單機(jī)架可逆軋機(jī)厚度控制的反饋調(diào)節(jié)應(yīng)用

王天生，劉 濤，潘恒韜

（中冶南方（新余）冷軋新材料技術(shù)有限公司，江西新余 338025）

0 前言

新鋼中冶新材單機(jī)架可逆軋機(jī)自2015年投產(chǎn)以來(lái)，產(chǎn)品不斷升級(jí)，但產(chǎn)品的厚差一直無(wú)法滿足市場(chǎng)要求，特別是35ZW300牌號(hào)，成品厚度一度有±10 μm的偏差。為此，公司做了長(zhǎng)期的生產(chǎn)跟蹤及數(shù)據(jù)收集，對(duì)一級(jí)的厚度控制程序進(jìn)行細(xì)致研究，采取一、二道次只投反饋控制，其余道次投反饋控制和秒流量控制，并加強(qiáng)反饋及秒流量控制的幅度，有效的解決厚差問題，現(xiàn)35ZW300的成品厚度控制在±4 μm，為產(chǎn)品進(jìn)一步升級(jí)夯實(shí)基礎(chǔ)。

1 軋制數(shù)據(jù)分析和判斷

一道次軋制過程中水印的消除效果不明顯（圖1）。將入、出口厚度測(cè)量值進(jìn)行比對(duì)后發(fā)現(xiàn)，水印波動(dòng)雖被壓縮，但其波峰波谷并沒被打破。同牌號(hào)的其他鋼卷也存在水印厚差波動(dòng)殘留的現(xiàn)象。這些殘留的水印波動(dòng)在后面的道次中無(wú)法完全消除，最終形成整卷鋼的厚度波動(dòng)源。由此可知，反饋調(diào)節(jié)的幅值和響應(yīng)頻率偏小，未能達(dá)到足夠的消波效果。

圖1 第一道次出入口帶鋼縱向厚度

2 反饋控制程序參數(shù)調(diào)整

目前存在的問題是，沒有將水印厚差完全消除，那么需要對(duì)反饋厚度控制在檢測(cè)到厚度波動(dòng)時(shí)的調(diào)節(jié)幅值放大，同時(shí)加快反饋厚度控制的響應(yīng)時(shí)間。為了達(dá)到這兩點(diǎn)，需要對(duì)幅值增益及相應(yīng)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.1 響應(yīng)速度調(diào)節(jié)

出口厚差平均值經(jīng)一階滯后塊PT1后輸出為監(jiān)視的厚差信號(hào)，該P(yáng)T1塊邏輯符號(hào)如圖2所示，如果T/TA足夠大（T/TA>10），則傳遞函數(shù)具有以下特性，t=nTA，由PDA中可以看出TA＝10 ms，由于帶鋼厚度連續(xù)檢測(cè)，n取1。TS管腳的時(shí)間常數(shù)越小則厚差輸出信號(hào)響應(yīng)速度越高。因此將PT1塊的TS管腳值由原來(lái)的150ms改為100 ms。

圖2 滯后塊PT1

2.2 幅值增益調(diào)節(jié)

目前反饋厚度控制中增益調(diào)節(jié)分為兩塊，基本增益計(jì)算，增益自適應(yīng)選擇。其中基本增益計(jì)算為基礎(chǔ)，增益自適應(yīng)選擇根據(jù)出口厚差容差范圍進(jìn)行選擇。自適應(yīng)選擇根據(jù)帶鋼出口厚度偏差與設(shè)定的厚差容差之間的倍數(shù)關(guān)系進(jìn)行選擇。反饋增益參數(shù)的調(diào)節(jié)不能簡(jiǎn)單的放大，簡(jiǎn)單放大增益參數(shù)會(huì)造成系統(tǒng)震蕩，在厚度偏差小時(shí)宜使用小增益，厚度偏差大時(shí)應(yīng)使用大增益。所有在本次修改中通過降低容差率倍數(shù)的方法將大偏差時(shí)的增益加大。如圖3所示，為根據(jù)偏差所處厚度容差范圍的增益自適應(yīng)選擇，位于AG1_Monitor_B中，目前自適應(yīng)增益因子選擇范圍為1倍容差內(nèi)、3倍容差內(nèi)、6倍容差內(nèi)及>6倍容差。將最大容差范圍由6倍容差改為4倍容差。修改管腳X2由6改為4。

3 結(jié)論

由于高牌號(hào)硅鋼材料堅(jiān)硬、可塑性差、熱軋工藝不成熟帶來(lái)的原料問題，嚴(yán)重阻礙硅鋼產(chǎn)品的厚差指標(biāo)，現(xiàn)在通過加大反饋調(diào)節(jié)幅度，避開與前饋調(diào)節(jié)造成的高頻震蕩厚波，通過前兩個(gè)道次單獨(dú)的反饋調(diào)節(jié)，過濾原料帶來(lái)的水印厚波和高頻振蕩厚波，最后由秒流量在高速調(diào)節(jié)精準(zhǔn)的特性，完成后面幾道次的厚控調(diào)節(jié)，從而解決了高牌號(hào)硅鋼厚差不理想的問題。

圖3 程序模塊