一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统技术方案

本发明专利技术涉及一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统，利用精轧前机架调整粗轧来料的中后部料形，减轻后机架轧制的调整负担；中间机架修正带钢尾部形状，保证末机架的平稳轧制；轧机按照本机架的轧制力偏差变化自动调整本机架的辊缝水平值，控制带钢尾部跑偏，减少带钢的运行故障，提高带钢轧制过程的稳定性。优点是：实现了热轧带钢轧制过程中的轧机辊缝水平量的动态控制，有效的提高了轧制稳定性抑制了甩尾事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统
本专利技术属于精轧机控制领域，尤其涉及一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统。
技术介绍
热轧精轧机的辊缝水平量一直是人为根据轧制中带钢的横向走向状态去手动调整，以保证带钢的平稳轧出。但这种方法不仅会导致操作人员劳动强度大，操作时精神高度紧张，而且多机架无法同时视顾，效率低下，导致卡钢、甩尾事故频发。根据带钢轧制时不稳定的状态变化，都会对应着轧制力偏差的变化。带钢横向跑偏越多，轧制力偏差变化越大。最为典型的是甩尾事故，通过长期的数据分析发现，每当甩尾事故发生前的几秒钟，轧机的轧制力偏差都会有很大的变化，而且轧制力偏差向哪一侧增加，也就意味着带钢偏向于哪一侧。观察数据发现这时如果操作人员发现带钢跑偏，立即进行手动辊缝水平干预，也是去压轧制力增加的一侧。但是毕竟是由人来操作，由于轧制速度较快，机架较多，操作人员无法视顾到所有的机架。如果有一种功能在带钢尾部轧制力偏差变大时，能够正确的及时自动动态调整水平量，那么就会大大的降低甩尾的发生率，即使不甩尾也会大大改善带钢尾部的跑偏量，同时也大大提高了轧机系统在带钢尾部的适应能力。最初以为根据轧机的轧制力偏差变化趋势来进行辊缝水平量的控制不会很困难，但经过深入研究后才发现，轧制力偏差变化趋势是一个极难判断的动态过程趋势数据。这个数据趋势本身被极多的因素干扰着，如电气杂波干扰、轧制机械振动干扰、轧辊偏心干扰、轧机加减速干扰，带钢水印变化干扰等等，一般对于这些干扰直接解决的办法是采用信号滤波方式来控制，但经过无数次的实验，以上提到的各种干扰因素其干扰频率与振幅差异太大，直接使用滤波方式来进行控制会大大延迟真实的轧制力偏差趋势，失去了自动辊缝水平控制的快速性要求，使用这样处理后的信号来进行趋势判断与控制，是毫无意义的，甚至会起到相反的作用，给轧制带来巨大的危害。由于无法很好的排除这些干扰，真实的轧制力偏差变化趋势也就无法进行准确的判断，更谈不上控制。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统，根据带钢实际轧制时的状态变化，多机架同时实时调整轧机辊缝水平量，有效替代人为手动操作，提高操作效率，减轻操作人员的劳动强度，降低生产事故，最终提高生产效率与产品质量。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统，利用精轧前机架调整粗轧来料的中后部料形，减轻后机架轧制的调整负担；中间机架修正带钢尾部形状，保证末机架的平稳轧制；轧机按照本机架的轧制力偏差变化自动调整本机架的辊缝水平值，控制带钢尾部跑偏，减少带钢的运行故障，提高带钢轧制过程的稳定性。包括画面操作回路、时序控制回路、控制连锁回路、高频滤波回路、调整极性判断回路、零趋势判断回路、动态死区宽度测量回路、动态死区上下限位置计算回路、输出累加回路、顶层数学模型；画面操作回路：提供一个操作画面，供操作人员进行功能选择；F1～F7机架的自动调平TEBHON尾部投入功能，自动调平TEBHMIDON中间投入功能；时序控制回路：使TEBH尾部直线保持功能按照下面所述逻辑顺序自动投入与断开，当Fn机架的TEBHON尾部投入功能及TEBHMIDON中间投入功能被选择时，先是在精轧机穿带结束延时后投入TEBHMIDON中间投入功能，TEBHMIDON中间投入功能开始调节，按照轧制力偏差变化的情况自动调整本机架的辊缝水平值，保证稳定轧制修正带钢的料形；当相应机架TEBHON尾部投入功能投入时，自动切换本机架的TEBH尾部直线保持功能，使相应机架TEBHON尾部投入功能投入，也是按照轧制力偏差变化的情况来自动调整轧机的水平值，调整量相对较大，防止甩尾的发生；直到本机架抛钢时TEBH功能被程序自动切掉；操作人员对辊缝进行手动干预时，TEBH尾部直线保持功能被程序自动切掉，输出保持，手动干预结束后辊缝自动调平功能再重新投入；控制连锁回路：①轧制力偏差大于300吨或压头故障，TEBH功能不投入，防止压头故障造成本系统误动作；②AGC自动厚度控制系统的双侧液压缸油柱偏差大于2.8mm，TEBH尾部直线保持功能不投入，防止AGC自动厚度控制系统由于双侧液压缸油柱偏差过大而出现锁定保护；③精轧出口带钢楔形值超限，TEBH尾部直线保持功能不投入，防止质量事故；高频滤波回路：将轧制力偏差信号中所包含的电气杂波干扰和轧机振动所产生的信号波动滤除，保证稳定工作；调整极性判断回路：判断TEBH尾部直线保持功能的调整方向是否正确，防止TEBH尾部直线保持功能误动作；零趋势判断回路：判断轧制力偏差信号的拐点，防止TEBH尾部直线保持功能过动作；在固定的单位时间内，利用前一振荡周期的轧制力偏差值与后一振荡周期的轧制力偏差值的差来判断轧制力偏差值的趋势；轧制力偏差的变化很小或无变化时，将停止输出辊缝水平调节信号；如果轧制力偏差的变化再次剧烈，将恢复输出辊缝水平调节信号；动态死区宽度测量回路：根据每一块钢的实际情况，测量出本系统控制所需的动态死区宽度；测量原理是在轧机咬钢5秒后开始测量，测量时长为3秒到7秒，这需要根据轧机线速度来进行计算，目的是让测量时段内包含所有的常规性扰动，保证死区宽度取值的准确性；指定的时间段内，测量出轧制力偏差信号的最大值与最小值，两个值相减之后便定义为本块带钢TEBH尾部直线保持功能控制所需的死区的宽度，之后加上固定的控制裕量输出，用于本系统控制；动态死区上下限位置计算回路：在一块带钢的轧制过程中，头部最初的一段为不稳定区，在这段区域中不作任何的计算与控制，不稳定区过后开始对动态死区的宽度进行测量，并对本块带钢动态死区最初的上限位置和下限位置进行定位；当测量结果出来后在动态死区宽度的基础上再叠加一个控制裕量，作为本系统实际控制所使用的死区宽度；测量时段过后就进入实际控制阶段；输出累加回路：当各种调节条件都满足时，给累加器一个累加或累减指令，累加器按照预设的固定速率输出辊缝水平的基础调整值，将每一次调节的量会被累加在一起，成为本块带钢钢辊缝自动调平功能的一个总的基础输出，作为辊缝水平自动控制的给定值，该输出在本块带钢轧制结束后被清零，使实际的辊缝水平量恢复到操作人员预设的值；顶层数学模型：根据带钢的厚度、宽度、轧制力高低、轧制速度给出调平输出速度的比率，修正累加器的基础输出值，保证本系统精确控制。双动态死区是变量死区在实际控制过程中，死区宽度动态可变和死区上下限动态可变：死区宽度动态可变：由于轧制力偏差信号包含着众多的干扰，而且不允许采用大幅度的滤波手段，轧制力偏差信号的上沿和下沿之间就是死区宽度，根据轧制品种与规格的不同，轧制力偏差信号的上沿和下沿之间的宽度会有较大的差异，因此死区的宽度是可变的；死区上下限动态可变：随着轧制力偏差大趋势的变化，死区的上下限必须跟随变化；当实际轧制力偏差信号触及上沿且超出一定量的时候，辊缝水平就需要调整，本次调整结束时，新的死区上限随之产生，同时下限按照死区固定宽度跟随上升；当实际轧制力偏差信号触及下沿且超出一定量的时候，辊缝水平就需要向相反的方向调整，同样调整结束后新的死区下限也随之产生，上限按照死区固定宽度随之下降；所述的变量死区是输出变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统，其特征在于，利用精轧前机架调整粗轧来料的中后部料形，减轻后机架轧制的调整负担；中间机架修正带钢尾部形状，保证末机架的平稳轧制；轧机按照本机架的轧制力偏差变化自动调整本机架的辊缝水平值，控制带钢尾部跑偏，减少带钢的运行故障，提高带钢轧制过程的稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统，其特征在于，利用精轧前机架调整粗轧来料的中后部料形，减轻后机架轧制的调整负担；中间机架修正带钢尾部形状，保证末机架的平稳轧制；轧机按照本机架的轧制力偏差变化自动调整本机架的辊缝水平值，控制带钢尾部跑偏，减少带钢的运行故障，提高带钢轧制过程的稳定性。2.根据权利要求1所述的一种双动态死区控制方式的精轧机辊缝水平自动调整系统，其特征在于，包括画面操作回路、时序控制回路、控制连锁回路、高频滤波回路、调整极性判断回路、零趋势判断回路、动态死区宽度测量回路、动态死区上下限位置计算回路、输出累加回路、顶层数学模型；画面操作回路：提供一个操作画面，供操作人员进行功能选择；F1～F7机架的自动调平TEBHON尾部投入功能，自动调平TEBHMIDON中间投入功能；时序控制回路：使TEBH尾部直线保持功能按照下面所述逻辑顺序自动投入与断开，当Fn机架的TEBHON尾部投入功能及TEBHMIDON中间投入功能被选择时，先是在精轧机穿带结束延时后投入TEBHMIDON中间投入功能，TEBHMIDON中间投入功能开始调节，按照轧制力偏差变化的情况自动调整本机架的辊缝水平值，保证稳定轧制修正带钢的料形；当相应机架TEBHON尾部投入功能投入时，自动切换本机架的TEBH尾部直线保持功能，使相应机架TEBHON尾部投入功能投入，也是按照轧制力偏差变化的情况来自动调整轧机的水平值，调整量相对较大，防止甩尾的发生；直到本机架抛钢时TEBH功能被程序自动切掉；操作人员对辊缝进行手动干预时，TEBH尾部直线保持功能被程序自动切掉，输出保持，手动干预结束后辊缝自动调平功能再重新投入；控制连锁回路：①轧制力偏差大于300吨或压头故障，TEBH功能不投入，防止压头故障造成本系统误动作；②AGC自动厚度控制系统的双侧液压缸油柱偏差大于2.8mm，TEBH尾部直线保持功能不投入，防止AGC自动厚度控制系统由于双侧液压缸油柱偏差过大而出现锁定保护；③精轧出口带钢楔形值超限，TEBH尾部直线保持功能不投入，防止质量事故；高频滤波回路：将轧制力偏差信号中所包含的电气杂波干扰和轧机振动所产生的信号波动滤除，保证稳定工作；调整极性判断回路：判断TEBH尾部直线保持功能的调整方向是否正确，防止TEBH尾部直线保持功能误动作；零趋势判断回路：判断轧制力偏差信号的拐点，防止TEBH尾部直线保持功能过动作；在固定的单位时间内，利用前一振荡周期的轧制力偏差值与后一振荡周期的轧制力偏差值的差来判断轧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王葛，陈百红，王文杰，郝利国，杨东，徐鹏，宛春辉，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21