热轧精轧出口仪表检测双重化实现连续反馈控制的方法

摘要

本发明公开了一种热轧精轧出口仪表检测双重化实现连续反馈控制的方法，具体为：将用于检测生产指标参数的仪表集成到热连轧生产线中，其中每个生产指标参数至少由两台仪表来同时检测，每个生产指标参数采用相同数据输出模式来输出，对于每个生产指标参数均将其中一台仪表测出的参数作为实测信号，将其他仪表测出的信号作为冗余信号，实测信号和冗余信号均传输到控制系统，形成对成品关键质量指标检测数据的冗余输出、基础自动化对冗余信号的互为诊断、快速切换功能，从而实现仪表检测信息连续参与反馈的闭环控制，有效保证成品带钢的四项基本质量指标和提高轧机作业率。本发明对于提高产量、保证质量、降低废钢率和安全事故率起到了有力的保障。

说明书

技术领域

本发明涉及热轧薄板生产线，关键指标检测仪表的测量输出信号参与轧机控制的方法，尤其涉及热轧薄板精轧出口仪表检测信号双重化实现连续反馈控制的方法。

背景技术

在热轧卷板生产中，在线检测仪表装置要不断地为基础自动化轧机计算机(一级机)和过程控制计算机(二级机)实时提供准确的测量反馈数据信息，从而保证轧机计算机的各种控制输出数据得以准确快速地修正，以满足产品的各项指标控制要求。因此，轧线检测仪表在产品质量控制中起着至关重要的作用。

目前，国内众多热轧生产线关键数据检测点多采用单一的仪表装置进行实时数据检测和反馈，即使用单一的厚度、宽度、平直度、温度等测量信号参与带钢的轧制模型控制，但是在生产过程中，如果其中某一台仪表发生了故障，比如测宽仪，其测量反馈信号不能输出或与实际值严重偏离时，模型控制计算机也就不能得到真实的反馈数据，使二级机每次要下发的设定数据无法进行准确修正，这样会直接造成大量二级品或废品的发生，严重影响产品质量和产量。在这种情况下，过程控制计算机通常会采取屏蔽掉反馈数据，断开闭环控制，用同类规格和钢种的经验设定数据继续维持生产的方法。但是由于轧制计划的改变，在轧线更换了钢种和轧制规格之后，这种临时应急措施也就变得无能为力，使卷板的通条宽度指标无法实现准确控制，为避免二级品的发生，最终会导致轧线因仪表故障被迫临时停产检修的后果，直接影响了产量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的既能有效保证产品质量又能保持轧机连续生产的控制策略，即热轧精轧出口仪表检测信号双重化实现连续反馈控制的方法，来尽量满足热连轧生产的需求。

为实现上述目的，本发明热轧精轧出口仪表检测信号双重化实现连续反馈控制的方法，具体为：将用于检测关键指标参数的仪表集成到精轧机出口至卷取机的输出辊道上，其中每个指标参数至少由两台仪表来同时检测，对于每个关键指标参数均将其中一台仪表测出的参数作为实测信号，将其他仪表测出的参数作为冗余信号，实测信号和冗余信号均传输到控制系统，形成对成品关键质量指标检测数据的冗余输出、基础自动化对冗余信号的互为诊断、快速切换功能，从而实现仪表检测信息连续参与反馈的闭环控制，有效保证成品带钢的四项基本质量指标和提高轧机作业率。

进一步，每个所述关键指标参数由不同仪表检测得到的信号均采用相同的数据输出模式输出。

进一步，所述控制系统为相配合工作的基础自动化控制计算机TDC系统、过程控制计算机。

进一步，所述仪表包括测厚仪、多功能凸度仪、平直度仪、测宽仪、高温计；所述生产指标参数包括带钢的中心厚度、冷热宽度、终轧温度和卷取温度。

进一步，所述带钢的中心厚度采用设置在精轧出口处的测厚仪、多功能凸度仪来测量，所述测厚仪测量的信号为实测信号，所述多功能凸度仪测量的信号为冗余信号，其两仪表测量的信号在生产过程中互为诊断和备用，其中实测信号出现异常或终止时，所述控制系统迅速做出故障判断，发出报警，并自动触发程序内部的信号切换功能，屏蔽所述测厚仪的反馈信号，使其迅速撤出控制，同时适时地投入多功能凸度仪的备用测厚冗余信号参与到成品中心厚度的控制中。

进一步，所述测厚仪、多功能凸度仪的测量精度≤±2um。

进一步，所述带钢的冷热宽度采用设置在精轧出口处的平直度仪、多功能凸度仪来测量，所述平直度仪测量的信号为实测信号，所述多功能凸度仪测量的信号为冗余信号，其两仪表测量的信号在生产过程中互为诊断和备用，其中实测信号出现异常或终止时，所述控制系统迅速做出故障判断，发出报警，并自动触发程序内部的信号切换功能，屏蔽所述平直度仪的反馈信号，使其迅速撤出控制，同时适时地投入多功能凸度仪的备用冗余信号参与到成品冷热宽度的控制中。

进一步，所述测宽仪测宽精度≤±0.9mm，凸度仪测宽精度≤±1.0mm。

进一步，所述带钢的终轧温度采用设置在精轧出口处的高温计、测厚仪附带测温仪来测量，所述高温计测量的信号为实测信号，所述测厚仪附带测温仪测量的信号为冗余信号，其两仪表测量的信号在生产过程中互为诊断和备用，其中实测信号出现异常或终止时，所述控制系统迅速做出故障判断，发出报警，并自动触发程序内部的信号切换功能，屏蔽所述高温计的反馈信号，使其迅速撤出控制，同时适时地投入所述测厚仪附带测温仪的备用冗余信号参与到成品终轧温度的控制中。

进一步，所述带钢的卷取温度采用设置在卷取入口辊道上的两台高温计来测量，其中一台所述高温计测量的信号为实测信号，另一台所述高温计测量的信号为冗余信号，其两仪表测量的信号在生产过程中互为诊断和备用，其中实测信号出现异常或终止时，所述控制系统迅速做出故障判断，发出报警，并自动触发程序内部的信号切换功能，屏蔽故障高温计的反馈信号，使其迅速撤出控制，同时适时地投入正常高温计的备用冗余信号参与到成品卷取温度的控制中。

本发明主要利用多个仪表的相互配合，达到数量配置合理而不繁杂，既做到低成本投入同时兼有高性价比的特点，又能满足热轧线满负荷快节奏高质量的轧制要求，在某单台仪表出现故障的情况下，生产线不会受其影响，仍然能保持正常生产，对于提高产量、保证质量、降低废钢率和安全事故率起到了有力的保障作用。

附图说明

图1为本发明中带钢的中心厚度连续控制示意图；

图2为本发明中带钢的冷热宽度连续控制示意图；

图3为本发明中带钢的终轧温度连续控制示意图；

图4为本发明中带钢的卷取温度连续控制示意图。

具体实施方式

本发明热轧精轧出口仪表检测双重化实现连续反馈控制的方法，具体为：将用于检测生产指标参数的仪表集成到精轧机出口至卷取机的输出辊道上，其中每个生产指标参数至少由两台仪表来同时检测，每个生产指标参数采用相同数据输出模式来输出，对于每个生产指标参数均将其中一台仪表测出的参数作为实测信号，将其他仪表测出的信号作为冗余信号，实测信号和冗余信号均传输到基础自动化控制计算机TDC系统、过程控制计算机，形成对成品关键质量指标检测数据的冗余输出、基础自动化对冗余信号的互为诊断、快速切换功能，从而实现仪表检测信息连续参与反馈的闭环控制，有效保证成品带钢的四项基本质量指标和提高轧机作业率。

本发明中仪表包括测厚仪、多功能凸度仪、平直度仪、测宽仪、高温计。带钢的中心厚度采用设置在精轧出口处的测厚仪、多功能凸度仪来测量；其中测厚仪测量的信号为实测信号，多功能凸度仪测量的信号为冗余信号。带钢的冷热宽度采用设置在精轧出口处的平直度仪、多功能凸度仪来测量；其中平直度仪测量的信号为实测信号，多功能凸度仪测量的信号为冗余信号。带钢的终轧温度采用设置在精轧出口处的高温计、测厚仪附带测温仪来测量；其中高温计测量的信号为实测信号，测厚仪附带测温仪测量的信号为冗余信号。带钢的卷取温度采用设置在卷取入口辊道上的两台高温计来测量，其中一台高温计测量的信号为实测信号，另一台高温计测量的信号为冗余信号。

如图1所示，在轧制过程中，精轧末机架出口的测厚仪测量带钢中心厚度，并输出与目标厚度设定值之间的偏差值Δa，而与之并列的多功能凸度仪同样也能测量并输出带钢中心位置厚度的偏差值Δb，将Δa和Δb同时引入基础自动化的轧机计算机中，当TDC系统选择Δa参与THC闭环控制时，则Δb处于备用状态，同时将Δa和Δb接入到诊断模块中，当测厚仪测量出现异常，Δa的绝对值超过最大允许偏差值Δs，而Δb的绝对值仍在最大允许偏差范围Δs内时，轧机计算机则做出故障判断，发出报警，并自动触发程序内部的控制信号切换功能，将Δa参量迅速屏蔽，同时适时的投用Δb。使凸度仪的测量反馈值直接参与到THC控制中。

如图2所示，在轧制过程中，精轧末机架出口的平直度仪(含测宽功能)检测成品带钢的冷热宽度，并输出与宽度设定值的偏差值Δw，此时与之并列的多功能凸度仪同样也能测量并输出带钢冷热宽度的偏差值Δp，将Δw、Δp同时引入轧机计算机中，并通过数据转换模块传输到过程控制计算机(二级机)，用于粗轧立辊轧机的设定点修正计算。当Δw投入模型宽度控制时，Δp处于备用状态，当测宽仪测量出现异常，Δw的绝对值超过最大允许偏差Δs，而Δp仍处于最大允许偏差Δs范围内时，轧机计算机做出故障判断，发出报警，并自动触发信号切换功能，将Δw信号屏蔽，同时投用Δp。使凸度仪直接参与到成品宽度模型的控制中。

如图3所示，在轧制过程中，精轧末机架出口的测厚仪附带测量带钢中心温度，并输出检测值Ta，出口高温计输出检测值Tb，将Ta和Tb同时引入基础自动化的轧机计算机中，当Ta参与温度控制时，Tb处于备用状态，当信号Ta出现异常，温度偏差超过限定值Ts时，轧机计算机则做出故障判断，发出报警，并自动触发信号切换功能，将Ta参量迅速屏蔽，同时投用Tb。使专检高温计的测量值迅速投入到终轧温度控制调节中。

如图4所示，在轧制过程中，将两台专检高温计的温度信号T1和T2同时引入轧机计算机中，当T1参与卷取温度控制时，T2处于备用状态，当信号T1出现异常温度偏差超过限定值Ts时，轧机计算机则做出故障判断，发出报警，并自动触发信号切换功能，将T1参量迅速屏蔽，同时投用T2。使备用高温计的测量值迅速投入到卷取温度控制调节中。

本发明利用不同仪表的组合，使精轧出口带钢中心厚度、终轧温度、宽度及卷取温度四项基本指标检测数据实现双冗余输出，并同时传输给轧机计算机系统，轧机计算机在对两路实时检测的反馈数据进行监控和诊断的同时，选择其中一路信号参与相关指标的过程控制，当由于仪表故障，参与控制的一路反馈信号出现异常时，轧机计算机做出故障判断，发出报警，并采取信号切换的手段，屏蔽故障信号，适时的无扰动投入另一路备用的反馈信号，满足连续反馈控制轧制的生产要求，采用本方法可以有效保证成品带钢的质量指标要求，降低轧废，减少设备的故障停机时间，提高轧机的生产效率。