【摘要】 本发明涉及一种六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法，其特征是：在六辊轧机平整机组的计算机系统中设置一个虚拟板形仪，虚拟板形仪包括以下由计算机执行的步骤：(a)基本设备参数的收集步骤；(b)板形动态显示步骤；(c)板形闭环反馈步骤；(d)板形预报步骤。其优点是：本发明通过大量的现场试验和理论研究，开发出了相应的板形分析与闭环控制系统，在不配置实体板形仪的前提下不但实现了板形的动态可视化显示与闭环控制，而且实现了板形预报等附加功能，可以有效地提高现场的板形质量。 【专利类型】发明授权 【申请人】燕山大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】066004 河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号 【申请人地区】中国 【申请人城市】秦皇岛市 【申请人区县】海港区 【申请号】CN201210107264.8 【申请日】2012-04-13 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102671959B 【公开公告日】2014-04-16 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102671959B 【授权公告日】2014-04-16 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】B21B37/28 【发明人】白振华; 马续创; 李经洲; 冯彬; 石晓东; 武利好 【主权项内容】1.一种六辊平整机组用虚拟板形仪进行板形闭环控制的方法，其特征是：在六辊轧机平整机组的计算机系统中设置一个虚拟板形仪，虚拟板形仪包括以下由计算机执行的步骤： (a)基本设备参数的收集步骤，包括工作辊的辊身长度Lw、中间辊的辊身长度Lm、支撑辊的辊身长度Lb、工作辊弯辊缸距离lw、中间辊弯辊缸距离lm、支撑辊压下螺丝中心距lb、工作辊的辊径Dw、中间辊的辊径Dm、支撑辊的辊径Db、工作辊的辊型Dwi、中间辊的辊型Dmi、支撑辊的辊型Dbi、中间辊所允许的最大正弯辊力 中间辊所允许的最大负弯辊力 工作辊所允许的最大正弯辊力 工作辊所允许的最大负弯辊力 最大负倾辊量 最大正倾辊量 (b)板形动态显示步骤； (c)板形闭环反馈步骤； (d)板形预报步骤； 所述板形动态显示步骤包括以下由计算机执行的步骤： b1)收集待安装虚拟板形仪的六辊轧机数据采集系统的采样周期τs； b2)给出虚拟板形仪板形动态显示的周期τx，该周期与安装虚拟板形仪的计算机的主频、容量相关，并且必须保证τx是τs的整数倍以及在该周期内完成两次板形计算； b3)定义虚拟板形仪动态显示画面个数过程参数N、包括年月日小时分钟秒毫秒信息的标准北京时间参数t； b4)定义轧制状态参数ξ，其中ξ=1表示开始轧制、ξ=-1表示停止轧制，该指令由现场操作人员根据现场实际情况发送； b5)给定初始钢卷号COILNO1=0，准备板形动态显示； b6)从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的卷号COILNO、带材宽度B、钢种代码Steel grade name； b7)判断不等式|COILNO1-COILNO|>0是否成立？如果成立，则令N=1，创建数据文件，并以所收集的钢卷号COILNO作为文件名，在文件中写入钢卷号COILNO、带材宽度B、钢种代码Steel grade name，转入步骤b8)；如果不等式|COILNO1-COILNO|>0不成立，则转入步骤b8)； b8)通过轧机数据采集系统收集在t时刻轧机的实际轧制压力PN、实际前张力T1N、实际后张力T0N、实际压下率εN、实际中间辊弯辊力SmN、实际工作辊弯辊力SwN、实际倾辊量ηN、实际窜辊量δN、来料实际厚度h0N、实际轧制速度VN； b9)利用板形机理模型计算出轧制压力为PN、前张力为T1N、后张力为T0N、压下率为εN、中间辊弯辊力SmN、工作辊弯辊力SwN、倾辊量为ηN、窜辊量δN、来料厚度为h0N以及轧制速度为VN时宽度为B、钢种代码为Steel grade name的带材的前张力横向分布值σ1Ni，i为带材在横向的条元号，i=1, 2, ……, n，n为带材总的条元数； b10)根据前张力横向分布值σ1Ni计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 E为带材的弹性模量，v为泊松比； b11)利用可视化软件的动态显示功能，将SHapeNi用柱状图动态显示出来，同时将时刻t、实际轧制压力PN、实际前张力T1N、实际后张力T0N、实际中间辊弯辊力SmN、实际工作辊弯辊力SwN、实际倾辊量ηN、实际窜辊量δN、来料实际厚度h0N、实际轧制速度VN以及所对应的板形SHapeNi写入到所建立的数据文件中，以便板形再现； b12)判断不等式ξ<0是否成立？如果不等式成立，则结束板形显示，虚拟板形仪停止工作；如果不等式不成立，则COILNO1=COILNO、N=N+1，转入步骤b6)，直到不等式ξ<0成立为止； 所述板形闭环反馈步骤包括以下由计算机执行的步骤： c1)收集目标板形系数a1、a2、a3、a4，其中a1表示一次板形系数、a2表示二次板形系数、a3表示三次板形系数、a4表示四次板形系数； c2)确定板形反馈过程中弯辊力的单步最小调整系数ψ； c3)确定板形反馈过程中倾辊量的单步最小调整系数 c4)确定板形反馈的周期τf, 该周期与安装虚拟板形仪的计算机的主频、容量相关，并且必须保证τf是τs的整数倍以及在该周期内完成 次的板形计算； c5)定义轧制时刻过程参数t0、虚拟板形仪板形反馈次数过程参数M； c6)接收操作指令，判断是否开始轧制？如果已经开始轧制，记录下当前的标准北京时间t，并令t0=t，转入步骤c7)；如果没有开始轧制，则进入等待状态； c7)从轧机三级系统中收集当前时刻所轧钢卷的带材宽度B、钢种代码Steelgrade name； c8)通过轧机数据采集系统收集从t0到t0+τf时刻轧机的实际轧制压力{PMj j=1, 2, …, m}、实际前张力{T1Mj j=1, 2, …, m}、实际后张力{T0Mj j=1, 2, …, m}、实际压下率{εMj j=1, 2, …, m}、来料实际厚度{h0Mj j=1, 2, …, m}、实际轧制速度{VMj j=1, 2, …, m}，j表示t0到t0+τf时刻内所收集的各类实际轧制工艺参数按照时间先后顺序的编号，j=1, 2, …, m，m表示在t0到t0+τf时刻内所收集的特定类型的轧制工艺参数的个数， c9)引入参数剔除过程变量数组{αj j=1, 2, …, m}，并将{αj}用下式来表示： αj表示在t0+jτs时刻的剔除变量； c10)将{αj}根据数值的大小按照从大到小即降序排序，并定义排序工作数组{nkk=1, 2, …, m}使该数组满足不等式 其中nk代表{αj}按照数值降序排序后的第k个剔除变量所对应的按照时间顺序排序的编号，k代表代表{αj}按照数值降序排序后的大小序号； c11)排除偶然因素的干扰，在t0到t0+τf时刻内所采集的实际轧制工艺参数中剔除掉20%的数据，然后对剩下的80%的数据进行平均，得到t0到t0+τf时刻内从用于反馈的特征轧制工艺参数，包括特征轧制压力PM、特征前张力T1M、特征后张力T0M、特征压下率εM、特征来料厚度h0M、特征轧制速度VM，其表达式分别为 其中m1表示t0到t0+τf时刻内剔除的实际轧制参数的个数，m1=int(0.2m)，m2表示t0到t0+τf时刻内保留未剔除的实际轧制参数的个数，m2=m-m1； c12)根据t0到t0+τf时刻内特征轧制工艺参数，确定当前反馈周期内工作辊弯辊力的反馈值SwM、中间辊弯辊力的反馈值SmM、倾辊量反馈值ηM、中间辊窜辊量的反馈值δM； c13)将t0到t0+τf时刻内中间辊窜辊量的反馈值δM、倾辊量的反馈值ηM、中间辊弯辊力的反馈值SmM、工作辊弯辊力的反馈值SwM发送到六辊轧机的一级系统，对当前中间辊窜辊量、倾辊量、中间辊弯辊力、工作辊弯辊力进行重新设定； c14)判断不等式ξ<0是否成立？如果不等式成立，则结束板形反馈，虚拟板形仪的板形反馈系统停止工作，转入c6)；如果不等式不成立，则令M=M+1，t0=t0+τf，转入步骤c7)，直到不等式ξ<0成立为止； 所述板形预报步骤包括以下可由计算机执行的步骤： d1)通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本带材特性参数，包括带钢的来料厚度h0y、带材宽度By、钢种代码Steel grade name； d2)通过操作画面收集待预报板形钢卷的基本轧制工艺参数，包括轧制压力Py、前张力T1y、后张力T0y、压下率εy、倾辊量ηy、轧制速度为Vy、中间辊窜辊量δy、中间辊弯辊力Smy、工作辊弯辊力Swy； d3)利用板形机理模型计算出轧制压力为Py、前张力为T1y、后张力为T0y、压下率为εy、来料厚度为h0y、轧制速度为Vy、中间辊窜辊量δy、倾辊量为ηy、中间辊弯辊力Smy、工作辊弯辊力Swy时宽度为By、钢种代码为Steel grade name的带材的带材前张力横向分布值τ1yi； d4)根据前张力横向分布值σ1yi计算出以I-Unit为单位表示的板形分布 d5)利用可视化软件的显示功能，将SHapeyi用柱状图动态显示出来，完成不同轧制参数下的板形预报。 【当前权利人】唐山扬邦钢铁技术研究院有限公司 【当前专利权人地址】河北省唐山市乐亭县乐亭镇三合经济小区乐新路以南 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】121300004024685546 【引证次数】4.0 【他引次数】4.0 【家族引证次数】5.0 【家族被引证次数】8

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