第四部分板形控制模型Ippt課件

1、RAL精軋板形控制技術(shù)及運用精軋板形控制技術(shù)及運用東北大學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)課程主講：龔殿堯dygong1976gmail第四部分第四部分 板形控制模型簡介板形控制模型簡介RAL4 2050mm熱連軋機熱連軋機PFC系統(tǒng)系統(tǒng) 在帶鋼進入精軋機組之前，確定各機架任務(wù)輥橫移位置及彎輥力預(yù)設(shè)定值，同時確定AGC補償系數(shù)及板凸度動態(tài)控制模塊所需參數(shù)，保證廢品帶鋼的目的凸度及良好的平直度。RAL4.1 板形控制系統(tǒng)的控制戰(zhàn)略板形控制系統(tǒng)的控制戰(zhàn)略 目標值板凸度平直度 精軋道次設(shè)定數(shù)據(jù)測量裝置實際數(shù)據(jù)注：兩個橫線方框 代表算法模型 方框代表數(shù)據(jù)預(yù) 設(shè) 定每個機架的設(shè)定值磨損計算自適應(yīng)再計算平直度控制熱凸度計算R

2、AL4.2 預(yù)設(shè)定模塊的總體思想預(yù)設(shè)定模塊的總體思想 預(yù)設(shè)定模塊的總體思想是確保帶鋼經(jīng)過最后機架所得到的板凸度為目的板凸度，而其他機架的凸度可在一點范圍內(nèi)調(diào)理。帶鋼經(jīng)過每個機架時，由帶鋼的凸度變化引起的翹曲度不能超限，否那么，重新進展該機架的軋輥橫移位置和彎輥力。 RAL4.3 板形控制系統(tǒng)的總體流程板形控制系統(tǒng)的總體流程 初 始 化創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)建立通訊讀入固定參數(shù)各機架工作輥橫移位置及其彎輥力初值的設(shè)定等待激勵根據(jù)事件完成相應(yīng)的功能 精軋設(shè)定數(shù)據(jù)有效板形預(yù)設(shè)定計算實測有效彎輥力適應(yīng)值、再計算平直度適應(yīng)值和磨損計算 軋機狀態(tài)數(shù)據(jù)有效長短時適應(yīng)值計算軋輥數(shù)據(jù)有效對工作輥、支撐輥磨損數(shù)據(jù)進行處理

3、凸度儀測量值有效 記錄凸度的測量值平直度測量值有效記錄平直度的測值系統(tǒng)終止數(shù)據(jù)有效退出系統(tǒng)RAL4.4 帶鋼模量計算模型帶鋼模量計算模型 4.4.1 壓扁接觸弧長計算模型 任務(wù)輥壓扁半徑計算模型式中：RW 任務(wù)輥半徑； 任務(wù)輥壓扁半徑； h壓下量；C任務(wù)輥壓扁系數(shù)； pB單位寬度軋制力。WRhpCRRBWW0 . 1RAL4.4.2 壓扁接觸弧長計算模型壓扁接觸弧長計算模型式中： 任務(wù)輥壓扁半徑；h壓下量； RW 任務(wù)輥半徑；H入口軋件厚度； h出口軋件厚度； C任務(wù)輥壓扁系數(shù)； pB單位寬度軋制力。WR()WWBLRhRHhCpRAL4.4.3 變形抗力計算模型變形抗力計算模型 (1) 應(yīng)力

4、形狀影響系數(shù)計算模型 應(yīng)力形狀影響系數(shù)模型：)(47. 079. 0hHLQP式中：L壓扁接觸弧長； H入口軋件厚度； h出口軋件厚度。RAL (2) 變形抗力計算模型0.470.79()BPppKQLLHh式中： 平均單位壓力；Qp應(yīng)力形狀影響系數(shù)； pB單位寬度軋制力；L壓扁接觸弧長； H入口軋件厚度； h出口軋件厚度。pRAL4.4.4 帶鋼模量計算模型帶鋼模量計算模型 軋制力計算模型KQLBPP 入口帶鋼模量入口帶鋼模量 入口帶鋼模量是軋制力對入口帶鋼厚度的偏導(dǎo)數(shù)，其計算過程如下： LHQQHLKBHPMPPSIRAL壓扁接觸弧長對入口厚度的偏導(dǎo)數(shù)壓扁接觸弧長對入口厚度的偏導(dǎo)數(shù) ()(

5、) 1222 22WBWWWWWPWPPPLRHhCpRHhCBRRCRLCPPHLBHLBLHRQCRQLPQHLBLHRAL應(yīng)力形狀影響系數(shù)對入口厚度的偏導(dǎo)數(shù)應(yīng)力形狀影響系數(shù)對入口厚度的偏導(dǎo)數(shù) 2220.470.79 ()22 0.470.47() 0.470.470.472()2()()WWPPWWPRCRLLPQHhHLBLHQLLHHhHHhRCRQPLLHHhBHhHHhRAL入口帶鋼模量計算模型入口帶鋼模量計算模型 2222220.470.470.472()2()()0.470.472()2()0.472WPWPPWWPPSIPWWPSIWRQCRQLPQHLBLHRCRQPLL

6、HHhBHhHHhQPLMBKQLHHHRRQLBKHhLHhPMHBKCR 1()2PQBHhBLRAL出口帶鋼模量計算模型出口帶鋼模量計算模型 出口帶鋼模量是軋制力對出口帶鋼厚度的偏導(dǎo)數(shù)：220.470.472()2()0.4712()2WWPSOPWRRQLBKHhLHhPMhQBKCRBHhBL RAL4.4.5 帶鋼橫向流動系數(shù)計算模型帶鋼橫向流動系數(shù)計算模型 帶鋼橫向流動系數(shù)是指以板中心為基準的帶鋼邊部的縱向應(yīng)變差與以板中心為基準的帶鋼邊部的高向應(yīng)變差的比值。帶鋼橫向流動系數(shù)與帶鋼寬度、厚度及硬度有關(guān)。 帶鋼硬度是變形抗力與平均真應(yīng)變的比值，在詳細運用過程中，帶鋼硬度取各機架硬度的

7、平均值。 RAL 0 . 00 . 0PKmPKeCGSCGSsmse式中：Se帶鋼向邊部的橫向流動系數(shù) ； Sm帶鋼向中部的橫向流動系數(shù) ； CP帶鋼比例凸度的變化量 ； G與帶鋼材質(zhì)、寬度和厚度相關(guān)的流動參數(shù)。RAL4.4.6 帶鋼流動指數(shù)計算模型帶鋼流動指數(shù)計算模型(1) 帶鋼平均應(yīng)變計算模型帶鋼平均應(yīng)變計算模型1.0ln21.03(2) 帶鋼平均硬度計算模型帶鋼平均硬度計算模型NiiiKNK1)()(1式中：壓下率； N活潑機架個數(shù)。RAL(3) 帶鋼橫向流動指數(shù)計算模型帶鋼橫向流動指數(shù)計算模型 式中：KSe帶鋼向邊部的橫向流動指數(shù)； KSm帶鋼向中部的橫向流動指數(shù)。 18. 02 .

8、 02 . 12 . 1KKKKSmSe帶鋼平均硬度RAL4.4.7 負荷分布計算模型負荷分布計算模型 負荷分布是帶鋼中部單位寬度軋制力與邊部軋制力單位寬度之差。 負荷分布與帶鋼寬度、入口凸度，出口凸度，前后張應(yīng)力有關(guān)。 LDpepmBRAL 551100551100/( ,)( ,)()()( ) ( )( ) ( )DISIOSOIOIOmIeImOeOiimIImImOOmOiiiieIIeIeOOeOiiLCMBCMBT t tT t tLAALAAAtc itAtcitAtc itAtcit CI 、CO入口和出口帶鋼凸度； MSI入口帶鋼模量； MSO出口帶鋼模量； tCI(i)入

9、口帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)； tCO (i)出口帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)； teI入口帶鋼邊部張應(yīng)力； tmI入口帶鋼中部張應(yīng)力； teO出口帶鋼邊部張應(yīng)力； tmO出口帶鋼中部張應(yīng)力。 RAL4.4.8 帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)的計算帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)的計算 帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)是根據(jù)帶鋼平面變形抗力級別，利用插值計算方法確定的。變形抗力分為4個級別，各級別對應(yīng)變形抗力數(shù)值見下表。 帶鋼的平面變形抗力K的級別及其相應(yīng)值變形抗力級別0123平面變形抗力值0.1250.1880.2500.313RAL帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)的計算帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)的計算 變形抗力級別模型系數(shù)值 tCO(i,j)出口帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)與變

10、形抗力級別關(guān)系0-3.600-8.897-151.180-944.083-2215.20-1769.301-4.704-1.526-23.820-374.985-1190.23-1113.542-5.726-3.184-17.710-102.348-609.497-701.8543-6.634-7.80823.7116.844-321.719-497.893RAL帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)的計算帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)的計算 變形抗力級別模型系數(shù)值 tCI(i,j)0-0.908-5.101-62.104-315.744-669.084-502.2381-0.955-0.234-20.872-180.258

11、-475.071-401.207.2-1.214-0.378-3.622-73.658-243.901-230.5983-1.4450.8023.557-25.772-140.842-156.387入口帶鋼張應(yīng)力分布系數(shù)與變形抗力級別關(guān)系RAL張應(yīng)力計算模型張應(yīng)力計算模型 /32.0/3 0, /3 0, 2.0/3mIISmPeIISePPemOOSmPPmeOOSePttESCttESCCSSttESCCSSttESC式中：ESm、 ESe帶鋼中部、邊部彈性模量； 入口、出口平均張應(yīng)力； tmI、tmO入口、出口中部張應(yīng)力； teI、teO入口、出口邊部張應(yīng)力。IOtt、RAL4.4.9

12、帶鋼負荷分布的合理性判別帶鋼負荷分布的合理性判別 為了使帶鋼負荷分布合理，出口帶鋼凸度必需保證帶鋼邊部單位寬度軋制力與中部單位寬度軋制力的比值大于零。 DBeDBmmeLDLPPLPPPPP32310RAL4.4.10 負荷分布對帶鋼出口凸度的修正負荷分布對帶鋼出口凸度的修正 負荷分布計算的目的：根據(jù)帶鋼入口凸度和出口凸度的初值，修正計算出口帶鋼凸度，以便保證負荷分布的合理性；計算負荷分布值，以便得到輥縫凸度的合理初值，為輥縫牛頓迭代奠定根底。 RAL負荷分布對輥縫凸度的修正流程圖負荷分布對輥縫凸度的修正流程圖 L100循環(huán)變量賦初值：L=0入 口YN輸入?yún)?shù)：stand、h、H、CI CPI

13、、CO、tI、tO 調(diào)用負荷分布計算模塊LD、PLDCPO=100CO / HCP=CPO-CPICP= 0.8CPCPO=CPI+CPCO=CPOH/100L=L+1出 口輸出LD、CO、CPOYNPLD0) 2SRALCVC軋輥橫移軋輥橫移(Scvc_positionstand - shift_step standshifticvc_positionstand - distance standshiftiada_s|C|C_max0ada_s -C_max|C|C_maxC10時，n=10； Cdiff實測凸度與再計算結(jié)果的差值，mm。RAL4.7.2 平直度順應(yīng)值的計算模型平直度順應(yīng)值的

14、計算模型 平直度順應(yīng)值是由于平直度丈量值與再計算值平直度順應(yīng)值是由于平直度丈量值與再計算值之差所導(dǎo)致輥縫凸度的變化量。之差所導(dǎo)致輥縫凸度的變化量。 當(dāng)再計算終了后，收到平直度實踐數(shù)據(jù)時，進當(dāng)再計算終了后，收到平直度實踐數(shù)據(jù)時，進展平直度順應(yīng)值計算。展平直度順應(yīng)值計算。 平直度順應(yīng)值作為反響值用于軋輥橫移和彎輥平直度順應(yīng)值作為反響值用于軋輥橫移和彎輥力的計算過程。力的計算過程。RAL平直度差值與輥縫凸度變化量的關(guān)系平直度差值與輥縫凸度變化量的關(guān)系 mcdiff5outmcout5diffmcoutdiff5flat -flatflat h10(flat -flat )hflow_fac10fla

15、t(flat -flat )hflat10flow_faclhlh式中：flow_fac橫向流動系數(shù)；flatdiff輥縫凸度變化。 flatm平直度丈量值；flatc平直度再計算值，I。RAL平直度順應(yīng)值的計算模型平直度順應(yīng)值的計算模型 式中：flat上一塊帶鋼平直度順應(yīng)值，mm； flatlim可信平直度順應(yīng)極限值，mm； flat_max最大平直度順應(yīng)允許值，mm； flatgain平直度增益因子。difflimdiffgaindiffdiffcdiffgaindiffdiffdiffgaindiffdiffdiffflatflatflatflat +flatflatflatflat_m

16、axflat =flat +flat_maxflatflatflat_max0flat -flat_maxflatflatflat_maxflatFbFb= Fb_maxsign(Fb)FbFb_maxFb=Fb-Fbgain不變其它式中：Fbada上一塊帶鋼彎輥力順應(yīng)值，mm； Fblim可信彎輥力順應(yīng)極限值，mm； Fbdiff_max最大彎輥力順應(yīng)允許值，mm； gain彎輥力順應(yīng)值增益因子。RAL4.8 軋輥磨損計算模型軋輥磨損計算模型 軋輥磨損包括任務(wù)輥和支撐輥磨損；軋輥磨損是一個緩慢積累的過程，對板凸度設(shè)定、平直度控制和帶鋼外表質(zhì)量均有影響。RAL4.8.1 任務(wù)輥磨損計算模型任務(wù)

17、輥磨損計算模型BLWR102SFVt11Vt2345678SF帶鋼跑偏量；Vt軋輥中心磨損量；Vt1軋輥邊部磨損量LWR工作輥輥身長度；B帶鋼寬度 軋制一卷帶鋼時任務(wù)輥輥磨損表示圖 RAL軋制一卷帶鋼時軋輥磨損量軋制一卷帶鋼時軋輥磨損量 邊部集中磨損區(qū)中部定常磨損區(qū)KevtvtLpDwLLsKwvtKsB1)(式中： Kw任務(wù)輥磨損系數(shù)；Dw任務(wù)輥直徑； LS該道次軋制帶鋼的長度； L任務(wù)輥壓扁接觸弧長； pB單位寬度軋制力； KS任務(wù)輥磨損指數(shù)；vt邊部磨損倍率。RAL特定磨損點的坐標特定磨損點的坐標 GXGB()/2GLWRBSF 帶鋼右側(cè)端點間隔軋輥左端面的坐標為： 帶鋼左側(cè)端點間隔軋輥

18、左端面的坐標為： 特定點3與4和5與6的間隔為：SFAA 62RAL特定點的坐標特定點的坐標 123210435106578xGSFxGSFxxxxAAxGXSFAAxxAAxGXSFxGXSFRAL特定磨損點的磨損特定磨損點的磨損 10213145617180yyVtyVtyVtyVtyVtyVtyRAL第第4段磨損計算模型段磨損計算模型 第4段任務(wù)輥磨損采用3次曲線： 假設(shè)3、4點中分點的磨損量為： 經(jīng)過實際推導(dǎo)可得第4段磨損 計算模型： -0.5(y3-y4)oyxx0.5(x4-x3)-0.5(x4-x3)0.5(y3-y4)3次磨損曲線表示圖 )43(5 . 034)43(5 . 0

19、34yyyxxx3yaxxcxx3320.5( 34)2( 34)3/4342VtyyaxxcxxyyaAAcaAAxxxxx RAL任務(wù)輥磨損的計算任務(wù)輥磨損的計算 任務(wù)輥8個特定磨損點將任務(wù)輥輥面分為9個磨損段，沿任務(wù)輥輥面全長共分301個磨損點。根據(jù)各磨損點所處磨損段的不同，進展任務(wù)輥磨損插值計算。 10 xxVwVw21) 12(1211xxxyyxxxxyVwVw322xxxypyVwVwRAL 54) 45(4544xxxypyyxxxxyVwVw766xxxypyVwVwypyyxxxxyVwVw)87(8787WRLENxxVwVw8RAL4.8.2 任務(wù)輥磨損的修正計算任務(wù)輥

20、磨損的修正計算 任務(wù)輥磨損凸度是指帶鋼參考點對應(yīng)點的軋輥磨損量凸度的平均值。所以，只需求出任務(wù)輥的兩個參考點的磨損量和軋輥中心磨損量即可得出任務(wù)輥的磨損凸度。RAL任務(wù)輥左側(cè)參考點磨損量的計算任務(wù)輥左側(cè)參考點磨損量的計算 0.5()EDGELLWRBRELPOINT式中：RELPOINT參考點與帶鋼邊部的間隔。不思索橫移時左側(cè)參考點坐標的計算不思索橫移時左側(cè)參考點坐標的計算任務(wù)輥橫移后左側(cè)參考點所處磨損段左側(cè)節(jié)點編號任務(wù)輥橫移后左側(cè)參考點所處磨損段左側(cè)節(jié)點編號 )(INTXSHIFTEDGELKL式中：x任務(wù)輥磨損點的間距。 RAL任務(wù)左側(cè)參考點磨損量插值計算任務(wù)左側(cè)參考點磨損量插值計算 (1)()()(1)()()Vt KLVt KLDRUNRVt KLXx KLx KLXEDGESHIFTx KL式中：Vt(KL)KL點的軋輥磨損； Vt(KL1)(KL+1)點的軋輥