窄带热连轧机活套高度直接数字控制系统

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1993.02.014 第15卷第2期 北京科技大学学报 Vol.15 No.2 1993年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.1993 窄带热连轧机活套高度直接数字控制系统 杨卫东*孙一康王琦*王承基* 摘要：阐述了中450mm窄带热连轧机活套高度计算机控制系统的设计与实现，它涉及控制原 则、计算机系统硬软件、动态结构图、控制算法和其他一些与活套高度控制有关的特殊问题。 关键词：计算机控制，热带轧机，祈套高度 Direct Control System of LooperHeight in Narrow Hot Strip Mill Yang Weidong'Sun Yikang'Wang Qi''Wang Chengj i'. ABSTRACT:The design and implementation of 450mm narrow hot strip mill looper height computer control system is discussed.It involves the control principle,hardware and software of the computer system.dynamic structure diagram,control algorithm and other several special problemes related to looper height control. KEY WORDS:computer control,hot strip mill,looper height 目前，在我国的窄带钢生产线中，尚没有一条立足国内实现活套高度直接数字控制。 本文所介绍的上钢十)厂中450mm窄带热连轧机活套高度计算机控制系统，是在这一领域 的一次尝试，具有一定的应用推广价值。 活套高度控制的两个基本问题是活套支持器高度的设定和控制，而本文重点在于高度 控制的策略。我认为：在活套支持器的正常丁作范围内，即设定高度附近，高度控制的 精确性和快速性不应作为主要的追求目标，而耐应将控制的着眼点放在高度调节的平稳性 上，以保证恒定小张力的实现。但是，当活套支持器工作在其调节区边缘附近，且表现出 继续恶化的趋势时，对套量进行快速调整，以避免由于高度失控而造成堆钢拉钢事故，则 19920403收稿 *[H动化系(Department of Automation and Control Engineering) ··上海第-钢铁(Shanghai No.I Iron and Steel Plant) 第，作者：男、40岁，讲师

第 卷第 期 北 京 科 技 大 学 学 报 年 月 扭 。 窄带热连轧机活套高度直接数字控制系统 杨卫 东 ’ 孙 一 康 王 琦 ’ 王 承基 ’ 摘要 阐述 了 帜 窄带热连 轧 机 活套 高度 计算机控 制系统 的设计与实 现 它涉及控制原 则 、 计算机 系统硬软件 、 动态结构图 、 控制算法 和其他一些 与活套 高度控制有关的特殊 问题 。 关健词 计算机控制 ， 热带轧机 、 活套高度 游 ’ “ ’ 肠 必 ‘ ’ 肠 叨 ‘ ’ 中 ， ， ， ， ， 目前 ， 在我 国 的窄带 钢 生产线 中 ， 尚没 有 一 条 立 足 国 内实现 活 套 高度 直接数字控 制 。 本 文 所 介绍 的 一 钢 十厂 中 窄 带热连 轧 机 活 套 高度计算 机控制 系统 ， 是在 这 一 领域 的一 次尝 试 ， 具有 一 定 的应用推 ’ 一 价值 。 活套 高度控 制的两 个基本问题 是活套 支持器 高度 的设 定和控制 ， 而 本文 重点在 于 高度 控 制的策略 。 我 们认 为 在活套 支持器的 正 常 工作范围 内 ， 即设 定 高度 附近 ， 高度 控制的 精确性 和快速性 不 应 作 为主 要的追 求 目标 ， 而 应 将 控 制 的 着 眼 点放 在 高度 调节 的 平稳性 上 ， 以 保证恒 定 小 张 力的 实现 。 但是 ， 当活 套支持器 五作在其调 节 区边 缘 附近 ， 且表现 出 继续 恶 化 的趋 势 时 ， 对套 量进 行快 速调 整 ， 以避 免 由 于 高度失控而造 成堆 钢 拉 钢事 故 ， 则 一 礴 收 稿 自动化 系 一 ， 海 第 一 钢铁 一 一 一 第 · 作者 男 、 岁 、 讲师 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1993．02．014

Vol.15 No.2 窄带热连轧机活套高度直接数字控制系统 209 不容置疑地成了第一位的紧迫任务。因此、活套高度控制策略即高度调节器的参数甚至结 构应随工作状态的不同而改变，并以此作为控制软件设计的一个基本出发点。 与传统的活套高度控制模拟线路相比，实现高度计算机控制，具有算法调整容易、硬 件简单可靠、信息综合能力强、运算精度尚、参数稳定等一系列优点。特别是对活套高度 控制来说，由于各机架间套量存在强耦合、因此解耦控制技术的采用已是势在必行，国外 发达国家在这一方面业已进人实用阶段)；而采用计算机控制、则为进一步实现这些高 级控制算法、提高产品质量提供了可能性。 1活套高度控制系统的设计 1.1中450mm热轧机活套设备与工艺布置 上钢十「`中450mm窄带热连轧机使用的为气动活套，具有惯量小，快速性好等优 点，但存在张力恒定性较差的缺点。精轧机组共有二立六平8个机架，设置了5个活套支 持器，其工艺布置如图1所示。 18r8dz8z8z88° 几1JP1P2几1P3JP4JP5 #2LP 3LP 4LP SLP 图1活套支持器工艺布置 Fig.1 Distribution diagram of loop support 1.2基本前提与基本控制方案 中450mm连轧机的精轧机组主传动为可控硅供电的不可逆直流调速系统，因此通过 调整主电机速度来控制活套高度，存在因不能产生反向电流而失控的可能。这种情况下， 活套调节所要求的制动力矩将全部由轧制力矩提供。数字仿真和现场调试均已证明，在正 常轧制负荷分配下进行高度调节时，主传动电流并没有过零变负的趋热，因此，主传动系 统不可逆并不构成活套高度调节的障碍。这是本轧机高度控制系统赖以建立的一个基本前 提。 根据工艺操作制度，精轧机组的速度以JP3机架为基准、套量调整分别向上游、下 游两方向进行。即芹1、芒2活套采取逆调方案（调上游机架速度），午3、亡4、÷5活套 采取顺调方案（调下游机架速度）。JP3机架速度不参与活套高度闭环控制，从而将整个 活套高度控制系统隔离成两个不产生互扰的独立子系统，可以视其为是一种“工艺解耦”。 2计算机系统的硬件实现、软件结构与程序开发 2.1硬件实现 活套高度控制系统以1台美国Intel公司生产的isBC88/40A测量与控制单板计算机 为核心构成。该系统是中450mm热连轧计算机控制系统的一个组成部分。isBC88/40A 的主要特点为：

窄带热连 轧机活套高度直接数字控 制系统 不容置疑地成 了第一位 的 紧迫 任务 。 因此 ， 活套 高度控制策略 即高度调节 器 的参数甚至结 构应 随工作状态 的 不 同而 改 变 ， 并以 此作 为控制软件设 计的一 个基 本 出发点 。 与传统 的活套 高度控制模拟线路 相 比 ， 实现 高度 十算机控制 ， 具有算法调 整 容 易 、 硬 件简单 可靠 、 信息综 合能力 强 、 运算精 度 高 、 参 数稳 定 等一 系列优 点 。 特别是 对 活 套高度 控制来说 ， 由于各 机架 间套量存在强祸合 ， 因此解藕控制技 术的采 用 已是 势在 必行 ， 国 外 发 达 国家在 这 一 方 面业 已进入 实 用 阶段 〔 ’ 〕 而 采用 计算机控 制 ， 则 为进 一步实 现 这些 高 级控制算法 、 提高产 品质量提 供 了可 能性 二 活套 高度控 制 系统的设计 中 热轧机活套设备与工艺布置 上 钢 十 厂 中 窄带 热 连 轧 机 使用 的 为 气 动 活 套 ， 具 有 惯 量 小 、 快 速 性 好等 优 点 ， 但存在 张力恒定性较差 的缺点 。 精轧机组 共有 二立 六平 个机 架 ， 设置 了 个 活套 支 持器 ， 其工 艺 布置如 图 所示 。 日一 劣 开 刊 了 了 了 了 二 声 耸 基本前提与基本控制方案 图 活套支持器工艺布置 ” 中 连 轧 机 的精 轧 机组 主 传动 为 可 控硅 供 电 的 不可 逆 直 流调 速 系 统 ， 因此 通 过 调 整 主 电机速 度来控 制 活套 高度 ， 存在 因不 能 产生 反 向电流 而失 控 的可 能 。 这 种 情况 下 ， 活套调 节 所 要求的 制动力 矩将全部 由轧制力 矩提供 。 数字仿真 和现场调试均 已 证 明 ， 在 正 常轧制 负荷分 配下 进行高 度调 节 时 ， 主传动 电流并没有过零 变负 的趋热 ， 因此 ， 主传动 系 统不 可逆 并不构 成 活套 高度调节 的 障碍 。 这 是本轧 机 高 度控 制系统赖 以 建立 的 一 个基 本 前 提 。 根据 工 艺 操 作 制 度 ， 精轧 机组 的速 度 以 机 架 为基 准 ， 套 量 调 整 分别 向 仁游 、 下 游 两方 向进行 。 即井 、 井 活 套 采 取逆调 方 案 调 上 游机架 速 度 ， 耳 、 弃 、 共 活 套 采取顺调 方 案 调 下游 机架 速 度 。 机架 速 度 不 参 与 活套 高 度 闭 环控制 ， 从而将整 个 活套 高 度控制 系统 隔离 成两个 不 产生互扰的独 立子 系统 ， 可 以视其 为是一种 “ 工艺解祸 ” 。 计算机系统的硬件实现 、 软件结构 与程序开发 硬件实现 活套高度控制 系统 以 台美 国 公 司生 产 的 测 量 与控制单板计算机 为核 心 构 成 。 该 系 统 是 中 热连 轧计算 机 控制 系 统 的一 个组 成 部分 。 的主要 特点 为

·210· 北京科技大学学报 1993年No.1 ·CPU:8088+8087,钟频6.67MHz ·内存：4 kB RAM.64 kB EPROM 8255PPI.8259PIC、8253PIT ·32路单端或16路差动模拟量输人，分辨率12bit ·3个isBX总线插槽、可用于I/O扩展 ·isBX3288路模拟输出扩展板、精度12bit 该单板机与另外3块用于完成其他控制功能的单板机插放在同一MultiBus机箱中， 并构成了一典型的多机系统。 来自生产现场和操作台的模拟及数字【/O信号，都经过电磁或光电隔离再进人计算 机系统，以提高计算机系统的故障保护和抗【扰能力。 活套支持器的角度反馈信号是高度控制系统的非常关键的输人信号。本系统采用具有 高耐磨性能及抗恶劣环境的国产新型导电塑料电位器作为~次传感器。它具有线性度较 好，次仪表线路简单的优点，1动态噪声较人，需在软件中作相成的滤波处理。测角装 置的机械安装方式对其寿命和检测信号质量影响较大，要给以特别的重视。 计算机输出的控制信号送往各机架传动电气系统的速度调节器，对速度非给定信号 进行补偿。 2.2软件结构与运行方式 sBC88/40A作为·OEM产品，A身不带操作系统和监控程序。由于高度控制不 涉及复杂的多任务调度及设备、文件，内任普理等功能，因此只考虑应用软件的结构及运 行方式、以避免系统开销、充分利用CPU资源。 本系统的软件采用了前i台达行机制和时钟中断结构。卸：每20ms通过8253和 8259芯片产生一时钟中断，使CPU立即中止后台程序的运，转向相应的中断服务程序 入「Π，执活套尚度控程序、即进人“前台”儿前台任务结束，则返间后台，继续执 :被中断了的后台任务，如起落套控制、操作台扌描等非快速控制功能。采用这种运行方 式，即将不要求快速响应的外部事件处理放至后台以低优先权运行，有效地实现了在 20ms挖制周期内将个部5个活套的挖制输进槲新、保证了系统的实时响应能力。事 实上，前行台运机制是赋下前台任务以高优先级的·种双任务调度方案，在控制软件的 开发中具有普遍的意义… 高度挖制软件采州模块化结构，：控程序和起落套控制程序以及无活套微张力控制程 序（另文介绍）作：为3个不同的模块分别编、并利用模块连接技术，合成·个总的已定 位可执彳应用程序模块。模块化软件结构对于提高较人的成程序的编程效率是一非常行 效的手段。 2.3程序开发 isBC88/40A计？机程序的F发利用了Intl公可所提供的iPDSI00个人开发系统 和·系列支持软件，包括编译程子PLM86.连接程序L1NK86、定位程序LOC86、8087 运行支特库、仿真程序EMV88、EPROM人程序iPPS等。应用程序的编？使用模块 化高级程序语言PL/M-86.其所产：生的标码程序的运效书和内存使用效率儿平可 与编语苦媲美，而编程效卡则远高于者。应用程序的调试利用PDS主机和 EMV-88在线伤真器米进行：最终的应用程序则件助∫PDS主机和写人模块烧人

北 京 科 技 大 ‘ 、 井 学 报 年 · ， 钟频 · 内存 ， 〔 · 、 、 · 路 单端或 路 差 动 模拟 量输 人 ， 分 讲率 · 个 总线 插 槽 ， 可 用 于 扩 展 · 路 模 拟输 出扩 展板 ， 精度 该 单板 机 与另外 块 用 完 成 其 他控 制功 能 的 单板 机插 放 在 同一 机 箱 中 ， 并构成 了 一 典 型 的多机 系统 。 来 自生 产现场 和 操 作 台的模拟 及 数字 信号 ， 都经 过 电磁 或 光电隔 离再进 人 计算 机 系统 ， 以 提 高计 算机 系统 的 故障保护 和抗 飞扰能 力 。 活套 支持器 的 角度 反馈 信号 是 高度控制 系统 的非 常关键 的输 人信号 。 本系统 采用具 有 高耐磨性 能 及抗 恶 劣 环 境 的 国 产 新 型 导 电 塑 料 电位 器 作 为一 次 传感器 。 它 具 有线 性 度较 好 ， 一 ，次 仪 表线路 简 单的 优点 ， 但动 态噪声 较 大 ， 需 在软 件 中作相应 的滤波 处理 。 测 角装 置 的机 械安 装方式 对其 寿 命 和检测 信 号质 量影 响较 大 ， 要给 以 特别 的 重视 。 计算机输 出的控制信 号送 往各机 架 二传动 电气 系统 的速 度调 节器 ， 对速 度 卜给定 信号 进 行 补偿 。 软 件结构 与运行方 式 ， 作 为 一 产 品 ， 自身不带操 作 系统 和 监控 程 序 。 由 立 高度控 制 不 涉 及豆杂的多任 务调 度 及 设 备 、 文 件 、 内存竹理 等功 能 ， 因此 只 考虑 应 用软 件的结构 及运 行 方式 ， 以 避 免 系统 王毛销 ， 充分利 用 资源 。 本 系统 的 软 件 采 用 ’ 前 后 台运 行 机 制 和 时 钟 中 断 结 构 。 即 梅 通 过 和 芯 片产 ’ 于 一 时钟 中断 ， 使 认即中 卜后台程 序的运 行 ， 转 向相应 的 中断 服 务程序 人 一 ， 执 行 活套高度 仁控 程 序 ， 即进 入 “ 前 台 ” 』 一 ， ‘ 前 台任 务结 束 ， 则返 回 后 台 ， 继续执 行 被 中断 了的后 台 千务 ， 如起 落套控 制 、 操 作 台扫描 等非快速 控制功 能 。 采用这 种运 行方 式 ， 即 将 不 要求快 速 响 应 的 外 部 事 件 处 理 放 至 后 台 以 低 优 先 权 运 行 ， 有 效 地 实 现 了在 控 制 周 期 内将 个 部 个活 会的控 制输 出进 行刷 新 ， 保 ’ 系统 的 实时 响 应 能 力 。 李 实 卜 ， 前后 台运 行 机制 是 赋 户前台任 务以 高优 先级 的 一 种 双 任 务调 度 方案 ， 在控 制软 件的 开发 中具有 普遍 的意 义 高度校 制软 件 采 川模块 化结 构 ， 控 程 序 和起 落 会控 制 程 序以 及 无 活套微张 力控 制 程 序 另 义介绍 作 为 个不 同的模块 分 别编 “ 了 ， 下刊 用模块 连 接技 术 ， 合成 个 偿 、 的 已 定 位 可执 行 应 川 程 序模块 。 模块 化软 件结 构 对 二提 高较 大的应 川 程 序的编 程 效 率是 一 非常 有 效 的 手段 。 程序开 发 灼 一 机 程 序 的 二发利 川 ’ 公 “ 」萝提 供 的 个 人 斤发 系统 和 一 系列 支持 软 件 ， 包 括编 译 程 子 、 连 接 程序 、 定 位程 序 、 运 行 支持 库 、 仿 真 程 许 、 〔 ” 子人 程 序 ， 等 狱用 程 子的编 写 使 用 模块 化 高级 程 序 语 言 一 ， 其所 产 ‘ 的 标 码 程 序的运 了 效 率 和 内存 使 用效 率 儿 乎可 与宁 一 编 语 “ ‘ 媲 美 ， 编 程 效 率 则 远 高 二 而者 。 从 月程 序 的 调 试 利 吞二机 和 一 在 线 仿 真 器 来 进 行 最 终 的 、艾 目程 序 则 借 助 二 仁机 和 写 人 模 块 烧 入

Vol.15 No.2 窄带热连轧机活套高度直接数字控制系统 ·211· EPROM芯片，以实现系统上电自启动和应用代码的非易失存贮。 3活套高度控制系统的动态结构与算法设计 3.1套量计算基本公式 考虑图2所示的用于套量公式导出的 简单模型： 设图中乃为F。机架的带材出口速 度，为Fn+1机架的入口带速。假定两 机架之间带钢上的张力不足以使带钢产生 塑性拉伸形变，弹性形变也可忽略不计。 图2套量推导模型 由运动学原理，两机架之间的带钢长度 Fig.2 Model for loop length calculation 为： L,()=L,t)+(0-'d (1 式中：L,(1）#n活套支持器所对应的1。时刻带钢长度 为便于描述，使用术语“套量”来代替“活套高度”。定义套量为： ln(t)=L.(t）-L, (2) 式中：L—Fn与F+:机架的间距 从原理上，任何使上游机架出口带速和下游机架入口带速发生变化的因素，不论来自 轧件还是轧机，都会使机架间的套量发生变化，且变化速度仅仅取决于出口与入口带速之 差。 32系统动态结构图 由(I)、(2)式，以一个采用逆调方案的活套支持器为例，可以给出高度控制系统的 闭环动态结构图如下： 图3活套高度控制系统结构图 Fig.3 Schematic showing of loop height control system 图中：H(S)一活套高度调节器传递函数： W、(S)一主传动调速系统等价传递函数；

〕 窄带热连轧机活套 高度直接数字控制系统 芯 片 ， 以实现 系统上 电 自启动 和应 用代码 的非易失 存贮 。 活套 高度控制系统的动态 结构与 算法设计 套量计算基本公式 考 虑 图 所 示 的 用 于 套量公 式 导 出 的 简单模型 设 图 中 瑞 为 凡 机 架 的 带 材 出 口 速 度 ， 咋 ， 为 十 ， 机架 的人 口 带 速 。 假 定两 机 架 之 间带 钢上 的 张力不 足 以 使带钢 产生 塑 性拉 伸 形 变 ， 弹 性形 变 也 可 忽 略 不计 。 由运 动学 原 理 ， 两 机 架 之 间 的 带 钢 长 度 为 图 套量推导模型 一 ‘ ，一 。 ，· 丁 ， ·乙一呈“ ， 式 中 。 。 一 不。 活套支持器所 对应 的 。 时刻带钢长度 为便于描述 ， 使用术语 “ 套量 ” 来代替 ‘ · 活套高 度 ” 。 定 义套量 为 二 。 一 ， ， 式 中 。 一一尹 ，， 与 ， 、 机架的 间距 从原理上 ， 任何使上 游 机架 出 口 带速和 下游机架人 口 带速发生 变化 的 因素 ， 不论 来 自 轧件还是轧机 ， 都会使机架 间的套量发生变 化 ， 且变化速度仅仅取决 于 出 一 与 人 口 带 速之 差 。 系统动态结构 图 由 、 式 ， 以一 个采用逆调方案 的活套 支持器 为例 ， 可 以 给 出高 度控制 系统 的 闭环动态结构 图如下 匕洲巫州三弓 二 暑 图 活套高度控制系统结构图 图中 － 活套高度调节 器传递函 数 、 － 主传动调 速系 统等 价传递 函数

·212· 北京科技人学学报 1993年No.2 K,一从电机转速到带材线速度转换系数： 1一一套量给定值：(，一套量反馈值内上图可以看出，活套高度控制回路是 位于主传动速度环外面的位置环，或称之为高度环。对逆调系统来说、下游机架人口带速 的波动视为对系统的扰动 为简化系统设计、将传动调速系统的等价传函j成阶惯性环节的形式，即： 1/x WS)=T,S)+1 (3) 式中：x一速度反馈系数：T,一速度环等价时间常数 此外，严格说转换系数K不是常数，它不仪与主传动系统传动链的减速比有关，也 与广作辊径和前滑值有关、而后者都是时变的。考虑到在其正常变化范围内，对系统的 参数整定贝有很小影响，故忽略不计，而取标准值代入。 3.3高度调节器选型与参数计算 山前所述，高度控制的对象可以看成是由一惯性环节和一个积分环节串联而成。为了 提高系统的抗扰能力，以按照典型Ⅱ型系统进设计()，高度调节器选择PI(比例积 分)调节器，即： K(T S+1) HS)= (4) TS 按照文献2中给出的公式、可以求出高度调节器的比例系数Kh和积分时间常数T。 按照通常的连续系统离散化设计方法)、可进~步求出用上计算机控制的P.【参 数值，本文不再赘述。由诸多近似因索的任在，因此参数计算的主要口的不是得到准确 的参数俏，而是把握介适参数的数量级.尚节品质的完善仍行赖」于现场调试。 4活套高度控制算法的几个特殊问题 4.1活套高度系统的智能控制策略 为了保证带钢连轧的安余进行，话套支持器摆位置心接近工作（边缘有继续恶 化趋势时，高度控制策略应从半稳控制改为快速纠偏。控制软件的实现为、若检得实际套 量达到危险区L危险程度仍在加人、则输出允许收人纠偏电，以快速调：而一日被 调时进入上常×或止在向常ㄨ趋近.则切换P川控制 4.2自动逐移 进í行高度挖制时.对·个活套套计的瑞节，会州起相邻活套套量的波动、并逐步传插 到整个机组、俗称“赶套”。赶套现象对系统的稳定是十分不利的，特别在顺调的情况下， 它所造成的不利影响较之逆调更人。这是巾广带材越轧越薄，上游活套的“多余”套赶到 下游时将：生更人的多余套量、以全遂跨放大、威胁到工艺过程的稳定与安全。为了克服 这题。有必要引入动逐移、即对·个活套进调节时，对下游（顺调）或上游（逆 )全部机架按相同山分比给出附的提前脚节量.以足快把多余套量赶出整个精轧机 .从公现上使各活袋技不随北飞活套袋量的被动而波动。用动逐移在本质建在 卜述假设上的、即认为各个活套系统的动态特性彼此相问、可以在动态调节过程中保持协 调·致、实际」这是不可能的。特别对核近机组两侧的活套来说、要对来1上游（或

化 旱 科 枝 人 ‘ 羊 学 报 年 － 从电机转速 到带 材线 速 度转换 系数 － 套最给 定 气 － 套 鼠反 馈 浪由 卜图 可以 看出 ， 护舌套高度控 制 回路 是 或 称之 为高度环 。 对逆调 系统 来说 ， 卜游 机架人 带速 产味 位 二 圣二传 动速 度环 外面 的位 置环 ， 的 皮动 视 为对 系统 的扰 动 。 为简化 系统 设 计 ， 将 二传动 调速 系 统 的 等 价传 函 写 成 一 阶惯 性 环 节的 形 式 ， 即 蹄 ’ 一 了 义 式 中 － 速 度 反馈 系数 － 速 度 环 等价 时间 常 数 此 外 ， 严 格 说转换 系数 价 不是 常数 ， 它 不 仅 与主传动 系统传动链 的减 速 比有关 ， 也 ‘ 几作辊 径 和 前滑值有 关 ， 而后 二 者都是 时 变的 。 考虑到 在其 正 常变化范围 内 ， 对系统的 参数 整定 只有 很小 影响 ， 故忽略 不 计 ， 而取 标 准值代人 高度调 节器选型与参数计 算 山前所述 ， 高度控 制的 对象可 以 看 成 是 由 一 惯性 环 节和一 个积分 环 节串联 而成 。 为 了 提 高 系统 的抗 扰 能 力 ， ，叮以 按 照 典 型 且 型 系统进 行设 计 〔 〕 、 高度 调 节 器选 择 比例积 分 调 节器 ， 即 ， 按 照 文献 中给 出的 公式 ， ，叮以 求 出高 度 调 节器的 比 例系数 凡 和 积 分时间 常数 兀 。 按 照 通 常 的 连续 系统 离 散 化设 计方 法 〔 ’ 夕 、 叮进 一 步求 出 川 计算机控 制 的 尸 、 参 数 八 ， 本 文不再 赘述 。 由 几 诸多 近 似因 素 的 存 在 ， 因此 参数 计算 的 二要 「的 不 是得到 准确 的 参数仇 ， 而 是把握 介适 参数的 数 最级 调 、，品 质的完 善仍有赖 现场 调 试 。 活套高度控 制 算法的 几个特殊问题 活套 高度 系统的智能控 制 策略 为 ’ 保证 带 钢连 轧 的 安 全进 行 ， 、 ’ 活 经支持 器摆 竹 位 置 已 接 近 作区 边 缘 「有继续恶 化趋 势 时 ， 高度控 制策略应 从 ‘ 凡 稳控 制 改 为快 速 纠 偏 。 控 制软 件的实现 为 ， 若 检得实际 套 吊已 达到 危险 区 危险 程 度仍在 加 大 ， 则输 出 允许鼓 人纠 偏电 压 ， 以 快 速 回 补冰 而一 被 调 甘进 人 正 常 区 或 卜在 向 正 常 区 趋近 ， 则 切换 回 控 制 自动逐移 进 高度控 制时 ， 对 个活 企会晴的 调 竹 ， 会引起 相邻活 套会 址的 波动 ， 并逐 步传插 到 整 个机组 ， 俗 称 “ 赶 套 ” 赶 套现 象 对 系统 的 稳定 是 分 不利 的 ， 特 别在顺 调 的情况 卜 ， 它 所 造 成 的 不利影 响较 之 逆 调 更 大 、 这 是 由 飞 带 材越 轧越 薄 ， 卜游 活 套的 “ 多余 ” 套量赶到 卜游 时将 产 生 更 人的 多余会晕 ， 以 至逐 跨 枚大 ， 威胁到 工艺过 程 的 稳定 ’了安 个 。 为 ‘ 克服 这 · 问题 有必 要引 人 自动逐 移 ， 即 对 一 个活 套进 行 调 节时 ， 对 卜游 顺 调 或 卜游 逆 调 全 部 机 架按 相 同 百分 比 给 出附 加 的 提 前调 节量 ， 以 尽快 把 多余 套量 赶 出 竿 个精轧 机 组 ， 从宏 观 卜使齐活 套会横不随 少〔 ‘ 已活 套 会录 的 波动 而波 动 。 自动逐 移 在 本质 一 是 建 认在 卜述 假 设 几的 即认 为 各个活 套 系统 的 动 态特性 波此 相 同 ， 可 以 在动态 调 节过 程 中保持协 调 · 致 ， 而 实 际 一 这 是 不、、 能 的 特 别 对 玉靠近 机组 两 侧 的活 套来说 ， 要 时 来 自 游 或

Vol.15 No.2 窄带热连轧机活套高度直接数字控制系统 ·213… 下游)若干活套的自动逐移信号进行累加，其自身的调节信号则可能完全被“淹没“、从而 可能导致该活套的失控。因此，对自动逐移的使用要有所限制。例如：当套量在设定值附 近一个较小区域内波动时，阻塞该架输出的自动逐移信号；其次，对某回路所产生的向后 (或向前)自动逐移信号，按照加权方法，逐架减少，即相隔越远，逐移作用越弱。实践 表明，在穿带阶段、对克服由于咬钢动态速降和各机架设定速度不匹配所造成的初始套量 过大超调，使整个高度控制系统尽快进入平稳调节阶段，自动逐移的作用是必要和显著 的。 5结束语 鉴于篇幅所限，活套高度计算机控制系统的自动起落套功能、操作界面等不在本文介 绍。由于中450mm窄带热连轧机精轧机组的设备配置特点，未设活套装置的平辊机架与 立辊机架之间的带钢微张力控制，事实上与活套高度控制同为整个精轧机组秒流量平衡控 制与张力控制的有机组成部分。脱离微张力控制的活套高度控制是不完备的。对此、我们 将另文专述。 致谢：上钢十广计控科与热带分厂对本项目给予了大力帮助和支持：北京钢铁设计研究总院陆大。 副总工程师详细审阅了本文并提出了许多宝贵意见、在此一并致谢。 参考文献 1 Yoshiro Scki.Conference Record of the 1988 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting.PARTⅡ、1988 2陈伯时.自动控制系统.北京：机械工业出版社，1986 3谢剑飞.微型计算机控制技术.北京：电子工业出版社，1985 4唐谋凤.现代带钢热连轧机的自动化.北京：冶金工业出版社，1988

、 窄带热连 轧机 活套高度直接数字控制系统 下游 若干 活套的 自动逐移 信号进 行累加 ， 其 自身的调 节信号则 可 能完全被 “ 淹 没 ” ， 从 而 可能导致该活套 的失 控 。 因此 ， 对 自动逐移 的使用 要 有 所 限制 。 例如 当套量在设定 值附 近一 个较小 区域 内波 动 时 ， 阻塞 该架输 出的 自动逐 移 信号 其次 ， 对某 回路 所 产生 的 向后 或 向前 白动逐 移信号 ， 按照 加 权 方法 ， 逐 架减 少 ， 即相 隔越 远 ， 逐 移作 用 越 弱 。 实 践 表明 ， 在穿带阶段 ， 对 克服 由于 咬钢动态速 降和各机架设定 速度 不 匹 配所造成 的初 始套量 过 大 超 调 ， 使整 个高 度控 制 系统 尽 快进 人 平稳 调 节 阶段 ， 自动逐 移 的作用 是 必 要 和 显 著 的 。 结束语 鉴 于篇 幅所 限 ， 活套高度计算机控制 系统 的 自动起 落套功 能 、 操 作界 面等 不 在本 文介 绍 。 由于 中 窄带 热连 轧 机精轧 机组 的设备 配 置 特点 ， 未设 活 套装置 的平辊 机 架 与 立辊机架之 间 的带 钢 微张力 控制 ， 事 实 仁与活套高 度控 制 同为整 个精 轧机组秒流量平 衡拄 制与张力控制 的有 机组成部分 。 脱离 微 张力控 制 的 活套 高度控 制是 不完备的 。 对此 我们 将另文专述 。 致 谢 上 钢 十厂计控科 与热带分 厂 对本项 目给 子了大 力帮助 和 支持 北 京钢铁设计研究总 院陆大 雄 副总工程 师详细 审阅 了本文并提 出 了许多宝贵意见 ， 在此一 并致谢 参 考 文 献 ， ， 陈伯时 自动控 制系统 北京 机械工业 出版社 ， 谢剑 飞 微型计算机控制技术 北 京 电子工业 出版社 ， 唐谋凤 现代带 钢热连 轧机 的 自动化 北 京 冶金工 业 出版社