼管頭尾到達(dá)各機(jī)架的時間，各機(jī)架的入口機(jī)架速度v₀^k、出口機(jī)架速度v_N^k；

并設(shè)置實(shí)際的連軋管外徑D₀^k與理想連軋管外徑D₀^d一致，即 D 0 d = D 0 k ; ]]>

步驟3、根據(jù)公式： S 0 k = D d - D d 2 - 4 C 2 , ]]>計算當(dāng)前連軋管實(shí)際壁厚S₀^k，其中： D d = D 0 d = D 0 k , ]]> C = ( D 0 d - S 0 d ) S 0 d L d B LB d ; ]]>

步驟4、由體積不變規(guī)律，在穩(wěn)定軋制狀態(tài)下，對于理想數(shù)值和實(shí)際測得的數(shù)值有：

( D 0 d - S 0 d ) S 0 d φ 0 d v 0 d = ( D N d - S N d ) S N d φ N d v N d - - - ( 1 ) ]]>

( D 0 k - S 0 k ) S 0 k φ 0 k v 0 k = ( D N k - S N k ) S N k φ N k v N k - - - ( 2 ) ]]>

( D 0 k + 1 - S 0 k + 1 ) S 0 k + 1 φ 0 k + 1 v 0 k + 1 = ( D N k + 1 - S N k + 1 ) S N k + 1 φ N k + 1 v N k + 1 - - - ( 3 ) ]]>

轉(zhuǎn)速調(diào)整后，軋輥工作直徑的變化不大，可得到：

φ 0 d ≈ φ 0 k ≈ φ 0 k + 1 - - - ( 4 ) ]]>

φ N d ≈ φ N k ≈ φ N k + 1 - - - ( 5 ) ]]>

鋼管的外徑由軋機(jī)軋輥的孔型決定，可得到：

D 0 d ≈ D 0 k ≈ D 0 k + 1 - - - ( 6 ) ]]>

D N d ≈ D N k ≈ D N k + 1 - - - ( 7 ) ]]>

根據(jù)公式(1)、(2)、(3)結(jié)合(4)、(5)、(6)、(7)，以及保證成品鋼管的壁厚S_N^k+1與目標(biāo)壁厚S_N^d一致，即 S N k + 1 = S N d , ]]>得到前饋結(jié)合反饋壁厚自適應(yīng)控制的入口機(jī)架軋輥轉(zhuǎn)速：

v 0 k + 1 = ( D 0 d - S 0 k ) S 0 k ( D 0 d - S 0 k + 1 ) S 0 k + 1 ( D N d - S N d ) S N d ( D N d - S N k ) S N k v 0 k - - - ( 8 ) ]]>

在壁厚前饋結(jié)合反饋?zhàn)赃m應(yīng)控制時，為了保證生產(chǎn)節(jié)奏，保持出口軋輥的轉(zhuǎn)速不變，即 v N d = v N k ; ]]>另外，后面的精整機(jī)架主要參與鋼管的整形，可保持它們的軋輥轉(zhuǎn)速不變，而僅讓張力升起機(jī)架和工作機(jī)架參與調(diào)速；假如讓m-1個機(jī)架參與調(diào)速，即第m個機(jī)架的轉(zhuǎn)速固定， v m k = v m d ; ]]>按照線性擴(kuò)展形式可以得到各參與調(diào)速的機(jī)架軋輥速度：

v i k + 1 = v i k + ( v m d - v i d ) ( v m d - v 0 d ) ( ( D 0 d - S 0 k ) S 0 k ( D 0 d - S 0 k + 1 ) S 0 k + 1 ( D N d - S N d ) S N d ( D N d - S N k ) S N k - 1 ) v 0 k - - - ( 9 ) ]]>

式中，v_i^k+1表示作用于下一根鋼管的第i架機(jī)架的軋輥速度，i＝1，2...m-1，

v_i^d、v_m^d、v₀^d、D₀^d、D_N^d、S_N^d都是軋制表初始設(shè)定的值，

S₀^k、S₀^k+1表示當(dāng)前根連軋壁厚和下一根要軋制鋼管的連軋壁厚，

S_N^k根據(jù)張減機(jī)后測厚儀實(shí)際測出來的當(dāng)前根鋼管的成品管壁厚，

v_i^k、v₀^ky表示當(dāng)前軋制時用的張減機(jī)第i架和入口機(jī)架的軋輥速度；

步驟5，在上位機(jī)上對張減機(jī)的算法進(jìn)行運(yùn)算和控制，上位機(jī)將信號傳遞給PLC，由PLC按設(shè)定的參數(shù)控制電機(jī)和軋輥轉(zhuǎn)速；

步驟6，張減機(jī)按照設(shè)定的軋輥轉(zhuǎn)速進(jìn)行軋制，上位機(jī)中的實(shí)績收集模塊實(shí)時收集鋼管軋制的軋輥轉(zhuǎn)速的實(shí)際值v₀^k、v_i^k等參數(shù)并記錄下來。