[发明专利]一种冷轧带钢板形板厚综合控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及冷轧带钢板形板厚控制领域，具体地说，是一种冷轧带钢板形板厚综合控制系统。

背景技术

随着国内外装备制造业的迅猛发展，下游用户对冷轧带钢产品质量要求也日益增高，特别是对于高档汽车和高端IT产品制造等行业。冷轧带钢主要用于冲制各种零部件，为了提高冲模寿命和冲压精度，就要求冷轧带钢的厚度精度高、板形质量好。于是，高质量、低成本、高成材率的冷轧带钢产品轧制已成为冷轧企业所追求的目标。

对于冷轧带钢轧制过程而言，板形和板厚是两个不同的技术指标。传统冷轧自动控制系统往往将自动板厚控制(AGC)和自动板形控制(AFC)作为两个相对独立的控制目标而分别进行控制。随着国内冷轧控制技术的快速发展，自动板厚控制已经取得了长足的进展，产品厚度精度已经有了很大提高。另一方面，冷轧带钢自动板形控制核心技术仍然掌握在少数国外公司手中。由于缺乏对核心控制技术的掌握，花费高昂外汇引进的自动板形控制系统往往并不能稳定生产出高附加值的高端冷轧带钢产品。特别地，需要注意到板厚和板形之间是相互关联、相互影响、相互之间存在耦合关系的复杂系统，尤其表现在对带钢进行弯辊板形控制(诸如工作辊弯辊、中间辊弯辊等)时变化的弯辊力会对带钢厚度产生一定程度的影响，使本来已经调节好的厚度控制效果重新变坏，无法得到厚度精度高、板形质量好的高品质冷轧带钢产品。

迄今为止，国内外冷轧带钢控制技术的研究者们对板形板厚综合控制技术进行了较为深入的理论研究。燕山大学孙建亮博士进行了面向板形板厚控制的轧机系统动态建模及仿真研究。比较充分地考虑了轧制过程各参量间复杂的关系，运用机理建模的方法建立了面向板形板厚控制的轧机系统动力学模型，该模型建立了包括轧制方向、轧机垂直方向和轧辊轴向(带钢宽度方向)的动力学模型，并且考虑了轧辊轴向的非线性特性，求解了辊系的固有频率、主振型和振动方程，研究了不同受力形势下辊系的动态特性。然后又建立了面向板形板厚控制的轧机系统动态仿真模型，该模型可以对轧制过程进行模拟，能够反映轧制过程中板形板厚综合动态信息，为虚拟轧制提供一定的理论基础和借鉴意义。日本神户制钢公司的AFC系统提出了一种板厚-板形非干涉控制模型，将板形执行机构调节对板厚的影响加入到其AFC系统的综合评价函数中，一定程度上限制了AFC系统输出对板厚影响较大的板形调节量，也就是说在板形质量和板厚质量直接找到一个平衡点，利用牺牲一些板形控制精度的代价来换取板厚控制精度。

综上所述，已有技术尚未彻底解决冷轧带钢轧制过程中的板形板厚综合控制问题。如何有效消除弯辊板形控制时对带钢板厚产生的不利影响，在改善带钢板形质量的同时也能保证带钢板厚控制效果，是当前冷轧带钢领域的一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种冷轧带钢板形板厚综合控制系统，能够有效消除弯辊板形控制时对带钢板厚产生的不利影响的技术问题，在改善带钢板形质量的同时也能保证带钢板厚控制效果，从而显著提高冷轧带钢产品的品质。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冷轧带钢板形板厚综合控制系统，包括：

影响系数存储模块，用于存储测量获得的板形控制过程中弯辊调节对板厚的影响系数；

自动板形式控制AFC系统，用于接收板形仪在线测量的板形信号，周期性计算各板形控制手段的在线调节量，并将在线调节量发送给板形调控机构完成板形闭环控制功能；

板厚影响预计算模块，与所述影响系数存储模块和AFC系统相连接，用于接收所述AFC系统发出的弯辊板形控制手段在线调节量，并从所述影响系数存储模块中读取出对应的影响系数，利用弯辊板厚影响数学模型实时计算出本次弯辊调节将会产生的板厚偏差；

自动板厚控制系统，与所述板厚影响预计算模块连接，用于根据所述板厚偏差对板厚进行调整。

进一步地，所述板厚影响系数为：弯辊板形控制每动作一个单位行程时对应的带钢厚度变化量。

进一步地，所述板形控制过程中弯辊板形控制手段有多个，每个弯辊板形控制手段对应一组板厚影响系数。

进一步地，所述板厚影响预计算模块根据以下公式计算出弯辊调节将会产生的板厚偏差δh：