一種消除雙機架鋁冷連軋機組負荷漂移的控制方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及冶金機械、自動化及冷連軋軋制技術，具體指一種消除雙機架鋁冷連 軋機組負荷漂移的控制方法。
【背景技術】：
[0002] 冷軋是變形鋁合金帶材生產的最后一道工序，也是影響鋁合金帶材產品性能、表 面質量、尺寸精度控制的關鍵工序，因此，冷軋工序的質量控制將直接影響產品的使用效 果。
[0003] 冷連軋過程是軋件在軋機中連續變形的過程，也是一個能量不斷交換的過程。在 軋制過程中，乳件在軋制變形區內發生塑性變形熱，同時軋件與軋輥之間由于相對滑動產 生摩擦熱，這些熱量一部分從軋制區傳入軋輥，使軋輥溫度升高，產生熱膨脹現象。軋輥的 熱行為按照特性可分為穩態熱行為和動態熱行為。穩態熱行為指溫度達到熱交換平衡后的 軋輥熱行為，表現為輥徑相對不變。動態熱行為指從一個熱平衡狀態向另外一個熱平衡狀 態轉化的軋輥熱行為，表現為輥徑變化明顯，如附圖3所示。
[0004] 對于雙機架鋁冷連軋機組來講，穿帶過程會占用很長時間，即：上一道次軋制完成 之后，要進行下一道次軋制，需要等待較長的穿帶時間，這樣，從剛開始軋制到穩態軋制之 后，乳輥溫度會產生明顯變化，即每一道次軋制，乳輥都會出現動態熱行為。在自動軋制模 式下，厚度控制和板形控制都是通過控制系統自動完成的，Sl機架出口一般都不配備測厚 儀，在Sl機架AGC油缸未動作（SI機架設定輥縫設定值不變）的情況下，乳輥的熱膨脹導 致其實際輥徑變大，Sl機架作用于鋁帶的實際輥縫變小，乳制壓力變大，Sl機架出口帶材 厚度變薄。但是，對于S2機架來說，其來料厚度變薄，在S2機架厚度控制的作用下，其輥縫 設定值會逐漸變大，乳制壓力逐漸變小。這樣，機組負荷隨著軋制的進行就產生了負荷漂移 現象，即Sl機架負荷逐漸變大，S2機架負荷逐漸變小。對于厚規格帶材軋制來講，乳輥熱膨 脹量遠小于帶材厚度，該情況下并不影響生產線的穩定運行，但是對于薄規格帶材軋制來 講，乳輥熱膨脹帶來的負荷漂移往往會導致斷帶事故，極大的影響了生產線的運行穩定性， 降低了產品成材率和質量，圖2為雙機架鋁冷連軋機組的常規配置。
【發明內容】
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[0005] 為了解決上述問題，本發明目的是提供一種消除雙機架鋁冷連軋機組負荷漂移的 控制方法，通過在線計算Sl機架出口帶材厚度差特征值，從而計算出Sl機架輥縫調整量補 償到Sl機架輥縫，消除軋輥熱膨脹導致的雙機架鋁冷連軋機組負荷漂移問題，控制策略框 圖如圖1所示。
[0006] 為實現上述發明采用如下技術方案：一種消除雙機架鋁冷連軋機組負荷漂移的控 制方法，具體步驟如下：
[0007] 步驟1 :計算雙機架鋁冷連軋機組S2機架達到某設定速度V2s (即鎖定速度）之后 的3秒內Sl機架出口帶材厚度平均值，作為初始時刻Sl機架出口帶材厚度鎖定值：
[0008]
【主權項】
1. 一種雙機架鋁冷連軋機組負荷分配平衡控制的方法，其特征在于：具體包括以下步 驟： 步驟1)鎖定S2機架達到某設定速度（即鎖定速度）V2s時的軋制參數：以S2機架達 到某設定速度V2s之后的3秒內傳感器所檢測的Sl機架入口帶材線速度V ;、入口帶材厚度 h;以及Sl機架軋輥線速度的平均值作為V、IV、V1'的鎖定值； 步驟2)在線計算機架間厚度比值：以軋機計算機控制系統實時檢測的Sl機架入口帶 材線速度v〇、入口帶材厚度Iv Sl機架乳棍線速度V1與三個鎖定值V d'、IV、V1'計算機架 間厚度比值，通過公式（1)如下：
其中，式中v〇'為當S2機架達到鎖定速度V2s后Sl機架入口帶材線速度3秒內平均值， IV為當S2機架達到鎖定速度V2s后Sl機架入口帶材厚度3秒內平均值，V i'為當S2機架 達到鎖定速度V2s后Sl機架軋輥線速度3秒內平均值，f /為當S2機架達到鎖定速度V2s 后Sl機架前滑值3秒內平均值，Ii1'為當S2機架達到鎖定速度V2s后Sl出口帶材厚度鎖定 值，v〇為當S2機架達到鎖定速度V 2S并鎖定Sl機架出口帶材厚度h /之后任意時刻Sl機 架入口帶材線速度，Iitl為當S2機架達到鎖定速度V 2S并鎖定Sl機架出口帶材厚度h i'之后 任意時刻Sl機架入口測厚儀測量的帶材厚度，V1為當S2機架達到鎖定速度V 2S并鎖定Sl 機架出口帶材厚度h/之后任意時刻Sl機架軋輥線速度，為當S2機架達到鎖定速度V 2S 并鎖定SI機架出口帶材厚度h/之后任意時刻SI機架前滑值，Ii1為當S2機架達到鎖定速 度V2s并鎖定Sl機架出口帶材厚度h /之后任意時刻Sl機架出口帶材厚度瞬時值。 步驟3)根據以下公式計算Sl機架出口帶材厚度差特征值Ah，公式如下： Ah = I-W (2) 其中，h/為當S2機架達到鎖定速度V2s后Sl出口帶材厚度鎖定值，h i為當S2機架達 到鎖定速度V2s并鎖定Sl機架出口帶材厚度h /之后任意時刻Sl機架出口帶材厚度瞬時 值； Sl機架出口帶材厚度差特征值Λ h值的大小和方向則表明在機組穩定軋制之后Sl機 架出口帶材厚度的變化大小和方向：Ah值大于0,表明Sl機架出口帶材厚度變薄，Ah值 小于0,表明Sl機架出口帶材厚度變厚，Ah值等于0,表明Sl機架出口帶材厚度未發生變 化； 步驟4)將步驟3)得到的帶材厚度差特征值Ah做濾波處理； 步驟5)將經過步驟4處理后的帶材厚度差特征值Ah，根據以下條件進行判斷； 當Λ h在-0. 03-0. 03之間時，Sl機架的輥縫設定值不做調整，返回步驟1，程序結束； 當Λ h〈-0. 03時，根據輥縫調節量△ S1 (k)減小Sl機架的輥縫設定值； 當0. 03〈 △ h時，根據輥縫調節量△ S1 (k)增大Sl機架的輥縫設定值； 步驟6)確定Sl機架的輥縫調節量AS1GO后，補償到Sl輥縫原設定值上，即可消除 機組負荷漂移的問題并達到負荷自保持的目的。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5中，所述輥縫調節量Λ S i (k) 采用的控制算法通過以下公式求出：
其中，式中AS1GO為第k個計算周期SI輥縫的調節量；Ah(k)為第k個計算周期得 到的帶材厚度差特征值，k為正整數；Ah (i)為第i個計算周期得到的帶材厚度差特征值， i為正整數；Kp J1為閉環調節系數，0· 03彡Kp彡0· 12,15彡K1S 90。
3.根據權利要求1和2所述的方法，其特征在于，所述步驟5中，如果Ah的值不 在-0. 03-0. 03之間時，還包括如下步驟：計算此時刻的加速度Λ a，公式如下： Δ a = V2s (k) "V25(^1) (4) 其中，式中V2sk為第k個計算周期時S2機架的設定速度；V 為第k-1個計算周期 時S2機架的設定速度。 當Δ a = 0時，則根據棍縫調節量Δ S1 (k)增大或減小Sl機架的棍縫設定值。 當Aa辛0時，Sl機架的輥縫設定值不做調整，返回步驟1。
【專利摘要】本發明涉及一種雙機架鋁冷連軋機組負荷分配平衡控制的方法，具體指在不使用機架間測厚儀和測速儀的雙機架鋁冷連軋機組上，通過一種算法達到防止兩個機架負荷漂移的目的。軋制過程中軋輥存在的熱膨脹使雙機架鋁冷連軋機組軋制負荷產生漂移現象，本發明在秒流量相等的原理基礎上進行了改進，能夠在線計算出機架間帶材厚度差特征值，然后對S1機架輥縫進行補償，消除S1機架軋輥熱膨脹對其出口帶材厚度的影響，從而使系統具有消除軋制負荷漂移和軋制負荷自保持的能力。
【IPC分類】B21B37-00
【公開號】CN104646431
【申請號】CN201510097347
【發明人】孫文權, 任曉懷, 邵健, 何安瑞
【申請人】北京科技大學
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月5日