一种五机架冷连轧机原料板启车方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种五机架冷连轧机原料板启车方法及系统。本发明专利技术包括：控制机架同时压下至原料板模式初始轧制力；控制轧机以穿带速度启车，自第一机架至第五机架依次完成由原料板模式初始轧制力至规程设定轧制力的转变，按照预设比例对相邻机架的速度进行分配，并在预设的时间段内基于各机架之间的张力对速度比进行修正，运行机架经过此段过渡长度后，进入自动化闭环控制运行。本发明专利技术综合考虑了原料板模式启车时轧机的速度、张力和压下系统的控制方式，根据不同规格产品的目标设定值不同，精确控制各机架压下系统原料板模式过渡过程。通过对原料板启车过程的高精度控制，可以大幅度提高板带头部厚度控制精度并提高生产效率。

A Start-up Method and System for Raw Material Plate of Five-stand Cold Continuous Rolling Mill

【技术实现步骤摘要】
一种五机架冷连轧机原料板启车方法及系统
本专利技术涉及轧制过程自动控制
，尤其涉及一种五机架冷连轧机原料板启车方法及系统。
技术介绍
在板带冷连轧过程中，一般通过轧机逐个机架压下的方式实现原料板的启车操作，这种启车方式过程繁琐，耗费时间长，影响轧机的生产效率。为了实现原料板的快速启车，出现了五机架同时压下启车的方法，根据轧机运行状态将各个参数逐渐切换到设定值，进而减少废品损失。但是由于现有技术中过渡过程采用的张力控制模式不同，严重影响了原料板启车过程的厚度控制精度、超差长度及过渡过程稳定性。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种五机架冷连轧机原料板启车方法及系统。本专利技术综合考虑五个机架同时压下后轧机速度、辊缝及张力的控制方法，完成原料板的启车过程，从而克服原料板启车困难的问题，以达到进一步提高生产效率减小带头超差长度的目的。本专利技术采用的技术手段如下：一种五机架冷连轧机原料板启车方法，包括如下步骤：控制五个机架同时压下至原料板模式初始轧制力，所述原料板模式初始轧制力为一与带钢原料宽度相关的预设值；控制轧机以穿带速度启车，自第一机架至第五机架依次完成由此机架的原料板模式初始轧制力至此机架的规程设定轧制力的转变，所述此机架的规程设定轧制力为预设值，具体地，按照预设比例对相邻机架的速度进行分配，并在预设的时间段内基于各机架之间的张力对速度比进行修正，运行机架经过此段过渡长度后，进入自动化闭环控制运行，运行机架原料板启车位置进入下一机架后，下一机架以此方法切换至其预设轧制力，直至各机架均完成自动化闭环控制运行，即完成原料板的启车。进一步地，所述控制五个机架同时压下至原料板模式初始轧制力前，还设有如下步骤：创建钢卷的PDI数据，所述PDI数据包括：钢种牌号、带钢来料厚度、带钢成品厚度和带钢宽度；以所述钢卷的PDI数据为准，过程自动化系统基于PDI数据计算各机架轧制规程，得到各冷连轧机的规程设定轧制力。进一步地，基于轧制规程计算各冷连轧机的规程设定轧制力后，还设有如下步骤：控制带钢在卷取机上缠绕，控制第一机架压下至闭合轧制力，轧机入出口建立张力，同时将二～五机架压下至闭合轧制力，所述闭合轧制力为预设值。进一步地，所述原料板模式初始轧制力具体计算方法为：F0＝cw式中，F0为原料板模式初始轧制力；c为常参数；w为带钢宽度。进一步地，所述按照预设比例对相邻机架的速度进行分配，具体为：以第三机架为中间机架，由秒流量相等原理根据相邻两个机架的前滑值与后一机架的入口实际厚度、出口设定厚度实时计算相邻机架速比，各机架速度按照如下速比分配：式中，ri(i+1)为第i架、i+1架轧辊线速度比；VRi为第i机架轧辊线速度；VR(i+1)为第i+1机架轧辊线速度；hi+1*为第i+1机架出口设定厚度；Hi+1为第i+1机架入口实际厚度；fsi、fs(i+1)为第i架、第i+1架前滑值。进一步地，在预设的时间段内基于各机架之间的张力对速度比进行修正，具体为：通过调节相邻机架速比修正量限幅值进行控制，以12机架间张力控制为例，首先计算张力上下限幅值：t12,max＝t12,ref·(1+α)t12,min＝t12,ref·(1-β)式中，t12,max为张力上限幅；t12,min为张力下限幅；α为比例系数，与第一、第二机架间带钢速度有关，取值范围0.4～0.6；β为比例系数，与1-2机架间带钢速度有关，取值范围0.1～0.3；相邻两个机架的速比修正量限幅值计算过程如下：Δr12,inf＝γ(t1,2-tmax)Δr12,sup＝γ(t1,2-tmin)式中，Δr12,inf为安全张力控制计算的速比修正下限值；Δr12,sup为安全张力控制计算的速比修正上限值。进一步地，原料板模式初始轧制力至规程设定轧制力的转变具体为：以第一、第二机架为例，原料板模式过渡过程中，第一机架处于轧制力闭环控制，由初始轧制力过渡到规程设定轧制力，过渡过程轧制力计算如下：为第一机架压下控制器接收的轧制力设定值，F1为第一机架实际轧制力，即原料板模式初始轧制力，F1*为第一机架规程设定轧制力，k1为过渡斜坡，计算方式如下：k1＝L1/L0,0≤k1≤1式中，L0为第一机架原料板模式过渡长度，m；L1为带钢运行长度，m；v1,2为第一、第二机架之间带钢运行速度，m/s，当带钢运行L0后，第一机架原料板模式过渡过程结束，压下控制方式由轧制力闭环切换至位置闭环控制方式；第二机架跟踪第一机架原料板模式的起始位置，当该位置到达第二机架时，第二机架开始原料板模式的过渡过程，具体跟踪方法为：在控制器中开辟存储区域，存储区域的大小M与相邻两机架之间的距离L1，2有关系，设定步长δ＝0.02m，则第二机架开辟的存储区大小为：式中，M2为第二机架用于存储第一机架过渡斜坡的存储区的大小，字节；L1，2为1-2机架之间轧辊中心线的距离，m；过渡移位寄存器的输入信号是第一机架计算的斜坡参数k1，输出是第二机架原料板模式要用到的斜坡参数k2，移位寄存器每个扫描周期移位的个数N2，计算方式如下：式中，T为程序扫描周期；当检测到过渡起始点到达第二机架时，进行第二机架原料板模式过渡为第二机架压下控制器接收的轧制力设定值，F2为第二机架实际轧制力，即原料板模式初始轧制力，F2*为第二机架规程设定轧制力，当k2＝1时，第二机架原料板模式过渡过程结束，压下控制方式由轧制力闭环切换至位置闭环控制方式。进一步地，本专利技术还公开了一种五机架冷连轧机原料板启车方法的操作系统，包括：输入单元，用于输入钢卷的PDI数据，所述PDI数据包括：钢种牌号、带钢来料厚度、带钢成品厚度和带钢宽度；数据处理单元，用于基于预设规则计算启车过程中涉及到的轧制力和控制参数；控制单元，用于通过所述轧制力和控制参数控制卷取机和机架的操作，完成原料板启车；监测单元，用于在上一机架完成原料板启车后，监测待启车机架位置，当上一机架原料板起车起始位置进入到待启车机架时，将启车信号发送至控制单元。进一步地，还包括：参数存储单元，用于存储运行机架在经过预设时间点时的过渡斜坡值，所述过渡斜坡值为带钢运行长度与原料板模式过渡长度的比值，通过记录此值完成启车较小轧制力平稳过渡到规程设定轧制力的渐变过程。本专利技术综合考虑了原料板模式启车时轧机的速度、张力和压下系统的控制方式，根据不同规格产品的目标设定值不同，精确控制各机架压下系统原料板模式过渡过程。本专利技术方法只需要在软件编程条件下就能方便的实现，且不需要成本上的投入，通过对原料板启车过程的高精度控制，可以大幅度提高板带头部厚度控制精度并提高生产效率，可以广泛推广到板带轧制厂中。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一种五机架冷连轧机原料板启车方法的流程图；图2为本专利技术实施例中轧机速度分配示意图；图3为本专利技术实施例中机架间张力控制示意图；具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五机架冷连轧机原料板启车方法，其特征在于，包括如下步骤：控制五个机架同时压下至原料板模式初始轧制力，所述原料板模式初始轧制力为一与带钢原料宽度相关的预设值；控制轧机以穿带速度启车，自第一机架至第五机架依次完成由此机架的原料板模式初始轧制力至此机架的规程设定轧制力的转变，所述此机架的规程设定轧制力为预设值，具体地，按照预设比例对相邻机架的速度进行分配，并在预设的时间段内基于各机架之间的张力对速度比进行修正，运行机架经过此段过渡长度后，进入自动化闭环控制运行，运行机架原料板启车位置进入下一机架后，下一机架以此方法切换至其预设轧制力，直至各机架均完成自动化闭环控制运行，即完成原料板的启车。

【技术特征摘要】
1.一种五机架冷连轧机原料板启车方法，其特征在于，包括如下步骤：控制五个机架同时压下至原料板模式初始轧制力，所述原料板模式初始轧制力为一与带钢原料宽度相关的预设值；控制轧机以穿带速度启车，自第一机架至第五机架依次完成由此机架的原料板模式初始轧制力至此机架的规程设定轧制力的转变，所述此机架的规程设定轧制力为预设值，具体地，按照预设比例对相邻机架的速度进行分配，并在预设的时间段内基于各机架之间的张力对速度比进行修正，运行机架经过此段过渡长度后，进入自动化闭环控制运行，运行机架原料板启车位置进入下一机架后，下一机架以此方法切换至其预设轧制力，直至各机架均完成自动化闭环控制运行，即完成原料板的启车。2.根据权利要求1所述的五机架冷连轧机原料板启车方法，其特征在于，所述控制五个机架同时压下至原料板模式初始轧制力前，还设有如下步骤：创建钢卷的PDI数据，所述PDI数据包括：钢种牌号、带钢来料厚度、带钢成品厚度和带钢宽度；以所述钢卷的PDI数据为准，过程自动化系统的处理单元基于PDI数据计算各机架轧制规程，得到各冷连轧机的规程设定轧制力。3.根据权利要求2所述的五机架冷连轧机原料板启车方法，其特征在于，基于轧制规程计算各冷连轧机的规程设定轧制力后，还设有如下步骤：控制带钢在卷取机上缠绕，控制第一机架压下至闭合轧制力，轧机入出口建立张力，同时将二～五机架压下至闭合轧制力，所述闭合轧制力为预设值。4.根据权利要求1所述的五机架冷连轧机原料板启车方法，其特征在于，所述原料板模式初始轧制力具体计算方法为：F0＝cw式中，F0为原料板模式初始轧制力；c为常参数；w为带钢宽度。5.根据权利要求1所述的五机架冷连轧机原料板启车方法，其特征在于，所述按照预设比例对相邻机架的速度进行分配，具体为：以第三机架为中间机架，由秒流量相等原理根据相邻两个机架的前滑值与后一机架的入口实际厚度、出口设定厚度实时计算相邻机架速比，各机架速度按照如下速比分配：式中，ri(i+1)为第i架、i+1架轧辊线速度比；VRi为第i机架轧辊线速度；VR(i+1)为第i+1机架轧辊线速度；hi+1*为第i+1机架出口设定厚度；Hi+1为第i+1机架入口实际厚度；fsi、fs(i+1)为第i架、第i+1架前滑值。6.根据权利要求1所述的五机架冷连轧机原料板启车方法，其特征在于，在预设的时间段内基于各机架之间的张力对速度比进行修正，具体为：通过调节相邻机架速比修正量限幅值进行控制，以第一、第二机架间张力控制为例，首先计算张力上下限幅值：t12,max＝t12,ref·(1+α)t12,min＝t12,ref·(1-β)式中，t12,max为张力上限幅；t12,min为张力下限幅；α为比例系数，与第一、第二机架间带钢速度有关，取值范围0.4～0.6；β为比例系数，与1-2机架间带钢速度有关，取值范围0.1～0.3；相邻两个机架的速比修正量限幅值计算过程如下：Δr12,inf＝γ(t1,2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，李旭，陈树宗，梅瑞斌，高秋志，胡云建，彭文，孙杰，张殿华，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21