冷軋鍍鋅光整機(jī)延伸率控制模式的解析與優(yōu)化

韓貴德

(唐山首信自動(dòng)化信息技術(shù)有限公司京唐運(yùn)行事業(yè)部，河北 唐山 063000)

1 延伸率控制策略

1.1 延伸率模式

1700鍍鋅光整機(jī)模式主要分為3種：(1)無輥模式，一般在調(diào)試?yán)湓囓嚨臅r(shí)候使用；(2)延伸率模式，一般生產(chǎn)過程中均使用此模式；(3)恒軋制力模式，一般在生產(chǎn)過程中，光整機(jī)更換工作輥使用此模式。

延伸率模式又分為2種：(1)軋制力模式，一般1700鍍鋅在生產(chǎn)過程中均使用軋制力模式；(2)軋制力+張力模式，此模式只有在生產(chǎn)特殊鋼種時(shí)使用。

延伸率模式如下圖1所示：

1.2 張力輥速度設(shè)定值計(jì)算

在光整機(jī)入出口側(cè)分別安裝有5#張力輥和6#張力輥組，通過進(jìn)出軋機(jī)前后，張力輥速度設(shè)定值不同，計(jì)算延伸率實(shí)際值的變化。入口側(cè)速度來自于5#張力輥2#輥，出口側(cè)速度來自于6#張力輥1號(hào)輥，入出口側(cè)速度均通過現(xiàn)場編碼器到MFM450計(jì)數(shù)器模塊，最終通過計(jì)算得到延伸率實(shí)際值。

光整機(jī)延伸率模式控制圖如下圖2所示：

光整機(jī)入出口張力輥速度設(shè)定值計(jì)算公式如下：

V_entry=VL+ V_entry_Tech

VL=線速度設(shè)定值

V_entry_Tech=E_entry_Tech(延伸率補(bǔ)償值)+T_entry_Tech(張力補(bǔ)償值)

E_ entry _Tech=光整機(jī)延伸率設(shè)定值*光整機(jī)入口側(cè)為線速度(VL)

T_entry_Tech=光整機(jī)入口側(cè)張力實(shí)際和設(shè)定值偏差輸出值。

V_exit=VL+ V_exit_Tech

VL=線速度設(shè)定值

V_exit_Tech=E_exit_Tech+T_exit_Tech

E_exit_Tech=光整機(jī)延伸率設(shè)定值*(光整機(jī)入口側(cè)線速度(VL)

T_exit_Tech=光整機(jī)出口側(cè)張力實(shí)際和設(shè)定值偏差輸出值。

1.3 延伸率實(shí)際值計(jì)算

帶鋼延伸率是帶鋼在張力和軋制力的作用下，物理長度被拉伸，產(chǎn)生一定的形變，通過張力輥一些參數(shù)計(jì)算，最終得到帶鋼長度的形變比值。計(jì)算公式如下：

在特定時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入軋機(jī)前后帶鋼長度發(fā)生的形變比就是帶鋼延伸率實(shí)際值，計(jì)算公式4如下：

|Delta_Impuls|=前后計(jì)數(shù)器模塊的差值

Pi=3.141593

D=張力輥直徑

Eval=固定常數(shù)

Impuls/Rev=編碼器脈沖分辨率

Gear_Ratio=張力輥齒輪比

L_Old=前一個(gè)掃描周期內(nèi)帶鋼長度變化

L_Entry=入口側(cè)帶鋼長度變化

L_Exit=出口側(cè)帶鋼長度變化

經(jīng)過計(jì)算后的延伸率，累計(jì)10個(gè)周期，取平均值，增加精確度，如下公式5所示：

1.4 軋制力設(shè)定值計(jì)算

在生產(chǎn)過程中，軋制力參數(shù)對(duì)光整機(jī)延伸率穩(wěn)定性影響很大，通過增加軋制力，增大光整機(jī)帶鋼形變量，進(jìn)而來提高延伸率。軋制力設(shè)定值計(jì)算如下公式6所示：

Roll_Force_SET= Roll_Force_SET_L2+ELO_output

Roll_Force_SET_L2=軋制力二級(jí)設(shè)定值

ELO_output=延伸率控制器PI輸出的補(bǔ)償

2 延伸率控制優(yōu)化

2.1 調(diào)整延伸率濾波、設(shè)定值計(jì)算方法

在焊縫通過光整機(jī)時(shí)，延伸率產(chǎn)生一定的波動(dòng)，造成帶鋼邊部缺陷，通過調(diào)整延伸率濾波周期由0.2 s改為0.3 s；對(duì)延伸率設(shè)定值的計(jì)算重新做補(bǔ)償，當(dāng)產(chǎn)線在升速過程時(shí)，延伸率實(shí)際值大于設(shè)定值，延伸率設(shè)定值用實(shí)際設(shè)定值減去0.01 s；當(dāng)產(chǎn)線在降速過程時(shí)，延伸率實(shí)際值小于設(shè)定值，延伸率設(shè)定值用實(shí)際設(shè)定值加0.01 s；經(jīng)過此模型調(diào)整，帶鋼焊縫通過光整機(jī)時(shí)消除延伸率波動(dòng)，提高帶鋼成材率。

2.2 增加延伸率模式下軋制力速度前饋補(bǔ)償

經(jīng)過現(xiàn)場帶鋼板型檢測，產(chǎn)線速度對(duì)延伸率模式有很大的影響，增加延伸率模式下軋制力的速度前饋補(bǔ)償，將延伸率PI控制輸出值，加上速度前饋補(bǔ)償，最終和值附加給軋制力設(shè)定值，通過速度前饋補(bǔ)償，消除產(chǎn)線速度對(duì)延伸率控制的影響。公式7如下所示：

v=產(chǎn)線速度設(shè)定值；135=產(chǎn)線最大速度

3 結(jié)語

光整機(jī)延伸率模式對(duì)產(chǎn)線帶鋼質(zhì)量起著舉足輕重的作用，本文針對(duì)延伸率模式控制策略進(jìn)行解析，通過控制系統(tǒng)優(yōu)化，消除帶鋼焊縫通過光整機(jī)延伸率波動(dòng)情況，為鍍鋅產(chǎn)線的順穩(wěn)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。