ГЛАВА 2
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ
И УПРАВЛЕНИЕ ФОРМОЙ ТОЛСТОГО ЛИСТА
А. ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ЭНЕРГОСИЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЛС КАК ОБЪЕКТА
АВТОМАТИЗАЦИИ
2.1. Принципы управления процессами прокатки
На рис. 2.1 представлена упрощенная функциональная структура процесса прокатки
на ТЛC с указанием целевых параметров режима обжатий как для всего цикла
прокатки, так и для отдельных пропусков, отражена роль расчетов режима обжатий
и адаптации математических моделей.
Целевые величины режима обжатий следующие:
а) для цикла прокатки: поперечная и продольная прокатка, конечная температура
листа, толщина, форма листа, ширина;
б) для отдельных пропусков: максимальный момент прокатки, максимальное усилие
прокатки, управление формой листа, максимальные относительное и
Рис. 2.1. Функциональная структура процесса прокатки на ТЛС
абсолютное обжатия.
Управление осуществляется по многоконтурной схеме (в упрощенном варианте
показаны лишь два контура). В иерархической структуре ИАСУ, содержащей
локальные системы, ЭВМ образует внешний контур регулирования, который
вырабатывает уставки для подчиненных локальных систем управления
и регулирования (базовый уровень системы технологических параметров). В самой
ЭВМ также имеется несколько контуров управления, построенных по принципу
многоконтурного и многоканального управлений. В качестве обратных связей для
этих контуров ЭВМ использует измеряемые и обрабатываемые параметры процесса
прокатки (усилия и моменты прокатки, отдельные толщины полосы по пропускам,
температуры и др.).
На рис. 2.2 представлена структура испытанного алгоритма автоматизированного
управления процессом прокатки на ТЛС. Система выполняет пассивные (П)
и активные (А) функции управления от ЭВМ технологическим процессом по
замкнутому циклу. В начале цикла или этапа прокатки выполняется
“предварительный расчет режима обжатий” по исходным данным и с учетом
ограничений на весь этап прокатки. В расчете используются статистически
обработанные данные измерений, а также исходные данные о слябе и параметры
стана согласно рис. 2.1. По данным такого расчета выполняется первый пропуск.
Затем для этого же пропуска с использованием полученных в нем данных измерений
производятся “дополнительный расчет”, “сравнение с замеренными величинами”,
“коррекция коэффициентов уравнений моделей”, “новый расчет для очередного
пропуска”, реализация полученных данных для выдачи уставок (если они допустимы)
или “пересчет” всей программы прокатки. Если при этом программа ранее
выполненного “предварительного расчета” значительно отклоняется от
пересчитанной, то “пересчет” прерывается и по уточненным моделям выполняется
новый “предварительный расчет”. Описанная процедура обеспечивает адаптацию
коэффициентов моделей и их обучение по фактическим параметрам прокатки
и оборудования стана. Полученные настройки запоминаются для моделей каждого
класса материала и затем используются при прокатке последующих слябов, имеющих
те же качественные показатели.
Рис. 2.2. Структурная схема алгоритма управления процессом прокатки на ТЛС
Для описания технологических соотношений процесса прокатки используются
уравнения моделей. Уравнения для расчета технологических параметров описывают
приближенные их зависимости от ряда данных, характеризующих процесс прокатки
и поддающихся измерениям. Эти уравнения имеют коэффициенты, которые
определяются по данным измерений, статистически обрабатываемым методами
корреляцоного анализа.
Контуры регулирования, представляемые с помощью системы моделей со
статистически определенными коэффициентами, обеспечивают хорошую
приспосабливаемость при сменах качественных показателей прокатываемого
материала, наглядность при описании процесса, а также экономичность по времени
к объему выполняемых программ.
Подпрограммой “стратегия прокатки” (рис. 2.1) выдаются целевые величины
прокатываемого листа для оптимизации режима обжатий. К ним относятся: конечная
толщина; конечная форма; конечная ширина; технологические условия, как,
например, поперечная или продольная прокатка; в некоторых случаях температура
окончания прокатки.
При этом для отдельных пропусков требуются такие данные:
максимальные усилия прокатки;
максимальный момент прокатки;
максимально допустимое значение усилия прокатки от пропуска к пропуску с точки
зрения плоскостности конечного продукта (формообразования);
максимальное абсолютное обжатие из соображений угла захвата.
Расчет режима обжатий позволяет на основании заданных и полученных при
прокатке целевых величин оптимизировать режим обжатий по минимуму числа
пропусков.
Из соображений динамики регулирования применяются величины, не зависящие от
настройки стана, как то:
относительное сопротивление пластической деформации;
относительный момент прокатки;
относительное снижение температуры;
сдвиг нулевой точки нагруженного раствора валков и др.
2.2. Усилия и моменты прокатки
Для расчета технологических параметров отдается предпочтение приближенным
аналитическим методам, т.е. уравнениям математических моделей, описывающим
зависимости рассчитываемой величины (например, давления металла на валки,
деформации клети) от ряда других величин, определяющих процесс прокатки
и поддающихся контролю. Для повышения точности расчетов эти уравнения
снабжаются корректирующими коэффициентами, полученными из результатов опытов
и измерений, а также обработанными статистическими методами корреляционного
анализа [4, 28, 29].
Показано, что аналитическое описание процесса устраняет трудности, возникаю
- Київ+380960830922