热轧板型控制

武汉理工大学
硕士学位论文
热轧板型控制
姓名：朱从波
申请学位级别：硕士
专业：机械制造及其自动化指导教师：余席桂
2003.5.1
摘要
本文针对哈萨克斯坦卡门热轧厂板型技术改造成果，结合武钢热轧厂实际操作经验，从影响板型质量的错综复杂的因素中找出主要原因，如：带钢温度，弹性变形、材料变形、凸度、平直度，建立了相应的数学模型，并对哈萨克斯坦卡门热轧厂板型技术改造中机械、液压系统、计算机控制系统的实际应用进行了详细的分析与介绍。

在此基础上对于板型控制系统及控制方法进行了分析，建立了板型控制系统模型，为今后对传统轧机的板型技术改造、提高热轧带钢板型质量提供了宝贵的经验。

关键词：凸度平直度控制模型
ＨｏｔＳｔｒｉｐＳｔｅｅｌＰｒｏｆｉｌｅｓＣｏｎｔｒｏｌ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ
Ｔｈｅｃａｕｓｅａｎｄｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｃｏｎｇｏｌｍｅｔｈｏｄａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ
ａｂｏｕｔｐｒｏｆｉｌｅｓｑｕａｌｉｔｙｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ．Ｍｏｄｅｍｍｉｌｌｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｆｉｌｅｓ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｒｅｓｕｍｕｐａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅａｂｏｕｔＷＩＳＣＯｈｏｔ
ａｎｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｒｅｆｏｒｍａｔＫａｚａｋｈｓｔａｎ’Ｓｒｏｌｌｉｎｇｐｌａｔｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
Ｋａｒｍｅｔｈｏｔｒｏｌｌｉｎｇｍｉｌｌ．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓｍｏｄｅｌａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｓｔｒｉｐｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙｏｕｔｏｆｓｈａｐｅ，ｍａｔｅｒｉａｌｏｕｔｏｆｓｈａｐｅ，ｃｒｏｗｎ，ｆｌａｔｎｅｓｓ．Ｔｈｅｙａｒｅｍａｉｎｃａｕｓｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｆｉｌｅｓ．Ｉｔｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｄｅｓｃｒｉｂｅｓｉｎｇｒｅａｔｄｅｔａｉｌｗｈａｔｍａｃｈｉｎｅｒｙｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｙｓｔｅｍａｎｄｃｏｍｐｕｔｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｉｔｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｈａｔｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅｌｏｆｐｒｏｆｉｌｅｓｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｆｏｒｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｗｉｌｌｈｅｌｐｐｅｏｐｌｅｔｏｒａｉｓｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｏｆｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｆｉｌｅｓａｎｄｑｕａｌｉｔｙｏｆｈｏｔｓｔｒｉｐｓｔｅｅｌ．
Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＣｒｏｗｎＦｌａｔｎｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｌ
ＪＪ
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热轧板型控制功能研究
１概述
伴随着相关技术领域的技术进步，近２０年来热轧带钢生产和研究领域新技术层出不穷，推进Ｔ３：艺、设备、技术的飞跃发展。

哈萨克斯坦卡门１７００ｍｍ热连轧厂建于７０年代，由于受当时轧制技术的限制，精轧机没有液压弯辊、窜辊装置，其控制方式及模形是基于负荷分配的板形控制，因而板形质量差。

特别是９０年代卡门厂新的冷轧厂投产后，其热轧板形无法满足冷轧原料质量要求的矛盾更加突出。

为此，卡门厂下决心对热连轧厂进行改造。

通过国际竞标，武钢获得了对卡门热连轧精轧机Ｆ。

～Ｆ，上加装液压弯辊装置（第一期改造工程）、液压窜辊装置（第二期改造工程）以及相应的控制模型和过程控制系统的改造项目”…。

１．１板型控制技术概述
，●
板型控制技术历经了８０年代前的基于负荷分配的板型控制、９０年代的板形板厚解藕控制以及２０００年后的板型、板凸度和断面轮廊综合控制四个大的发展阶段。

负荷分配的板型控制是板形板厚解藕控制以及板形、板凸度、断面轮廊综合控制的基础，负荷分配是否合理，如各机架的压下量、ＳＬＮ力、凸度等，将直接影响到生产的稳定性和产品的产量及质量，特别是早期轧机，由于没有弯辊和窜辊装置，对已测得的板型缺陷无法进行在轧调整，需重新进行人工经验设定。

８０年代，随着ＣＶＣ、ＰＣ等轧机的诞生，板型在轧调整才成为可能，随之板型、板厚控制一体化的解藕控制得以实现。

随着板型检测技术的发展，已能实现对板型断面进行连续检测，这样获取断面轮廓曲线，以对板型进行综合控制。

目前只有武钢２２５０轧机引进此技术，而且还处于试运行阶段。

————＿————————————————————————————————————————＿——————————————一一
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板型技术的发展可谓目新月异，智能化轧制技术、板型模糊控制、专家系统和神经网络等技术的发展，必然给扳型控制技术以更广阔的前景。

１．２传统的板型控制主要方法
传统的板型控制方法可通过以下几个方面来实现对板型的控制：（１）根据轧辊热变形和磨损的规律，编制轧制单位——即确定轧辊使用寿命期内所轧钢板的轧制量。

（２）根据轧件规格、变形规律，设计工作辊的初始辊形（凸度）。

（３）考虑辊系变形及辊形，分配各个机架的负荷。

（４）调节轧制节奏以控制轧辊的热变形。

尽管传统方法对板型的控制能力有限，也不够灵活，但目前对于那些缺乏板型调整和控制手段的轧机，仍不失为—种重要的板型控制方法。

１．３当前板型控制的主要手段及典型轧机
在带钢的轧制过程中，由于钢板的反作用力，使轧辊产生弹性变形，从而在钢板断面出现中间厚、两边薄的现象，此断面厚度精度通常用同一断面上中点厚度与边部点厚度之差表示，即凸度。

一定的凸度能有效地控制带钢跑偏，但凸度过大则影响钢板外形轮廊尺寸。

而板带材实际形状与其理想的平直状态的偏差值，称为平直度。

有效地控制带钢的凸度和平直度始终是轧钢技术追求的目标，传统轧机是靠预设定机械弯辊力来控制板型。

现代轧机主要有液压缸弯辊、利用液压伺服控制系统、计算机系统对弯辊力进行动态调节。

通过预设定值，在线检测闭环控制、计算机的自适应、自学习，达到良好的效果。

以西马克为代表的欧洲公司发明了连续凸度控制工艺，英文：ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＣｒｏｗｎ简称：ＣＶＣ。

其执行机构的改进主要是：液压弯辊加串辊。

以三菱为代表的日本公司发明ＰＣ轧机技术，英文：ＰａｉｒＣｒｏｓｓ，其执行机构改进主要为：液压弯辊加工作辊、支承辊的成对交叉。

这两种技术都能很好地满足对板形的控制“。

２
武汉望三查兰堡主兰垡笙苎——
藿椒
群毒｝似ｑ
３
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我们在哈萨克期坦卡门热轧厂轧机技术改造中采用了ＣＶＣ轧制技耗萁改造重点是液压弯辘，本文将重点奔缮这些肉容。

葭ｉ～ｌ是我们改造后鞋辊弯辊、串辍的示意图。

过程计算机计算出辊缝初始值和额定补偿值，这些数据送入计算机计算出弯辊、串辊僵。

在攫度控制方面，ＣＶＣ系统擞据钢板厚度和控制程序设定某…辊缝值，按材料性能、机架延伸等条件决定压下油缸的位鬣。

板形变化会｛｜起车Ｌ副力分毒载变纯和工ｌ蕈辊弯辊鞭定基浆变纯，按照提燃瓣援律频繁调整辊缝值，从而实现钢板轧制的厚度、凸度控制；同时，平直度检测装避将测褥懿信号发送绘弯辍系统，控铡乎豢凄。

ｅｖＣ系统对每一次轻锾熬辗缝波动及时补偿，厚度、凸度控制和平直度控制交替作用，从而控制轧机生产出合格盼热幸Ｌ蒂钢。

函诧，凸度和平蛊度控制静先凌条俘是有一个可靠的、高教静计算机模型。

这取决于相关的参数，同时还取决于各机架的辊型及初始设定值。

图ｌ一２控制原理图
茎竖堡兰奎堂堡主堂壁丝塞——图ｌ一２说明了在数学模型中各输入、输出信号的关系。

输入参数是所有技术工艺轧制数据及在线轧制工艺反馈的。

控制各轧机的凸度和平直度需计算轧辊弹性变形，轧辊和材料的热变形等因素。

１．４本文的课题支撑、主要改造内容及意义
本文的课题支撑：
２００ｌ一２００２年武钢和中冶设备公司联合承包哈萨克斯坦卡门热轧厂液压弯辊、窜辊技术改造项目。

本文的主要内容包括：
（１）对热轧板型凸度缺陷和平直度缺陷问题的产生机理和影响板型的诸因素进行了分析。

（２）针对影响板型的主要因素（工作辊磨损、工作辊的热膨胀、机架弹性变形等）建立了数学模型，提出了弯辊、窜辊技术改造及控制方式与投入顺序。

（３）基于板型凸度、平直度控制数学模型及功能，提出了本控制系统的结构、方式及工作过程。

（４）提出了过程控制系统的主要配置。

（５）对其改造前后的技术指标进行了比较，技术改造达到了合同规定的性能指标。

２板型缺陷产生的主要因素及控制原理
２．１平直度的定义及形成机理
２．１．１平直度定义
平直度缺陷就是带钢中心点的纤维伸长与其它点的纤维伸长有差异，主
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要有两类平直度缺陷：中浪和边浪，如图２－１所示。

．如果将带钢沿纵向微分成无数份，就可以将带钢看成是无数根纤维合成的，带钢的“浪”形缺陷就可以视为纤维长度不一致产生变形，起“浪”的部分纤维长一些，我们比较带钢的纤维长度差别就可已得到带钢平直度数据。

其造成的原因是由于入口带钢的板形与工作辊的负荷辊形的不一致而造成平直度缺陷。

在轧制过程中，如果带钢某一点受力大，则该点的纤维伸长比其它点长，产生平直度缺陷。

为减少平直度缺陷，需施加一个反作用力，这就是弯辊力在板形控制中的作
图２－１
通过平直度仪通过测量带钢不同点纤维的伸长来计算带钢的平直度，其
定义可用如下公式表述：
．ｆｌａｔ＝毕一ｅ。

Ｚ
其中，ｆｌａｔ：带钢平直度；
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Ｐ。

：带钢操作侧纤维伸长；
ｅ。

：带钢传动侧纤维伸长；
ｅ。

、＾：带钢中心纤维伸长。

如果设波浪为正弦曲线，则纤维伸长（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）可利用线积分求出正弦益线长厶和曲线距离（直线）上的相对长度差占，故与上对应的曲线长度为：
三。

＝三＋△三ｚ上［，＋（叠）２］
则相对长度差为：ｓ＝丁ＡＬ＝（差）２＝譬×∥
目前，国际上对带材平宜度的表示方法均用，ｕ单位（即用则相对长度差乘以１０。

），
故：占≈２．５×１０－５Ｓ２
其中：Ｓ＝ｈ÷三
ｈ＝浪高
三＝浪长
其方法是连续采集带钢速度和表面与参考面的距离就可以计算出纤维的延伸长度，并将带钢中心和｜两边的纤维长度进行比较，即可判断其缺陷。

因此，我们采用激光光学三角测量原理，如果采样周期或检测时间作为一个时间微单元ｆ。

，带钢的运行速度从轧机计算机信号中得出，因此，在此时间内带钢的纵向运行长度为ｖ×ｆ。

，而该单位的垂直高度巩．－ｊ－用平直度仪测得，根据三角形关系，在ｆ．时间内，单元带钢的长度为：
越。

＝√（ｙ×，。

）２＋（埘‘）２
最后将每个采样周期计算出的单元长度加起来，就是带钢某处的纵向纤维长度¨，２“。

指数计算：从每个纤维的长度来计算其伸长量。

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纤维伸长量：ｅｏＳ＝（Ｌｏｓ—ＶｘＴ）／Ｓ×Ｔ
ｅＤＳ＝（ＬＤｓ—Ｖ×Ｔ）／Ｓ×Ｔ
ＣＣＮ＝（三“一Ｖ×ｖ）／ｓ×Ｔ
其中，矿：带钢速度
７１：持续时间
△上：带钢纤维伸长
ｂＪ－Ｉｆ．ｔ。

单元厚度变化量
对于平直度缺陷主要表现为边部浪形，通常标准为最大公差小于８ｎｌｎ／ｍ。

２．１．２平直度的产生机理
如果带钢的入口凸度和入口厚度之比与带钢的出口凸度和出口厚度之比相等，则轧出的带钢是平直的，带钢的平直度为零，即：吃／，ｖ。

＝６。

，／ｈｏ。

，若不相等，说明带钢边部纤维与中部纤维的延伸长度不相等，纤维间产生内应力，在一定范围内（ＳＥＵＩＬ）只发生弹性变形；若超出弹性范围，则纤维问产生了塑性变形，从而产生边浪或中浪，即产生板型缺陷。

板型控制就是要将带钢纤维内应力控制在弹性区的范围内，使带钢的纵向纤维内应力值趋近于零。

ＷＩＳＣＯ（武汉钢铁集团公司）与ＣＬＥＣＩＭ（法国克利西姆）承担的哈萨克斯坦卡门热轧厂改造就是通过对轧机各机架进行精确的弯辊力设定，并在轧制过程中进行自动反馈调整，配合窜辊使轧辊得到均匀的磨损，从而保证良好的凸度和平直度。

２．２凸度定义及形成机理
带钢的凸度取决于工作辊的负荷辊型及带钢的二次变形。

为了准确预报带钢的凸度，数学模型根据轧辊实际磨损、热膨胀以及轧制力等计算每一块钢轧制时的工作辊负荷辊型。

茎婆垄王奎堂堡主兰堡笙三一一
２．２１凸度定义
带钢凸度通过两台厚度计来测量，其中一台固定在中心线测量带钢厚度，另一台沿带钢宽度方向扫描并测量各点的厚度。

带钢某一点的凸度是相对于带钢的中心厚度来计算的。

：‰一毕
其中：Ｃ：凸度（Ｃｒｏｗｎ）；
％。

：带钢中心厚仪测得的厚度；
＾∞：距带钢边部传动侧４０ＩＩⅡＩｌ处测厚仪测得的厚度；
＾。

：距带钢边部操作侧４０ｒａｍ处测厚仪测得的厚度；
在实际轧制过程中，板型凸度可能产生楔形，即：％＝矗ｍ一矗ｍ，一般来说，凸度大于４０ｕ时，ｗ。

应小于｛ｃ；ｅｋｅｄ、于４０ｕ时，ｗ，应小于２７ｕ。

２．２．２凸度的形成机理
轧制过程中带钢的凸度取决于负载下的轧辊的凸度、金属的流动和带钢原始板型的凸度，轧机的辊缝形状形成了带钢的出口板型。

轧辊的空载凸度＝轧辊原始辊型＋轧辊热态凸度＋轧辊磨损凸度
轧辊的负载凸度＝轧辊空载凸度＋轧辊挠度＋轧辊弹性变形
以上因素决定了轧机的辊缝形状，构成了数学模型的主要参数和控制因素。

我们通过指定原始辊型制度，控制弯辊和串辊来改善带钢的凸度和平直度，使带钢边部和中部的延伸保持相同从而获得好的板型。

对于热轧板凸度的控制公差一般没有明确的规定，对凸度控制主要是为保证后续冷轧的要求。

冷轧对来料热轧板的凸度公差通常要求小于０．００７ｍｍ。

表一是我们对哈萨克斯坦卡门热轧厂改造前后凸度对照表：
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表一
边部２５ｒａｍ处的凸度（ｕ）
宽度
改造前改造后１０００—１２００
４０—７０
．≤８０
１２００一１５００≤１００４０—７０
３主要数学模型及板型控制改造
３．１主要数学模型
３．１．１工作辊磨损计算
工作辊磨损的基本公式为：
ｗｅａｒ．＝Ｊｉ｝∑吒ｋ／ｗ
其中：ｎ：机架号
巴：第ｒｌ架轧机轧第ｉ卷钢时的轧制力（吨）；
ｗ：带钢宽度（肌ｎ）；
Ｌ。

：第ｎ架轧机轧第ｉ卷钢时的轧制长度（ｍ）：
ｗｅａｒ：轧辊磨损（ｕ）；．
ｋ：与轧棍材质和带钢材质有关的系数；
根据实际使用过程中测量结果来看，轧辊沿带钢宽度方向的磨损并非一样，因此上述模型修改为：
ｗｅａｒ．＝．ｉ｝∑吒三。

（１＋ａＸ４）／ｗ
其中：一ｌ≤ｘ≤ｌ定义如下：
口：轧辊磨损系数，它与带钢累积长度（一个轧制单位）、轧制力、轧辊材质有关。

一般以一个数组存于板型计算机数据区，口［Ｏ．０００４４０．００６Ｊ。

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可在此区间内进行人工设定，最直接的办法是分别在冷、热态下对轧辊测量４０个点的辊径，再将两组数据输入板型计算机，即可生成口值。

当Ｘ＝０，（对应带钢中心线）：ｗｅａｒ。

＝ｋ∑ｆ。

上。

／ｗ
当ｘ＝±１，（对应带钢边部）：ｗｅａｒ。

＝女∑‘￡。

（１＋硝４）～
为了较精确计算磨损辊形，在模型中将轧辊沿辊身长度按每５ｍｍ分成
若干片，模型分别计算各片的磨损．模型中的ｘ和ｎ在调试时根据实测辊形
计算确定．
３．１．２工作辊的热膨胀因素
热膨胀模型是采用有限差分法的一维模型．在该模型中，轧辊按５ｍｍ
划分成许多片，并假设每片内的温度是均匀的，同时热辐射率是不变的．由于以下原因，工作辊温度降低：
●冷却水对轧辊的冷却；
●与空气的热交换；
●向周围的热辐射；
●与支撑辊的热交换；
●向辊颈轴向传递热；
而以下各项又导致工作辊温度上升：
●带钢进入轧机后的热辐射；
●与热带钢的接触；
●沿接触弧的摩擦影响；
●其他影响，如辊颈轴承座的摩擦等．
那ｋ一（ｆ），圳ｆ）Ｘ撖半×［（‰－Ｔ（ｆ），＋卷糍因此，工作辊的热膨胀模型为：
＋＿ｄ—ｔ×（ｒ（ｆ＋１），＋Ｔ（ｉ一１），一２Ｔ（ｉ），）】
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其中：Ｔ（ＯⅢ：在时间，＋ｄｔ时工作辊上第ｉ片的温度；
７１（氓：在时间ｔ时工作辊上第ｉ片的温度；
Ｌ。

，：水温：
ｔ。

：带钢温度；
Ａ（ｉ）：系数，轧辊与带钢接触，Ａ（ｉ）＝ｌ，
轧辊不与带钢接触，爿（ｆ）＝０；
ＡＲＣ：接触弧长；
ｋ，：轧辊与带钢间的热传导系数；
ｋ：：盈辊与除鳞水间的热传导系数；
ｋ：：轧辊与冷却水间的热传导系数；
ｋ。

：轧辊各片间的热传导系数；
３．１．３机架弹性变形
该程序计算出各种模型工作所需的模量，主要包括：
弹跳模量（刚度系数）
弯辊系数
带钢凸度系数
工作辊无负荷辊形系数
支撑辊无负荷辊形系数
利用以上模量，考虑以下各因素：
●入口带钢特性（凸度、厚度。

宽度．硬度等）；
●轧机特性（轧机弹跳，支持辊、辊颈等）；‘
●预设定的带钢轧制参数（轧制力、厚度，温度等）；
●无负荷工作辊辊形。

可以计算出带钢的凸度，计算公式如下：
Ｃｒｏｗｎ＝ＭＦｘＦ＋Ｍ８ｘＦＢ＋Ｍｂ×Ｂｔ“＋Ｍ。

曲ｘＢｖＩｄｒ＋Ｍ。

ｌ☆×Ｂ。

．赴其中：Ｍ，：弹跳系数
１２
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Ｆ：轧制力
Ｍ。

：弯辊系数
Ｒ：弯辊力
Ｍ。

：入口带钢凸度系数
Ｂ，ｏ，：入口带钢凸度
Ｍ。

：工作辊无负荷辊形系数
Ｂ，。

：工作辊无负荷辊形
Ｍ，。

：支撑辊无负荷辊形系数
占。

：支撑辊无负荷辊形
３．１．４工作辊无负荷辊形
为了计算带钢在各轧机出口的凸度和平直度，数学模型必须先计算出工作辊的无负荷辊形．工作辊的无负荷辊形取决于轧辊的初始磨削辊形、轧制过程中的轧辊磨损以及由于受热引起的轧辊膨胀．
该模型计算由于轧辊磨损和热膨胀变化引起的工作辊无负荷辊形的变化，该模型实际由两个模型组成，一个模型计算轧辊磨损，一个模型计算轧辊热膨胀．该模型考虑了各种初始磨削辊形的影响．
计算公式如下：
Ｎｏｌｏａｄｐｒｏｆｉｌｅ＝ｆ（Ｗｅａｒ，Ｇｒｉｎｄｉｎｇ，ｃｒｏｗｎ，Ｔｈｅｒｍａｌ）３．１．５带钢的凸度和平直度
该模型考虑带钢轧制时的变形和轧制后的塑性二次变形，而且根据入口带钢特性（凸度、平直度、厚度、宽度等）和负荷工作辊辊形计算出口带钢凸度和平直度。

３．１．５．１轧件咬入时的变形
以下为计算的前提：
●带钢的凸度是以带钢中心对称的：
●轧件是不可压缩的（即轧制前后轧件总体积不变）；
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●咬钢时的凸度和平直度是本轧件的积累；
可用以下公式描述轧机咬钢时带钢上各点与中心点纤维伸长之差：
Ｅ（ｘ１＝占×（ｆｉａｔ（ｘ）＋Ｃｒｏｗｎ（ｘ）／Ｈ＋ｂｃ（ｘ）／＾）
式中：ｆｉａｔ（ｘ）：轧机入口侧的带钢平直度；
Ｃｒｏｗｎ（ｘ）：轧机入口侧的带钢凸度；
Ｈ：轧机入口侧的带钢中心厚度；
６，（ｚ）：带钢在轧机咬入状态下的板形；
ｈ：轧机出口侧的带钢厚度；
占：宽展系数（０＜６＜１）。

３．１．５．２＝次变形
带钢经轧制后，由于宽度方向上各点的纤维伸长的差异，二次变形改变了原来带钢的伸长趋势，从而导致带钢的凸度和平直度缺陷。

以下各点作为计算二次变形的前提：
●带钢的凸度是以带钢中心对称的；
●轧件是不可压缩的（即轧制前后轧件总体积不变）；
●二次变形后没有其他的力作用；
●仅当伸长趋势超出规定的门槛值时才出现平直度缺陷．
带钢凸度和平直度模型可用以下公式描述：
ｌ、平直度控制模型：
●当纤维伸长在门槛范围内时，平直度为０，用数学公式表示为：
若占（曲∈（岛，。

旦，屯。

马ｆｌａｔ（ｘ）：０
●当纤维伸长超出门槛范围时，平直度表示为：
ｆｉａｔ（ｘ）：ａ×（占（ｘ）一ｋ×旦）
Ｗ
２、凸度控制模型
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数学公式表示为：，’
Ｃｒｏｗｎ（ｘ）＝ｂ。

（Ｘ）＋∥Ｘｈ×（Ｅ（Ｘ）一ｆｌａｔ（ｘ））
其中，ｆｆｘ）：带钢宽度方向上某点ｘ与中心点的纤维伸长之差
ｋ。

．：边浪门槛值系数（负数）；
ｋ。

边浪门槛值系数（正数）：
ｆｌａｔ（ｘ）：二次变形后带钢平直度；
Ｃｒｏｗｎ（ｘ１：二次变形后带钢凸度
ｈ：二次变形后带钢中心厚度；
ｂｃ（ｘ）：带钢在轧机咬入时的板形；
Ｗ：带钢宽度；
口、∥：平直度、凸度系数
３．１．６弯辊拉伸模量的计算
根据预设的轧制力和带钢特性来计算弯辊拉伸模量．计算出这个模量后，要将它送到与ＡＧＣ控制相关的系统中，以修正由于弯辊力的设定或变化对轧制厚度的影响。

ＡＧＣ系统的原理是：预先设定一个目标厚度，然后与检测到的实际厚度值进行比较得偏差值，将此偏差值分析计算后，得到校正值，去控制机架压下量。

它们用于：
１、在带钢轧制过程中，在与ＡＧＣ控制相关的系统中进行由于弯辊变化对带钢厚度影响的补偿．
现有的弹跳模型是：
ＡＨ：＝—Ａ—Ｆ
肘ｒ
增加弯辊功能后，新的弹跳模型是：
ＡＨ：＝—Ａ—Ｆ＋—ＡＦ—Ｂ
Ｍ
ＦＭ
Ｂ
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其中：△Ｈ压下变化量
ＡＦ：轧制力变化量
△凡：弯辊力变化量
Ｍ。

：机架模量；．每毫米厚度变化所需轧制力（公吨）的变化
Ｍ。

：弯辊模量＝每毫米厚度变化所需弯辊力（公吨）的变化２、增加弯辊功能后，在厚度设定计算机中，压下的位置计算要考虑弯辊设定力，所用的公式与上面相同．
３．１．７更换轧辊后的初始化
该模块储存工作辊和支撑辊的长度、直径、材质等各种数据，对自适应值和磨损辊形进行初始化．如果更换了所有轧辊，则带钢初次进入轧机时的自适应值和微调都要设置为零。

如果更换了哪个工作辊或支撑辊，坝［Ｊ将它的磨损和热膨胀辊形设置为零，并根据轧辊的材质计算热膨胀系数。

如果更换了哪个工作辊，则将它的自适应值设为零．
３．１．８弯辊设定模型’’
在带钢轧制前，这个模型优化弯辊力的设定，利用Ｆ２—Ｆ７机架的正弯功能，使带钢头部的凸度和平直度尽可能的与目标值接近。

它包括下列基本模型：
●工作辊无负荷辊形模型
●机架弹性变形模型
●带钢二次变形模型
●弯辊设定优化算法
●弯辊拉伸模量的计算
弯辊设定完成后，一方面将设定值及相关模量送到弯辊控制ＰＬＣ，用于
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平直度闭环控制；另一方面，也将设定值及相关模量送到ＡＧＣ控制系统，用
ｌ｛哦
子对压下位嚣静修正。

…
濂程示意如图３—１。

图３—１
弯辊预设定侥纯算法：
根据前面三个基本模型的结果，该模型优化设定糟轧机的弯辊，逐渐达至Ｂ下面的目的：
●良盎孑蛉带钢可轧性（减少或孝土绝机架阈的平直度缺陷）；
●由操作员或计算机确定的凸鹰和平直度二者之间的主目标；
●凸瘦弱平壹凄闯数次瓣檬，
该模型分为以下几个模块：
（１）辜Ｌ税兹篱纯
该模块摊除不使用弯辊力（或空过）的机架，存储进入第一个带有可调弯辊力税架时带钢的特髓。

（２）轧制性
该模块根据可轧制带钢和出口带钢的最大与最小凸度，计算两个极端的弯辊力设定。

１７
武汉堡三查登堡主鲎垡婆塞．一———————————————————————————————————一—一
《３）蘑豁凸度
根据出口带钢的鼹标凸度和两个极湍平直度来计算蹰个极端的弯辗力设定；当无法获得出口带钢的筒标凸度时，尽可能靠近目标凸度来计算弯辊力设定。

（４）目标平直度
根据出日攀钢熬基标乎豢度鞠爨令极蝼楚度来诗葵舞令辍璇戆弯疆力设定；当无法获得出口带钢的目标平赢度时，尽可能靠近目标平直度来计算弯辚力竣定。

（５）目标凸度和翻标平直度
翔柔凸浚优先，掇据磊标穗度帮尽可麓靠远舀标平矗度来计算弯辊力设定；如果平巅度优先，根据目标平直度和尽可熊靠近目标凸度采计算弯辗力设定。

（６）架阕平直度优化
该模块优化计算，以达到机架间平赢度缺陷最小的标准。

３。

１．转卷剃卷毒逶痉
根据本卷带钢轧制过程中的测量值（轧制力、温度、厚度、平直度、凸度等），分拆凸瘦和平直嶷的预报饭与实测值的差羿，并在下一卷的设定时邀行调整。

这个模型幽下列几个程芹缀成：
●工作辊无负蒋辊形模型
●机架弹性变彩模型
●平妻度基适农程凸度嶷适应
根据工作辗无负荷辊形模型和机架弹性变形模型计算的结果以及本卷带镪辜Ｌ糕遮程孛瓣溅量篷（车ｋ裁力、温度、簿度、乎壹度、魏度等），分祈凸度和平直度的预报值与实测值的差昴，并在下一卷的设定时进行调憋。

每次调整，我稍都执行带钢离边缘２５、４０、ｌ∞ｍ熊的凸度／平直魔计
ｌ巷
武汉理工大学硕士学位论文———＿———＿－—●——————————＾———＾—————————————●—ｌ—＿——＿—－—－———————————————一一一一一
算模型。

然后我们计算带钢出口平奁度、带钢出口凸度、机架间平直度的预报值和实测值之间的差异，每一方面的自适应都不会影响其它方面。

该模型要分别考虑带钢头部和带钢本体两种类型参数，带钢头部参数是为了机架间平直度适应。

如果操作员对弯辊力没有进行手动调节（用来纠正机架间平直度缺陷）的话、该模型假定机架间平直度缺陷小于１００１Ｕ。

３．２应用程序的功能描述
３．２．１进程管理和调度
ＯＰＶＭＳ是一个实时多任务的操作系统，允许多个任务同时在ＡＬＰＨＡ．ＳＥＲＶＥＲ计算机上运行，因此，过程控制级设计中另一个重点就是系统的管理和进程调度。

㈣
在弯辊控制的过程控制系统中，同时有多个进程运行，主要包括：
进程名优先级说明
１ＰＲＯＣ蛐悄２５进程管理
２ＴＡＳＫＩ２６带钢跟踪及进程调度（从粗轧至Ｆ７咬钢）
３ＴＡＳＫ２２６带钢跟踪及进程调度（从Ｆ７咬钢至抛钢）
４ＰＲ０ｃＣ０ｍｆ２９通讯子进程
５ＤＩＳＫＭＡＮ１６定时检查磁盘空间，删除过期数据文件
６ＲｐＯＣＢＥＮＤ２６弯辊设定进程
７ＰＲＯＣＰＲＯＦ２４凸度自适应进程
８ＰＲ０ｃＦＬＡＴ２８平直度自适应进程
－
９ＰＲｏｃＴＨ硎２４热膨胀进程
１０ＰＲＯＣＳＴＡＴ２２统计子进程
】９。