本發(fā)明屬于帶鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其是涉及一種帶鋼頭尾ssc短行程控制補償方法。

背景技術(shù)：

在帶鋼生產(chǎn)的立輥寬度軋制過程中，立輥剛剛咬鋼和拋鋼前板坯端部會受側(cè)壓產(chǎn)生延伸。由于受到板坯中部非變形部分的約束作用，帶鋼頭部材料沿相應(yīng)角度滑行向中部流動，這種趨勢一直持續(xù)到形成一個較強的剛端，在約相當(dāng)于板寬一半的距離位置才終止。從而出現(xiàn)立輥軋制帶鋼兩端最寬，向中間寬度逐漸減小的情況，形成帶頭帶尾呈魚尾形。板坯越寬，越薄，側(cè)壓量越大，則魚尾形就越明顯。

在精軋區(qū)軋制過程中，立軋位于精軋區(qū)第一架軋機位置，后續(xù)軋機為平輥軋機。由于各架軋機秒流量相等，隨著輥縫減小，線速度逐漸增加。所以在立輥位置頭尾部有寬度偏差帶鋼傳遞到末架軋機長度將擴大幾十倍，成品帶鋼頭部和尾部與中間帶鋼寬度偏差較大，與中間帶鋼偏差較大的頭部及尾部帶鋼長度也較長。嚴(yán)重影響成品帶鋼的質(zhì)量。為改善成品帶鋼質(zhì)量，減少帶鋼頭部尾部與中間帶鋼寬度偏差，提高帶鋼寬度的精度，因此研發(fā)一種ssc短行程控制方法是個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種帶鋼頭尾ssc短行程控制補償方法，在帶鋼頭部及尾部軋制過程中，根據(jù)“魚尾巴”的寬度，減小相應(yīng)軋制過程中的立輥輥縫，克服板坯中部非變形部分的約束作用帶來的“魚尾巴”特性，從而使帶鋼頭尾和中間寬度趨于一致，提高產(chǎn)品精度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種帶鋼頭尾ssc短行程控制補償方法，其過程如下：

一、帶鋼頭部計長

頭部計長從立輥咬鋼開始，至帶鋼長度大于“魚尾巴”長度計長結(jié)束，立輥軋制力上升作為立輥咬鋼信號。帶鋼頭部計長公式為：

f(t)＝f(t-1)+δx

δx＝v(x)*δt

v(x)----立輥軋機線速度mm/ms；

δt----cpu掃描周期；

δx----單位cpu掃描周期帶鋼軋制長度；

f(t-1)----cpu上一掃描周期帶鋼頭部長度；

f(t)----實時帶鋼頭部長度。

二、帶鋼尾部計長

在立輥軋機前安裝熱金屬檢測器，從帶鋼尾部離開熱金屬檢測器開始計長，至立輥軋機拋鋼計長結(jié)束。

φ(t)＝h-[z(t-1)+δx]

δx＝v(x)*δt

φ(t)----實時帶鋼尾部長度；

z(t-1)----cpu上一個掃描周期，鋼尾離開熱金屬檢測器距離；

h----熱金屬檢測器與立輥軋機間距離；

v(x)----立輥軋機線速度mm/ms；

δt----cpu掃描周期；

三、計算ssc控制節(jié)點

根據(jù)實際需要設(shè)置頭部長度節(jié)點為：x0，x1，x2，x3…xi(i為自然數(shù)),根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定頭部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為y0，y1，y2，y3…yi(i為自然數(shù))，形成(x0,y0)～(x1,y1)、(x1,y1)～(x2,y2)…(xi-1,yi-1)～(xi,yi)個區(qū)間。

根據(jù)實際需要設(shè)置尾部長度節(jié)點為：a0，a1，a2，a3…ai(i為自然數(shù))，根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定尾部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為b0，b1，b2，b3…bi(i為自然數(shù))，形成(a0,b0)～(a1,b1)、(a1,b1)～(a2,b2)…(ai-1,bi-1)～(ai,bi)個區(qū)間。

在短行程控制過程中，頭部和尾部短行程補償量與頭尾長度呈線性關(guān)系，線性方程依據(jù)一次函數(shù)：y＝kx+b

y:實際補償量；

k:即斜率，在第五步中計算，在不同區(qū)間內(nèi)根據(jù)工藝要求k值是變化的；

x:根據(jù)步驟一/二計算的帶鋼頭部/尾部實時長度；

b:為工藝設(shè)置值，即每個區(qū)間初始點補償量，在(xi-1,yi-1)～(xi,yi)區(qū)間內(nèi)，b值為yi-1；在(ai-1,bi-1)～(ai,bi)區(qū)間內(nèi)，b值為bi-1。

四、計算ssc實時補償量

ssc補償量實時計算公式為：y＝y(tǒng)0+k(x-x0)

y----ssc實時補償量；

k----該區(qū)間斜率，與步驟三中的斜率相同，在步驟五中計算；

x0----該區(qū)間初始頭部/尾部長度；

y0----該區(qū)間初始頭部/尾部補償量；

x----根據(jù)步驟一/二計算的帶鋼實時頭部/尾部長度。

依據(jù)步驟二中設(shè)置的頭部長度節(jié)點為：x0，x1，x2，x3；頭部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為：y0，y1，y2，y3；尾部長度節(jié)點為：a0，a1，a2，a3；尾部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為b0，b1，b2，b3，代入上述公式，計算ssc實時補償量。

五、計算斜率

在帶鋼頭部ssc控制中，根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定的某一區(qū)間終點補償量與起點補償量差(如y2-y1＝temp2)作為斜率計算分子，相應(yīng)區(qū)間終點頭部長度與起點頭部長度差(如x2-x1＝temp1)作為斜率計算分母，k＝temp2/temp1。因為在頭部ssc控制中，任意區(qū)間終點頭部長度肯定大于起點頭部長度，即temp1>0，如果出現(xiàn)temp1≤0，說明工藝設(shè)置錯誤，程序不予計算，直接輸出斜率為零，并報警提示。

在帶鋼尾部ssc控制中，根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定的某一區(qū)間終點補償量與起點補償量差(如b2-b1＝temp2)作為斜率計算分子，相應(yīng)區(qū)間終點尾部長度與起點尾部長度差(如a2-a1＝temp1)作為斜率計算分母，k＝temp2/temp1。因為在尾部ssc控制中，任意區(qū)間終點尾部長度肯定小于起點尾部長度，即temp1<0，如果出現(xiàn)temp1≥0，說明工藝設(shè)置錯誤，程序不予計算，直接輸出斜率為零，并報警提示。

六、ssc控制過程

x0，x1，x2…xi為在頭部ssc控制中工藝人員根據(jù)實際需要設(shè)置的帶鋼頭部長度，x0<x1<x2<……<xi,帶鋼頭部長度為x0時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為y0；帶鋼頭部長度為x1時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為y1；帶鋼頭部長度為x2時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為y2……帶鋼頭部長度為xi時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為yi。

a0，a1，a2…ai為在尾部ssc控制中工藝人員根據(jù)實際需要設(shè)置的帶鋼尾部長度，a0>a1>a2>……>ai,帶鋼尾部長度為a0時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為b0；帶鋼尾部長度為a1時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為b1；帶鋼尾部長度為a2時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為b2……帶鋼尾部長度為ai時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為bi。

在頭部和尾部ssc控制各區(qū)間內(nèi)部，相應(yīng)補償量與帶鋼頭部和尾部長度呈線性關(guān)系，各區(qū)間內(nèi)部補償量計算如下：

y[x0,x1]＝y(tǒng)0+k1[f(t)-x0]k1＝y(tǒng)1-y0/x1-x0

y[x1,x2]＝y(tǒng)1+k2[f(t)-x1]k2＝y(tǒng)2-y1/x2-x1

……

y[xi-1,xi]＝y(tǒng)i-1+ki[f(t)-xi-1]ki＝y(tǒng)i-yi-1/xi-xi-1

y[a0,a1]＝b0+ki+1[φ(t)-a0]ki+1＝b1-b0/a1-a0

y[a1,a2]＝b1+ki+2[φ(t)-a1]ki+2＝b2-b1/a2-a1

……

y[ai-1,ai]＝bi-1+k2i[φ(t)-ai-1]k2i＝bi-bi-1/ai-ai-1

進一步的，在步驟三中，在主機控制中必須對各區(qū)間明確判斷，用于切換相應(yīng)區(qū)間的斜率k，即：

當(dāng)f(t)(頭部長度)>x0(第一區(qū)間初始點頭部長度)時，置位m0；

當(dāng)f(t)>x1時，置位m1,復(fù)位m0；

當(dāng)f(t)>x2時，置位m2,復(fù)位m1；

當(dāng)f(t)>x3時，置位m3,復(fù)位m2；

……

當(dāng)f(t)>xi時，置位mi,復(fù)位mi-1；

當(dāng)φ(t)(尾部長度)<a0(第一區(qū)間初始尾部長度)時，置位n0,復(fù)位mi；

當(dāng)φ(t)<a1時，置位n1,復(fù)位n0；

當(dāng)φ(t)<a2時，置位n2,復(fù)位n1；

當(dāng)φ(t)<a3時，置位n3,復(fù)位n2；

……

當(dāng)φ(t)<ai時，置位ni,復(fù)位ni-1；

當(dāng)下一根鋼咬入立輥軋機時ni復(fù)位。在短行程ssc控制中必須保證m0～mi,n0～ni中2i+2個觸發(fā)點在任一時刻只有一個點為置位狀態(tài)，其余點為復(fù)位狀態(tài)。為保證控制的嚴(yán)謹(jǐn)和程序一致性，在程序控制的復(fù)位端作了相應(yīng)的互鎖。

當(dāng)m0置1時，ssc用頭部第一區(qū)間(x0,y0)～(x1,y1)的斜率k11；

當(dāng)m1置1時，ssc用頭部第二區(qū)間(x1,y1)～(x2,y2)的斜率k12；

當(dāng)m2置1時，ssc用頭部第三區(qū)間(x2,y2)～(x3,y3)的斜率k13；

……

當(dāng)mi-1置1時，ssc用頭部第i區(qū)間(xi-1,yi-1)～(xi,yi)的斜率k1i；

當(dāng)mi置1時，頭部ssc控制結(jié)束，補償值切為零。

當(dāng)n0置1時，ssc用尾部第一區(qū)間(a0,b0)～(a0,b0)的斜率k21；

當(dāng)n1置1時，ssc用尾部第二區(qū)間(a1,b1)～(a1,b1)的斜率k22；

當(dāng)n2置1時，ssc用尾部第三區(qū)間(a2,b2)～(a3,b3)的斜率k23；

……

當(dāng)ni-1置1時，ssc用尾部第i區(qū)間(ai-1,bi-1)～(ai,bi)的斜率k2i；

當(dāng)ni置1時，尾部ssc控制結(jié)束，補償值切為零。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的帶鋼頭尾ssc短行程控制補償方法具有以下優(yōu)勢：本補償方法通過ssc短行程控制，根據(jù)帶鋼頭尾軋制過程中“魚尾巴”寬度和長短，對實際輥縫進行動態(tài)補償，在立輥對帶鋼頭部和尾部軋制過程中，根據(jù)ssc控制模型，實現(xiàn)動態(tài)實時線性減小立輥輥縫設(shè)置，達(dá)到克服頭部和尾部的“魚尾巴”，提高成品帶鋼寬度的精確性；具有結(jié)構(gòu)清晰，運用靈活，精度高適應(yīng)性強，參數(shù)修改簡便等優(yōu)點。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例步驟五中帶鋼頭部斜率計算流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例步驟五中帶鋼尾部斜率計算流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例步驟六中ssc控制過程示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。

一種帶鋼頭尾短行程控制方法，其過程如下：

一、帶鋼頭部計長

頭部計長從立輥咬鋼開始，至帶鋼長度大于“魚尾巴”長度計長結(jié)束，立輥軋制力上升作為立輥咬鋼信號。帶鋼頭部計長公式為：

f(t)＝f(t-1)+δx

δx＝v(x)*δt

v(x)----立輥軋機線速度mm/ms；

δt----cpu掃描周期；

δx----單位cpu掃描周期帶鋼軋制長度；

f(t-1)----cpu上一掃描周期帶鋼頭部長度；

f(t)----實時帶鋼頭部長度。

二、帶鋼尾部計長

在立輥軋機前安裝熱金屬檢測器，從帶鋼尾部離開熱金屬檢測器開始計長，至立輥軋機拋鋼計長結(jié)束。

φ(t)＝h-[z(t-1)+δx]

δx＝v(x)*δt

φ(t)----實時帶鋼尾部長度；

z(t-1)----cpu上一個掃描周期，鋼尾離開熱金屬檢測器距離；

h----熱金屬檢測器與立輥軋機間距離；

v(x)----立輥軋機線速度mm/ms；

δt----cpu掃描周期；

三、計算ssc控制節(jié)點

根據(jù)實際需要設(shè)置頭部長度節(jié)點為：x0，x1，x2，x3…xi(i為自然數(shù)),根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定頭部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為y0，y1，y2，y3…yi(i為自然數(shù))，形成(x0,y0)～(x1,y1)、(x1,y1)～(x2,y2)…(xi-1,yi-1)～(xi,yi)個區(qū)間。

根據(jù)實際需要設(shè)置尾部長度節(jié)點為：a0，a1，a2，a3…ai(i為自然數(shù))，根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定尾部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為b0，b1，b2，b3…bi(i為自然數(shù))，形成(a0,b0)～(a1,b1)、(a1,b1)～(a2,b2)…(ai-1,bi-1)～(ai,bi)個區(qū)間。

在短行程控制過程中，頭部和尾部短行程補償量與頭尾長度呈線性關(guān)系，線性方程依據(jù)一次函數(shù)：y＝kx+b

y:實際補償量；

k:即斜率，在第五步中計算，在不同區(qū)間內(nèi)根據(jù)工藝要求k值是變化的；

x:根據(jù)步驟一/二計算的帶鋼頭部/尾部實時長度；

b:為工藝設(shè)置值，即每個區(qū)間初始點補償量，

例如在(x0,y0)～(x1,y1)區(qū)間內(nèi)，b值為y0；

在(x1,y1)～(x2,y2)區(qū)間內(nèi)，b值為y1；

……

在(xi-1,yi-1)～(xi,yi)區(qū)間內(nèi)，b值為yi-1。

在(a0,b0)～(a1,b1)區(qū)間內(nèi)，b值為b0；

在(a1,b1)～(a2,b2)區(qū)間內(nèi)，b值為b1；

……

在(ai-1,bi-1)～(ai,bi)區(qū)間內(nèi)，b值為bi-1。

在主機控制中必須對各區(qū)間明確判斷，用于切換相應(yīng)區(qū)間的斜率k，即：

當(dāng)f(t)(頭部長度)>x0(第一區(qū)間初始點頭部長度)時，置位m0；

當(dāng)f(t)>x1時，置位m1,復(fù)位m0；

當(dāng)f(t)>x2時，置位m2,復(fù)位m1；

當(dāng)f(t)>x3時，置位m3,復(fù)位m2；

……

當(dāng)f(t)>xi時，置位mi,復(fù)位mi-1；

當(dāng)φ(t)(尾部長度)<a0(第一區(qū)間初始尾部長度)時，置位n0,復(fù)位mi；

當(dāng)φ(t)<a1時，置位n1,復(fù)位n0；

當(dāng)φ(t)<a2時，置位n2,復(fù)位n1；

當(dāng)φ(t)<a3時，置位n3,復(fù)位n2；

……

當(dāng)φ(t)<ai時，置位ni,復(fù)位ni-1；

當(dāng)下一根鋼咬入立輥軋機時ni復(fù)位。在短行程ssc控制中必須保證m0～mi,n0～ni中2i+2個觸發(fā)點在任一時刻只有一個點為置位狀態(tài)，其余點為復(fù)位狀態(tài)。為保證控制的嚴(yán)謹(jǐn)和程序一致性，在程序控制的復(fù)位端作了相應(yīng)的互鎖。

當(dāng)m0置1時，ssc用頭部第一區(qū)間(x0,y0)～(x1,y1)的斜率k11；

當(dāng)m1置1時，ssc用頭部第二區(qū)間(x1,y1)～(x2,y2)的斜率k12；

當(dāng)m2置1時，ssc用頭部第三區(qū)間(x2,y2)～(x3,y3)的斜率k13；

……

當(dāng)mi-1置1時，ssc用頭部第i區(qū)間(xi-1,yi-1)～(xi,yi)的斜率k1i；

當(dāng)mi置1時，頭部ssc控制結(jié)束，補償值切為零。

當(dāng)n0置1時，ssc用尾部第一區(qū)間(a0,b0)～(a0,b0)的斜率k21；

當(dāng)n1置1時，ssc用尾部第二區(qū)間(a1,b1)～(a1,b1)的斜率k22；

當(dāng)n2置1時，ssc用尾部第三區(qū)間(a2,b2)～(a3,b3)的斜率k23；

……

當(dāng)ni-1置1時，ssc用尾部第i區(qū)間(ai-1,bi-1)～(ai,bi)的斜率k2i；

當(dāng)ni置1時，尾部ssc控制結(jié)束，補償值切為零。

相應(yīng)節(jié)點ssc補償量觸發(fā)控制如表1。

四、計算ssc實時補償量

ssc補償量實時計算公式為：y＝y(tǒng)0+k(x-x0)

y----ssc實時補償量；

k----該區(qū)間斜率，與步驟三中的斜率相同，在步驟五中計算；

x0----該區(qū)間初始頭部/尾部長度；

y0----該區(qū)間初始頭部/尾部補償量；

x----根據(jù)步驟一/二計算的帶鋼實時頭部/尾部長度。

依據(jù)步驟二中設(shè)置的頭部長度節(jié)點為：x0，x1，x2，x3；頭部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為：y0，y1，y2，y3；尾部長度節(jié)點為：a0，a1，a2，a3；尾部相應(yīng)節(jié)點ssc補償量為b0，b1，b2，b3，代入上述公式，計算ssc實時補償量，計算方法如表2。

五、計算斜率

如圖1所示，在帶鋼頭部ssc控制中，根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定的某一區(qū)間終點補償量與起點補償量差(如y2-y1＝temp2)作為斜率計算分子，相應(yīng)區(qū)間終點頭部長度與起點頭部長度差(如x2-x1＝temp1)作為斜率計算分母，k＝temp2/temp1。因為在頭部ssc控制中，任意區(qū)間終點頭部長度肯定大于起點頭部長度，即temp1>0，如果出現(xiàn)temp1≤0，說明工藝設(shè)置錯誤，程序不予計算，直接輸出斜率為零，并報警提示。

如圖2所示，在帶鋼尾部ssc控制中，根據(jù)工藝經(jīng)驗設(shè)定的某一區(qū)間終點補償量與起點補償量差(如b2-b1＝temp2)作為斜率計算分子，相應(yīng)區(qū)間終點尾部長度與起點尾部長度差(如a2-a1＝temp1)作為斜率計算分母，k＝temp2/temp1。因為在尾部ssc控制中，任意區(qū)間終點尾部長度肯定小于起點尾部長度，即temp1<0，如果出現(xiàn)temp1≥0，說明工藝設(shè)置錯誤，程序不予計算，直接輸出斜率為零，并報警提示。

六、ssc控制過程

x0，x1，x2…xi為在頭部ssc控制中工藝人員根據(jù)實際需要設(shè)置的帶鋼頭部長度，x0<x1<x2<……<xi,帶鋼頭部長度為x0時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為y0；帶鋼頭部長度為x1時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為y1；帶鋼頭部長度為x2時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為y2……帶鋼頭部長度為xi時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為yi。

a0，a1，a2…ai為在尾部ssc控制中工藝人員根據(jù)實際需要設(shè)置的帶鋼尾部長度，a0>a1>a2>……>ai,帶鋼尾部長度為a0時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為b0；帶鋼尾部長度為a1時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為b1；帶鋼尾部長度為a2時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為b2……帶鋼尾部長度為ai時，設(shè)置的相應(yīng)補償量為bi。

如圖3所示，在頭部和尾部ssc控制各區(qū)間內(nèi)部，相應(yīng)補償量與帶鋼頭部和尾部長度呈線性關(guān)系，各區(qū)間內(nèi)部補償量計算如下：

y[x0,x1]＝y(tǒng)0+k1[f(t)-x0]k1＝y(tǒng)1-y0/x1-x0

y[x1,x2]＝y(tǒng)1+k2[f(t)-x1]k2＝y(tǒng)2-y1/x2-x1

……

y[xi-1,xi]＝y(tǒng)i-1+ki[f(t)-xi-1]ki＝y(tǒng)i-yi-1/xi-xi-1

y[a0,a1]＝b0+ki+1[φ(t)-a0]ki+1＝b1-b0/a1-a0

y[a1,a2]＝b1+ki+2[φ(t)-a1]ki+2＝b2-b1/a2-a1

……

y[ai-1,ai]＝bi-1+k2i[φ(t)-ai-1]k2i＝bi-bi-1/ai-ai-1

本補償方法采用位移傳感器測量實際輥縫值，采用伺服閥控制軋輥輥縫開度，通過ssc短行程控制，根據(jù)帶鋼頭尾軋制過程中“魚尾巴”寬度和長短，對實際輥縫進行動態(tài)補償，在立輥對帶鋼頭部和尾部軋制過程中，根據(jù)ssc控制模型，實現(xiàn)動態(tài)實時線性減小立輥輥縫設(shè)置，達(dá)到克服頭部和尾部的“魚尾巴”，提高成品帶鋼寬度的精確性。通過本系統(tǒng)補償，使成品帶鋼頭(尾)與帶鋼中部誤差控制在±0.02mm之內(nèi)，有效提高成品帶鋼寬度的精確性，改善了產(chǎn)品質(zhì)量，提高成品利用率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

表一相應(yīng)節(jié)點ssc補償量觸發(fā)控制表

表二ssc實時補償量