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中厚板轧机二级模型PSC模块的功能设计(六)

—— The design of the L2 PSC model control in heavy plate mill

2017/1/19    来源:e-works    作者:岳临萍      
关键字:TM策略  零点修正  
本文着重介绍了中厚板轧机二级控制系统中道次计算模块的功能和组成,对道次计算、预计算以及代码的设计方案进行了分析和说明。
    前言
 
    在上篇己经介绍预计算和再计算的主要功能以及板形控制策略的实现、PSC模型的自学习和继承性的功能以及相关的这些模型温度模型、轧制力模型以及高线优化模型等的功能进行了解释说明,本篇主要介绍厚度偏差的零点修正和TM策略的设计思路和实现。
 
    1、TM模型控制策略
 
    TM模型控制可以对TM轧制模式的道次计算时产生温度控制的命令,主要有以下四种代码控制形式:
 
中厚板轧机二级模型PSC模块的功能设计(六)
 
    通过上表可以看出,每个代码都有自己的温度控制命令,非TM钢板的轧制会快一些。最常用到的是热机轧制是TM4模式,定义了开轧温度和终轧温度。然而TM3会产生较多的计算时间,要达到最终温度需要循环重复计算整个道次轧制表。
 
    1.1 TM 2 和TM 4决定了钢板的开轧温度冷却 
    
    TM2模式时开轧温度是指定的。钢坯的冷却温度在道次轧制表计算之前需要达到 这个确定的温度,模型会计算出合适的开轧温度,这对道次轧制表的计算来讲没有多么复杂。
 
    1.2 TM 3 决定了钢板的终轧温度冷却
    
    为了TM3模式轧制,初始的道次计算必须要达到终轧温度。因为在开轧温度和终轧温度之间的关联不是线性的,通常重复3次迭代法来计算达到终轧温度要求的偏差值。这就明显增加了计算时间,为了减少这个计算时间,在初始计算时要确定可靠的测量,执行普通的道次计算:⑴不考虑PVPC模式;⑵轧辊热凸度模型预计算和磨损状态不考虑;
 
    1.3 TM1和TM4模式决定了钢板最终冷却温度
    
    TM1和TM4模式轧制期间钢板的冷却对达到最终要求的终轧温度起到决定性的作用。下一个序列重新开始的温度必须在可接受的温度范围之内,它的重要性仅次于达到终轧温度。
    
    根据基础数据,不同厚度的钢板定义不同的冷却范围。通常会设置一个目标值,或者是范围内的其它值,在每个序列之前或之后会根据不同的压下量来调整。
    
    开轧温度和终轧温度的关联不是线性的,在实际中道次能够从一个迭代到下一个迭代进行变化,迭代程序计算中避免道次数固定在较多的数量上,如果第一次迭代计算需要冷却后4个道次,那么将来的所有迭代计算都至少需要4个道次。如果一个最近的迭代计算需要6个道次,那么在暂停后所有将来的迭代都会需要6个道次,这将解决线性化问题和速度的一致性问题。
    
    迭代计算会在最终温度接近目标值时停止,或者迭代计算己经达到了迭代的最大数值时停止。
    
    这个过程只能发生在钢板冷却时间足够长的时候,并且随时应用新的冷却计算。一旦冷却结束并且开始进行末道次的轧制时,只能在下一张钢板应用离线的轧制策略了。
 
    1.4 TM1和TM4模式完成了最终的温度控制
    
    上一张钢板如何进行冷却到接近目标值的终轧温度在系统中进行了详细的记录,在序列计算时会尽量减小计算误差,温度控制主要有三种程序的执行:⑴增加额外道次;⑵消除道次除鳞;⑶多种道次速度。
    
    第一种选择在温度接近目标值时是不会发生的,它只发生在温度太高并且道次速度还可能降低的情况下。这时整个序列会进行一个新的预计算,计算出要求的最少的道次数。
 
    如果温度太低,可能会从最后一个除鳞道次时去掉除鳞操作。这是当除鳞排列明确指定时才能去除的操作,通常不会发生这种情况,因此这个策略不经常使用。
 
    轧制策略主要用于多种的道次速度:快能增加温度,慢能减少温度。这个效果很明显而且道次还不增加,能够迅速反应。
 
    2.厚度偏差的零点修正
 
    2.1 厚度误差的主要来源
    
    零点修正在轧制之后执行,是确定厚度精度的十分重要的工具。理想状态时压下丝杠的计算值很好,并且AGC绝对值可以将轧制力误差进行补偿。然而实际上还会有一些因素影响着厚度的准确性:
    
    首先,压下丝杠本身的计算和AGC的关联参数存在一些误差。这个误差的大小取决于当前钢板的宽度、厚度和温度。即使是进行离线的优化计算也会存在一些误差。
    
    第二点是误差的主要来源是轧辊的热状态计算。是根据模型来计算的,这个模型只是偶尔的优化。大多数情况下模型的误差比较大,如果不进行补偿,这个误差会一直保留并带到厚度的结果中。
    
    最后一个主要原因是轧辊的辊耗计算,从实际的辊耗中会出现一个漂移。
 
    2.2 厚度偏差的修正
    
    为了统计这些影响量,会在轧制完成后对钢板测量的厚度与中间道次计算的厚度进行比较,这个不同就需要进行零点修正。当然在进行零点修正时要十分谨慎,避免设备反应过度。衰减因数的设置与测量厚度和厚度尺寸的误差有关。衰减对厚钢板来讲数值要大些,以测厚仪的测量结果为准。零点修正后,通过一个初始化的阶段,压下丝杠的计算质量和轧辊的热耗和磨损模型质量都会提高,所以不会出现大的厚度误差。因此较厚钢板的衰减幅度会大一些,如果最后一张钢板轧制完成后停止了较长的时间,则这个衰减同样会减小。也就是上篇介绍的模型的自学习、继承的时间特性,越久远的数据使用率、可靠性越小,越近的轧制数据对模型的影响力和使用率越高。
 
    这说明在轧制薄规格钢板,补偿微小厚度偏差时,零点的修正是十分灵敏的,
 
    3、结束语
 
    PSC道次计算模型在L2系统的控制中起到十分重要的作用,是二级模型控制中的核心模块之一。轧机的厚度和板型控制、轧制表的生成以及轧制期间控制系统的自适应和继承功能都是PSC模型的重点实现,这篇介绍了优化模型中的厚度偏差的零点修正和TM模型策略等。到此整个PSC模型的解释与说明就结束了。
 
责任编辑:李欢
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