冷軋熱鍍鋅鍍層均勻度的偏差值控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種冷軋熱鍍鋅鍍層均勻度的偏差值控制方法，包括以下步驟：1）建立刀唇開度對鍍層厚度的影響模型；2）建立決定每一個氣刀刀唇伺服電機調(diào)整量對各個鍍層影響權(quán)值的影響效率函數(shù)矩陣；3）根據(jù)二次型誤差函數(shù)最小原則求解電機調(diào)整量；4）考慮實際應用特征修正二次型誤差函數(shù)，當某點鍍鋅厚度測量值偏移大部分的測量點時，為了避免極端值的干擾影響其它區(qū)域的鍍層控制，在誤差函數(shù)中增加了一項過濾函數(shù)，最后得到所需的氣刀唇開度。本發(fā)明提出了新的適應工業(yè)應用的鍍鋅層厚度計算模型，引入影響效率函數(shù)矩陣，提高了鍍層均勻度控制精度，同時增加成本函數(shù)和過濾函數(shù)項，提高了鍍層誤差函數(shù)精度，從而提高了鍍層均勻度計算精度，使鍍鋅產(chǎn)品表面質(zhì)量得以改善。
【專利說明】冷軋熱鍍鋅鍍層均勻度的偏差值控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鍍鋅過程自動控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及冷軋熱鍍鋅線鍍鋅工藝與鍍層控制技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]衡量鍍鋅產(chǎn)品質(zhì)量的一項重要的技術(shù)指標就是鍍層厚度及其均勻性。鍍層太厚不僅會浪費鋅錠等原材料，而且會影響產(chǎn)品的點焊性、附著性、鍍層的抗粉化性等使用性能；而鍍層太薄則會影響到產(chǎn)品的抗腐蝕性，用戶一般不會接受。因此鍍層均勻度系統(tǒng)的控制水平將直接影響到熱鍍鋅板的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品成本和產(chǎn)品的市場競爭力。這就對鍍層均勻度控制技術(shù)提出了很高的技術(shù)要求和控制難度，要在帶鋼表面得到均勻、穩(wěn)定的鍍鋅層，就必須要設計一套嚴密的控制策略，根據(jù)帶鋼當前的生產(chǎn)條件，通過動態(tài)地調(diào)節(jié)與鍍層均勻度相關(guān)的關(guān)鍵控制因素，氣刀壓力、氣刀唇縫開度等參數(shù)。其中，氣刀刀唇橫向形狀和大小，作為控制鍍鋅產(chǎn)品鋅層均勻性的重要指標來進行調(diào)整和優(yōu)化。我國現(xiàn)有的熱鍍鋅生產(chǎn)線機組均從國外引進，其中控制鋅層厚度和均勻度的氣刀也全是引進設備，如德國FOEN氣刀、意大利達涅利的柯勒氣刀、法國CLECIM動態(tài)氣刀DAK (dynamic air knives)系統(tǒng)。其中DAK E型氣刀很重要的一個特點是可以在線調(diào)節(jié)氣刀刀唇的開度，改變刀唇形狀控制帶鋼橫向面涂層的均勻度。氣刀的下刀唇固定，上刀唇唇形可以改變，在上刀唇上均勻分布有12個刀唇電機，交流電機的轉(zhuǎn)動帶動絲杠的直線壓下量，從而改變氣刀的刀唇形狀。
[0003]專利號為CN200820151950.4的中國專利采用輔助氣刀+ ‘V’型擋板雙重控制策略，提供了基于帶鋼邊部過鍍鋅問題的邊控裝置研究，提出了新型氣刀裝置方案，它是通過改變氣刀邊部擋板尺寸和擋板與帶鋼間的間隙，研究了在一定氣壓和帶鋼寬度等條件下，擋板尺寸和間隙對帶鋼邊部鋅層厚度的影響規(guī)律，其缺點是只考慮到刀唇開度對帶鋼邊部過鍍鋅的抑制作用，并沒有解決帶鋼橫向其它部位鍍層厚度不均問題，而且還只是停留在系統(tǒng)仿真階段未投入實際工業(yè)應用；專利號為CN201110143959.7的中國專利涉及一種可防止氣刀結(jié)瘤的用于對控制鍍鋅層`厚度的氣刀進行精確調(diào)整的方法，該方法包括調(diào)整左刀唇與右刀唇之間水平度的步驟，由`于平面基準板的兩端分別插入并放置在左刀唇與右刀唇內(nèi)，因此，通過水平儀測量出的該平面基準板與水平面之間的傾斜角度能夠直接反映左刀唇與右刀唇之間的水平度，從而確保了后續(xù)的水平度調(diào)整的精確性，缺點是它只是針對氣刀結(jié)瘤問題提出的補償方法，對鍍層橫向均勻度未作處理；專利號為CN200910131086.0的中國專利提到了電鍍鋅鋅層厚度BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制方法及其在PLC上的應用，設計的電鍍鋅鋅層厚度BP神經(jīng)網(wǎng)絡控制器，能夠高精度地控制鍍鋅厚度、有效地抑制工業(yè)干擾、智能自適應，具有很好的精確性和容錯性，缺點是單從平均鋅層厚度方面考慮，沒有提及帶鋼橫向鍍層厚度計算模型和控制方法。
[0004]目前國內(nèi)外大多數(shù)鍍鋅生產(chǎn)線中，氣刀刀唇橫向形狀和開口度的調(diào)節(jié)都是在線外，通過η個手動螺旋執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)的，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗來設定開口度的大小及橫向變化量，一旦投入實際生產(chǎn)則無法動態(tài)改變，嚴重制約了鍍層均勻度的調(diào)節(jié)能力。另外，即使應用DAK氣刀，其自動控制刀唇電機改變鍍層均勻度的效果也不明顯，主要原因就是建立的均勻度偏差值控制模型存在缺陷，如每個刀唇電機調(diào)整對鍍層影響的權(quán)值計算模型，采用正交多項式回歸的方法，此算法較復雜實用性不強且精度不高，另外沒有考慮刀唇調(diào)整對延遲反饋反應過于靈敏的特性和鍍層測量較大偏差值的影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，提供一種冷軋熱鍍鋅鍍層均勻度的偏差值控制方法，以提高帶鋼鍍鋅過程氣刀刀唇開度的設定精度，從而提高冷軋鍍鋅板成品鍍層均勻度和表面質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，該冷軋熱鍍鋅鍍層均勻度的偏差值控制方法包括如下步驟:
[0007]I)建立刀唇開度對鍍層厚度的影響模型
[0008]影響帶鋼表面鋅層厚度的因素很多，從變量可控制以及對帶鋼表面鍍層厚度影響的大小，一般認為鍍層厚度CW是帶鋼速度LS、噴氣壓力P、氣刀與帶鋼表面距離D和刀唇平均唇縫值α的函數(shù):
-尤2
[0009]( if = K'lH'Te(I)
[0010]式中，a，b, c為實驗數(shù)據(jù)回歸分析得到的自適應系數(shù)；&，K2為經(jīng)驗常數(shù)，其中K2取決于鍍層類型。
[0011]從式(I)的鋅層厚度模型中，鋅層厚度是刀唇縫值的指數(shù)，如果鍍層測厚儀在帶鋼橫向上檢測到采樣點的鍍層厚 度偏離平均鍍層厚度，則橫向鍍層誤差控制將調(diào)整多個刀唇電機改變唇縫值，消除采樣點的鍍層厚度偏差。
[0012]2)建立決定每一個氣刀刀唇伺服電機調(diào)整量對各個鍍層影響權(quán)值的影響效率函數(shù)矩陣
[0013]基于決定每一個氣刀刀唇伺服電機調(diào)整量對各個鍍層影響權(quán)值，建立影響效率函數(shù)矩陣(Influence Efficiency Function Matrix),氣刀的上刀唇縫可調(diào)，其中，鍍層測厚儀測量區(qū)域數(shù)量為n，氣刀刀唇伺服電機數(shù)量為m，伺服電機之間的距離為Xa，則計算公式如下:
i — P — )[ P
[0014]Mu = Max (o, nr.) = Max 0, ^^
^ a 」(2)
[0015]式中，Pi為第i個測量點與第m個電機之間的距離；
[0016]Xj為第j個電機與第m個電機之間的距離；
[0017]Mij為影響效率函數(shù)矩陣第i列、第j行的元素。
[0018]3)根據(jù)二次型誤差函數(shù)最小原則求解電機調(diào)整量
[0019]根據(jù)最優(yōu)化原理定義每一個測量區(qū)域的鍍層厚度誤差函數(shù)，此為一個多變量函數(shù)，變量為ct ” i e I…m:[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種冷軋熱鍍鋅鍍層均勻度的偏差值控制方法，其特征在于包括以下步驟: 1)建立刀唇開度對鍍層厚度的影響模型
【文檔編號】C23C2/16GK103510032SQ201210205671
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】張巖, 費靜, 劉寶權(quán), 秦大偉, 宋君, 王軍生, 吳萌, 孔偉東, 侯永剛 申請人:鞍鋼股份有限公司