一种带钢厚度的控制方法及装置
阅读说明：本技术 一种带钢厚度的控制方法及装置 (Method and device for controlling thickness of strip steel ) 是由 林海海 于孟 李宫胤 陈飞 王凤琴 王永强 文杰 李洋龙 王慧 昝现亮 令狐克志 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供了一种带钢厚度的控制方法及装置,方法包括：获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度,根据第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节第一当前机架的辊缝,第一当前机架包括：第一机架及第二机架；获取带钢在第二当前机架出口处的厚度,根据第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节第二当前机架的辊缝,第二当前机架包括：第一机架及第四机架；根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理,利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝,第三当前机架包括：第二机架、第三机架及第四机架；获取各机架间的实际张力,根据实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝。(The embodiment of the invention provides a method and a device for controlling the thickness of strip steel, wherein the method comprises the following steps: the incoming material thickness of belted steel at first current frame entrance is obtained, and the roll gap of first current frame is adjusted according to the deviation between the thickness of first current frame entrance and the corresponding target thickness, and first current frame includes: a first frame and a second frame; obtaining the thickness of the strip steel at the outlet of the second current frame, and adjusting the roll gap of the second current frame according to the thickness of the outlet of the second current frame and the deviation between the corresponding target thicknesses, wherein the second current frame comprises: a first frame and a fourth frame; according to the principle that the second flow of the outlet and the inlet of the cold continuous rolling mill stand are equal, the roll gap of the third current stand is adjusted by utilizing a preset second flow thickness difference control model, and the third current stand comprises: the second rack, the third rack and the fourth rack; and acquiring the actual tension between the frames, and adjusting the roll gaps of the corresponding frames according to the tension deviation between the actual tension and the preset target tension.)
技术领域
本发明涉及冷连轧技术领域，尤其涉及一种带钢厚度的控制方法及装置。
背景技术
带钢的厚度精度是冷轧带钢最重要的质量指标之一。随着汽车、航空、家电、精密仪表、民用建筑、食品罐头等行业的兴起与发展，对冷轧带钢的厚度精度具有严格的要求。
冷连轧机是冶金行业中最复杂、自动化程度最高、精度要求最严的装备之一，它在一定程度上代表了钢铁工业技术发展的水平。冷连轧机厚度前馈控制是保证冷轧带钢成品厚度精度的重要手段。来料厚差是冷轧带钢成品产生厚差的重要原因，因此传统的冷连轧机厚度前馈控制使用在机架前直接测量的来料厚差进行前馈控制。
但是目前的冷连轧厚度控制策略在厚度控制上，带材厚度整体控制较差，尤其是带材头尾振荡及带材中部厚度波动问题比较严重，导致带材质量严重受到影响。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种带钢厚度的控制方法及装置，用于解决现有技术中在带钢的厚度控制中，由于带材头尾振荡及带材中部厚度波动问题比较严重，导致带材质量得不到确保的技术问题。
本发明提供一种带钢厚度的控制方法，应用在冷连轧机架上，所述冷连轧机架包括：第一机架、第二机架、第三机架及第四机架；所述方法包括：
获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝，所述第一当前机架包括：所述第一机架及所述第二机架；
获取所述带钢在第二当前机架出口处的厚度，根据所述第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架；
根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架；
获取各机架间的实际张力，根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝。
上述方案中，利用预先设置的秒流量控制模型调节第三当前机架的辊缝，包括：
利用秒流量厚度差控制模型确定所述第三当前机架出口的厚度差
上述方案中，利用预先设置的秒流量控制模型调节第三当前机架的辊缝，包括：
利用秒流量厚度差控制模型
上述方案中，其特征在于，所述利用预先设置的秒流量控制模型调节第三当前机架的辊缝后，还包括：
利用所述秒流量速度补偿模型调节所述第三当前机架中第i机架的速度补偿值，所述i＝2，3，4。
上述方案中，所述秒流量速度补偿模型包括：
上述方案中，△Hi根据公式确定；其中，所述△hi为所述计算出的第i机架出口的厚度差，
本发明还提供一种带钢厚度的控制装置，应用在冷连轧机架上，所述冷连轧机架包括：第一机架、第二机架、第三机架及第四机架；所述装置包括：
获取单元，用于获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度、所述带钢在所述第二当前机架出口处的厚度及各机架间的实际张力；
第一调节单元，用于根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝，所述第一当前机架包括：所述第一机架及所述第二机架；
第二调节单元，用于根据第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架；
第三调节单元，用于根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架；
第四调节单元，用于根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝。
上述方案中，所述第三调节单元具体用于：
利用秒流量厚度差控制模型
上述方案中，所述第三调节单元具体用于：
利用秒流量厚度差控制模型
上述方案中，所述第三调节单元具体还用于：利用所述秒流量速度补偿模型调节所述第三当前机架中第i机架的速度补偿值，所述i＝2，3，4。
本发明实施例提供了一种带钢厚度的控制方法及装置，应用在冷连轧机架上，所述冷连轧机架包括：第一机架、第二机架、第三机架及第四机架；所述方法包括：获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝，所述第一当前机架包括：所述第一机架及所述第二机架；获取所述带钢在所述第二当前机架出口处的厚度，根据所述第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架；根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架；获取各机架间的实际张力，根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝；如此，相当于对第一机架采用前馈厚度自动控制策略、反馈厚度自动控制策略及秒流量厚度自动控制策略，对第二机架采用前馈厚度自动控制策略、秒流量厚度自动控制策略；对第三机架采用秒流量厚度自动控制策略；对第四机架采用秒流量厚度自动控制策略及前馈厚度自动控制策略；这样对前部第一机架、中部第二至第三机架及后部第四机架均采用了响应的厚度控制策略，避免带钢头尾厚度及带钢中部厚度的波动，确保了带钢的整体质量。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的带钢厚度的控制方法流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的带钢厚度控制装置结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中在带钢的厚度控制中，由于带材头尾振荡及带材中部厚度波动问题比较严重，导致带材质量得不到确保的技术问题，本发明实施例提供了一种带钢厚度的控制方法及装置，应用在冷连轧机架上，所述冷连轧机架包括：第一机架、第二机架、第三机架及第四机架；所述方法包括：获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝，所述第一当前机架包括：所述第一机架及所述第二机架；获取所述带钢在所述第二当前机架出口处的厚度，根据所述第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架；获取所述第四机架的实际张力，根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节所述第四机架的辊缝；根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架。
下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实施例一
本实施例提供一种带钢厚度的控制方法，应用在冷连轧机架上，所述冷连轧机架包括：第一机架、第二机架、第三机架及第四机架；如图1所示，所述方法包括：
S110，获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝，所述第一当前机架包括：所述第一机架及所述第二机架；
本实施例对第一当前机架采用前馈厚度自动控制策略，具体为：获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝。第一当前机架包括：第一机架及第二机架。
举例来说，以第一机架为例，在采用前馈厚度自动控制策略(一般为FF-AGC)时，获取带钢在第一机架入口处的来料厚度，根据第一机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一机架的辊缝。其中，这里提及的对应的目标厚度为预先设定的来料厚度。
同时，为了保证机架间张力稳定，还需调节上游相邻机架转矩。比如第一机架-第二机架的机架间张力偏高时，则降低第一机架的扭矩，从而使机架间张力处于稳定状态。
S111，获取所述带钢在所述第二当前机架出口处的厚度，根据所述第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架；
并且，为了消除第二当前机架出口时的厚度偏差，提高厚度控制精度，还对第二当前机架采用反馈厚度自动控制策略(一般称之为MN-AGC)，具体为：获取所述带钢在所述第二当前机架出口处的厚度，根据所述第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架。
这里，还可以同时采用Smith厚度补偿策略来调节第二当前机架的辊缝。Smith厚度补偿策策略是通过预先估计出在给定信号下的动态特性，然后由预估器进行补偿，使调节器提前动作来调节第二当前机架的辊缝，从而减小超调量并加快调节过程。
同样以第一机架为例，在采用反馈厚度自动控制策略时，当带钢经第一轧机轧制后，获取带钢在第一机架出口处的厚度，根据所述第一机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节第一机架的辊缝。这里，在第一机架的出口处安装有测厚仪，当第一机架轧制完毕后，利用测厚仪获取带钢在第一机架出口处的实际厚度，并计算带钢在第一机架出口处的实际厚度与对应目标厚度之间的差值，根据该差值调节第一机架的辊缝。当第一机架出口处的实际厚度小于对应的目标厚度时，增大第一机架的辊缝；当第一机架出口处的实际厚度大于对应的目标厚度时，减小第一机架的辊缝。
其中，这里所提及的目标厚度为预先设定的第一机架出口的带钢厚度。
S112，根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架。
为了提高对中部机架的厚度的控制精度，根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架。
秒流量厚度差控制模型的控制策略(称之为MF-AGC)主要是根据秒流量相等的原理，根据当前机架的上一机架出口的带钢厚度、当前机架出口的带钢实际速度与当前机架的上一机架出口的带钢实际速度之比确定的，主要实现精确预测带钢厚度的目的。
作为一种可选的实施例，当i＝2时，确定第二机架出口的厚度差时，利用预先设置的秒流量控制模型调节第三当前机架的辊缝，包括：
利用秒流量厚度差控制模型
作为一种可选的实施例，当i＝3或4时，利用预先设置的秒流量控制模型调节第三当前机架的辊缝，包括：
利用秒流量厚度差控制模型
这里，当i＝2或3时，△Hi根据公式(1)确定：
其中，△hi为计算出的第i机架出口的厚度差，为第i机架出口对应的目标厚度。
这里，利用预先设置的秒流量控制模型调节第三当前机架的辊缝后，还包括：利用所述秒流量速度补偿模型调节第三当前机架中第i机架的速度补偿值，所述i＝2，3，4。
秒流量速度补偿模型主要是利用当前机架的厚度差计算速度补偿值，将该速度补偿值反馈作用于上一机架速度值，通过速度变化改变机架间张力，通过张力环调节当前机架的辊缝，达到消除带刚厚度差的目的，同时可维持机架间张力的恒定。
其中，秒流量速度补偿模型包括：
S113，获取各机架间的实际张力，根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝。
本步骤中，还需获取各机架间的实际张力，根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝，来保证张力稳定。以第二机架为例，当第一机架-第二机架的机架间张力值偏高时，增大第二机架的辊缝值。这样一方面维持机架间张力恒定，同时还可以消除第二机架出口的厚度偏差。
这样，相当于对第一机架采用前馈厚度自动控制策略、反馈厚度自动控制策略及秒流量厚度自动控制策略，对第二机架采用前馈厚度自动控制策略、秒流量厚度自动控制策略；对第三机架采用秒流量厚度自动控制策略；对第四机架采用秒流量厚度自动控制策略及前馈厚度自动控制策略；这样对前部第一机架、中部第二至第三机架及后部第四机架均采用了响应的厚度控制策略，避免带钢头尾厚度及带钢中部厚度的波动，确保了带钢的整体质量。
实施例二
基于同样的发明构思，本实施例提供一种带钢厚度的控制装置，参见图2，装置包括：获取单元21、第一调节单元22、第二调节单元23、第三调节单元24及第四调节单元25；其中，
获取单元21用于获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，第一调节单元22馈厚度自动控制策略，具体为：获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝。第一当前机架包括：第一机架及第二机架。
举例来说，以第一机架为例，在采用前馈厚度自动控制策略(一般为FF-AGC)时，获取带钢在第一机架入口处的来料厚度，根据第一机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一机架的辊缝。其中，这里提及的对应的目标厚度为预先设定的来料厚度。
同时，为了保证机架间张力稳定，还需调节上游相邻机架转矩。比如第一机架-第二机架的机架间张力偏高时，则降低第一机架的扭矩，从而使机架间张力处于稳定状态。
并且，为了消除第二当前机架出口时的厚度偏差，提高厚度控制精度，还对第二当前机架采用反馈厚度自动控制策略(一般称之为MN-AGC)，具体地，获取单元21还用于：获取所述带钢在所述第二当前机架出口处的厚度；第二调节单元23用于根据所述第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架。这里，还可以同时采用Smith厚度补偿策略来调节第二当前机架的辊缝。Smith厚度补偿策策略是通过预先估计出在给定信号下的动态特性，然后由预估器进行补偿，使调节器提前动作来调节第二当前机架的辊缝，从而减小超调量并加快调节过程。
同样以第一机架为例，在采用反馈厚度自动控制策略时，当带钢经第一轧机轧制后，获取带钢在第一机架出口处的厚度，根据所述第一机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节第一机架的辊缝。这里，在第一机架的出口处安装有测厚仪，当第一机架轧制完毕后，利用测厚仪获取带钢在第一机架出口处的实际厚度，并计算带钢在第一机架出口处的实际厚度与对应目标厚度之间的差值，根据该差值调节第一机架的辊缝。当第一机架出口处的实际厚度小于对应的目标厚度时，增大第一机架的辊缝；当第一机架出口处的实际厚度大于对应的目标厚度时，减小第一机架的辊缝。
其中，这里所提及的目标厚度为预先设定的第一机架出口的带钢厚度。
为了提高对中部机架的厚度的控制精度，根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架。
秒流量厚度差控制模型的控制策略(称之为MF-AGC)主要是根据秒流量相等的原理，根据当前机架的上一机架出口的带钢厚度、当前机架出口的带钢实际速度与当前机架的上一机架出口的带钢实际速度之比确定的，主要实现精确预测带钢厚度的目的。
那么，当i＝2时，确定第二机架出口的厚度差时，第三调节单元24用于：
利用秒流量厚度差控制模型
当i＝3或4时，第三调节单元24用于：
利用秒流量厚度差控制模型确定第三当前机架出口的厚度差
这里，当i＝2或3时，△Hi根据公式(1)确定：
其中，△hi为计算出的第i机架出口的厚度差，
这里，利用预先设置的秒流量控制模型调节第三当前机架的辊缝后，还包括：利用所述秒流量速度补偿模型调节第三当前机架中第i机架的速度补偿值，所述i＝2，3，4。
秒流量速度补偿模型主要是利用当前机架的厚度差计算速度补偿值，将该速度补偿值反馈作用于上一机架速度值，通过速度变化改变机架间张力，通过张力环调节当前机架的辊缝，达到消除带刚厚度差的目的，同时可维持机架间张力的恒定。
其中，秒流量速度补偿模型包括：
进一步地，获取单元21还需获取各机架间的实际张力，第四调节单元25用于根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝，来保证张力稳定。以第二机架为例，当第一机架-第二机架的机架间张力值偏高时，增大第二机架的辊缝值。这样一方面维持机架间张力恒定，同时还可以消除第二机架出口的厚度偏差。
本发明实施例提供的带钢厚度的控制方法及装置能带来的有益效果至少是：
本发明实施例提供了一种带钢厚度的控制方法及装置，应用在冷连轧机架上，所述冷连轧机架包括：第一机架、第二机架、第三机架及第四机架；所述方法包括：获取带钢在第一当前机架入口处的来料厚度，根据所述第一当前机架入口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第一当前机架的辊缝，所述第一当前机架包括：所述第一机架及所述第二机架；获取所述带钢在所述第二当前机架出口处的厚度，根据所述第二当前机架出口处的厚度及对应目标厚度之间的偏差调节所述第二当前机架的辊缝，所述第二当前机架包括：所述第一机架及所述第四机架；根据冷连轧机架出口和入口秒流量相等的原理，利用预先设置的秒流量厚度差控制模型调节第三当前机架的辊缝，所述第三当前机架包括：所述第二机架、所述第三机架及所述第四机架；获取各机架间的实际张力，根据所述实际张力与预设的目标张力之间的张力偏差调节对应机架的辊缝；如此，相当于对第一机架采用前馈厚度自动控制策略、反馈厚度自动控制策略及秒流量厚度自动控制策略，对第二机架采用前馈厚度自动控制策略、秒流量厚度自动控制策略；对第三机架采用秒流量厚度自动控制策略；对第四机架采用秒流量厚度自动控制策略及前馈厚度自动控制策略；这样对前部第一机架、中部第二至第三机架及后部第四机架均采用了响应的厚度控制策略，避免带钢头尾厚度及带钢中部厚度的波动，确保了带钢的整体质量。
实施例三
实际应用中，根据产线检测实际数据建立相关机架厚差计算模型及速度补偿模型，利用实施例一提供的方法及实施例二提供的装置对带钢厚度进行控制时，实现如下：
以第二机架为例介绍秒流量控制策略，
即根据秒流量计算模型得到的第二机架出口带材厚差为0.009mm，带材厚差百分比为0.6％。
根据第二机架出口秒流量计算带材厚差可计算速度反馈补偿值，取常值增益
即由第二机架秒流量计算模型得到速度反馈补偿值为2.98％，该值反馈作用于第一机架速度，通过改变第一机架速度，使第一机架与第二机架间张力发生变化，从而起到消除带材厚差的目的。
以第二机架为例介绍前馈厚度自动控制策略，△H1为第一机架出口的带材厚度差百分比，取值1.2％，轧机刚度M2＝5890KN/mm，轧件的塑性系数Q2＝16446KN/mm，常值增益系数
即由第二机架的辊缝反馈补偿值为0.006mm，该值前馈作用于第二机架辊缝，通过改变第二机架压下，实现消除第一机架出口带材厚差的目的。
本技术实施后有效的提高了连轧机中部各机架带材厚度控制能力，成品带材厚度控制精度可提高6％左右，尤其针对高强钢带材厚度周期性振荡问题改善效果明显。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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