五机架冷连轧机轧制规程的优化计算及实现

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1、五机架冷连轧机轧制规程的优化计算及实现五机架冷连轧机轧制规程的优化计算及实现五机架冷连轧机轧制规程的优化计算及实现OptimizationDesignandCalculationofRollingScheduleforTheFive-standColdTandemRollingMill李强方一呜赵琳琳韩永成(燕山大学电气工程学院,河北秦皇岛066004)摘要'根据五机架冷连轧机的特性,采用综合等负荷函数法,通过对=负荷余量和出口厚度进行双重嵌套迭代来实现轧制规程的优化计算;采用西门子公司的WinCC组态软件作为设计平台对该优化算

2、法进行人机界面设计并加以编程实现.关键词:轧制规程计算,综合等负荷函数法,WinCC,组态画面AbstractAccordingtothecharacteristicsoffive—standcoldtandemrollingmill,usingtheintegratedequalloadfunctionmethodtocarryoutthescheduleoptimizationbytheapproachofdoubleembedding-overlappediterativealgorithmtotheloadsurplus

3、andtheexportthickness,usingtheWinCCconfigurablesoftwareoftheSiemenscompanyasthedesignflatrooftorealizethehuman-machineinterface(HM1)designandtheprogramfortheoptimizationmethod.Thedesignedinterfaceisfriendlyandconvenientformodifyingtheparametersoftheinitialrollingcond

4、itions.Keywords:rollingschedulecalculation,integratedequalloadfunctionmethod,WinCC,configurablegraphics冷轧带钢轧制规程是生产工艺的主要内容,对其进行优化可使轧制过程处于最佳状态,实现节省轧制能耗,充分发挥轧机生产能力的目的.其中,根据轧件特性和工艺要求快速计算出特定意义下的最佳的厚度分配和压力分配,对压下规程进行实时的优化又是在轧机实际生产领域中不断追求的目标,综合等负荷函数法的提出很好的解决了上述问题.在实际生产中,对于五机

5、架冷连轧机这样复杂的系统,轧制规程的计算及优化大都是通过上位机计算实现的,西门子公司研发的WinCC组态软件作为上位机的监控组态软件在工业控制领域得到了广泛的应用,本文就是在WinCC组态软件环境下,采用综合等负荷函数法实现对五机架冷连轧机轧制规程的优化计算,计算结果表明该算法能够满足轧制规程的优化要求;所组态的轧制规程优化界面友好,在运行环境下能够根据不同的生产工艺要求方便地对轧制初始参数进行修改,并且在同一界面下能够实现经验法轧制规程计算和优化轧制规程的计算,方便计算结果的比较,具有很好的灵活性,直观性和可扩展性.本文所设计

6、的界面既能作为试验平台用于其他优化方法的实现,也能作为监控系统的一部分直接用于实际系统设计开发中,具有很强的推广价值和实际应用价值.1轧制规程相关模型计算1.轧制力模型的计算冷轧机轧制力模型一般采用以Bland—Ford模型为基础的Hill简化式,即,Pm=Bm

7、cpm=Bm

8、cQ.K式中:B一轧件的平均宽度,m;I一考虑压扁后的变形区接触面积和接触弧长,mm;Q.一考虑压扁后的外摩擦应力状态系数;K一张力影响系数,取K:1.15o-,Mpa.1_2弹性压扁计算按照Hithcock提出的两圆柱体弹性接触变形理论,计算轧辊压扁后接

9、触弧长I:

10、c=R△hR=(1+2.210-)R式中:P一轧制力,kN;R一压扁后轧辊半径,mm;1.3速度制度轧机的最大速度V应考虑下列工艺参数:1)最大轧制力矩,电机最大转速;2)最大入轧速度换算到末机架的最大轧制速度.N机架连轧稳态轧制时,应遵守秒流量守恒原则:,hiB=Const轧辊线速度为:=,/(7+f)式中:V一第i机架出口带材的速度;f广第i机架的前滑值.当末机架出口速度给定后,以厚度分配为依据,通过前滑模型和流量方程可以确定各机架的速度值.1.4前滑模型前滑值f采用Bland—Ford公式:f=式中:为中性角.

11、由于影响前滑的主要因素是变形程度e,当e变化从O.1到O.5时,f将从2.6%变到16.8%,而h及变化时f的影响仅为前滑值的2%左右,因此为了实际的应用,可将Bland—Ford公式简化为下式:f=0.0015+0222e+0,222~2由此式计算出的前滑值与