[发明专利]具有可变周期模式的冷轧产品边缘降反馈控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧产品边缘降控制方法及系统，具体说涉及一种冷轧钢板边缘降反馈控制方法及系统。

背景技术

冷轧钢板的边缘降（Edge Drop，ED）简称为边降，也称为边部减薄，这是钢板尺寸的重要参数。因有些钢板需要冲片后叠层使用，如果钢板边降过大，冲出的钢片将会有规律地一边厚一边薄，叠片后的定子和转子将会发生很大的尺寸偏差，从而影响产品的使用效能。因此边缘降精度（同板差精度）是钢板的一个重要尺寸指标，而用户对钢板的边缘降指标都是有严格的要求的。

边缘降的传统定义如图1所示，是距离边部100mm位置的厚度Ta减去距离边部15mm位置的厚度Tb的差值，即：ED=Ta-Tb。

但随着目前用户对产品质量要求的不断提高，传统的边缘降定义已经难以满足要求，时常发生当传统边缘降的控制水平完全达到机组控制要求时，仍然无法满足用户对带钢钢板断面形状要求的情况。因此目前在生产边缘降要求最高的产品的冷轧机组均将边缘降概念拓展至同板差，即带钢中心点厚度Tc减去距离边部15mm位置的厚度Tb的差值:同板差（边缘降）=Tc-Tb,以此计算得到的边缘降值能够真正体现全板宽范围内的厚度差异，是表征机组精度控制能力的优良指标。

当今世界上先进的机型的轧机在边缘降的控制上均采用反馈控制系统进行，其主要控制思路均为使用带倒角或特殊弧形的工作辊或中间辊对边部减薄区域进行补偿以降低边缘降值。图2是反馈控制系统的示意图，如图所示包括入口边缘降仪、出口边缘降仪、前馈控制系统模块、反馈控制模块、工作辊窜动的位置控制模块，钢板按轧制方向运行。在实际控制过程中，当反馈控制系统将反馈信息发送至执行机构后，执行机构执行指令需要一定的时间，此时若反馈控制系统根据实物质量情况不断发送反馈指令，执行机构可能会在执行上一条命令的同时接到下一条要求反向操作的命令。为消除指令间的干扰作用，目前通用的技术为在反馈控制系统发送某一条指令后，对此后一段时间内的信号（一般为5-10s）自动屏蔽，此时相应测量系统及反馈控制系统仍在运行，但为避免执行机构执行上一条指令的同时与当前指令之间的冲突，故自动屏蔽相应延后时间段内的指令。

虽然相应时间段内信号的屏蔽虽然可以保证系统的正常运行，但同时也导致了控制输出严重滞后的情况，这与当前越来越高的质量要求之间存在较大的矛盾。

在中国专利申请第CN200810041688.2号中公开了一种连轧机的带钢边缘降控制方法，包括以下步骤：a.在连轧机前安装边缘降仪；b.在带钢经过边缘降仪时，可编程逻辑控制器（PLC）根据边缘降仪在整卷带钢长度中的位置确定一个采样长度并且边缘降仪采集该采样长度中两侧边部的带钢边缘降数据，计算出连轧机的窜动工作辊在该采样长度内的窜动位置预设定值并存储该值；如此，PLC控制器完成确定一个采样长度并计算、存储该采样长度内的窜动位置预设定值后按序完成确定下一个采样长度并计算、存储下一采样长度内的窜动位置预设定值；c.当每个采样长度经过连轧机的窜动工作辊时，PLC控制器根据该采样长度内的窜动位置预设定值控制窜动工作辊在该采样长度内的带钢上窜动。该方法提高了对带钢边缘降的控制精度。但该控制方法涉及的主要是带钢边缘降的常规前馈控制原理，但在其整个过程中的核心控制模块是采用轧机前增加设备，测量边缘降值并延时到轧机处给出设定值的物料跟踪方式。

在中国专利申请第CN200820059052.6号中公开了一种用于控制带钢边缘降的工作辊，所述工作辊的辊形由三段曲线组成，中间段辊形为直线；一侧为圆弧辊形，辊形曲线在圆弧与直线的交点处圆弧曲线的导数为零，即这一侧的工作辊的辊形曲线为一条光滑曲线，所述圆弧辊线用于控制带钢边缘降，圆弧进入带钢边部；另一侧为圆弧辊形或直线形式的锥角辊形，用于减小或消除有害接触区，所述圆弧辊线或直线辊线不进入带钢；上、下工作辊的辊形方向相反，即上工作辊驱动端侧辊线在下工作辊的操作端侧，上工作辊操作端侧辊线在下工作辊的驱动端侧。这种工作辊方便加工、便于使用，使机组能够有效控制带钢边缘降。但该实用新型是用于控制边缘降的工作辊的辊形曲线，属于边缘降控制执行机构的硬件配备。

上述的专利申请所揭示的技术均未解决目前固定边缘降反馈控制系统控制周期延时模式所导致的控制输出严重滞后以及信号屏蔽过程影响边缘降控制精度的技术问题。

而现有的边缘降控制系统的反馈控制输出周期均是采用固定周期时间，未能针对边缘降测量值进行反馈控制输出，从而未能实现真正的反馈控制。因此，现有技术存在以下问题：