3.3. УПРАВЛЕНИЕ ХОЛОДНОЙ ПРОКАТКОЙ

3.3.1. ВВЕДЕНИЕ

Процесс холодной прокатки в металлургическом производстве заключается в следующем. Полосовая листовая сталь, прокатанная в горячем состоянии до толщины от одного до нескольких миллиметров, подвергается затем завершающей прокатке в холодном состоянии до тонкой листовой стали, которая служит материалом для корпусов автомобилей и бытовых электроприборов. Таким образом, холодная прокатка является завершающим процессом, в результате которого достигаются необходимые потребителям размеры и качество. В связи с требованиями высокой точности изделий по толщине, размерам и другим параметрам в прокатных станах, выполняющих холодную прокатку, применяют управление начальной настройкой и прямое цифровое управление с помощью управляющих компьютеров и устройств, задающих последовательность операций. Модель, по которой осуществляется управление начальной настройкой,

называют настроечной моделью; управление выполняется известными в теории прокатки способами. С помощью такой модели исходя из размеров, типа и других параметров горячекатаной листовой стали, являющейся заготовкой для холодной прокатки, вычисляются режимы работы прокатного стана, обеспечивающие получение окончательных размеров и формы. К этим условиям относятся зазоры между валками прокатного стана, скорость прокатки, натяжения и т. п. Управление по такой модели является наиболее важным видом управления, определяющим производительность, стабильность и качество холодной прокатки.

При низкой точности вычислений невозможно удовлетворить заданным требованиям к изделию по толщине, размерам и другим параметрам, что приводит к ухудшению качества и снижению производительности. В наихудшем случае из-за дисбаланса секундного объема металла между клетями возникает нестабильность процесса, приводящая к обрыву полосы.

С другой стороны, поскольку в цехах холодной прокатки усиливаются тенденции к переходу на многономенклатурное малосерийное производство, постепенно возрастает частота замены настроечных величин и повышаются требования к точности настроечной модели. Между тем в известные из теории прокатки формулы входят переменные величины, измерение которых сильно затруднено (коэффициент трения между валками и прокатываемым материалом, сопротивление материала деформации и т.п.). Поэтому вычисления необходимо выполнять с использованием гипотетических значений этих величин, что приводит к большим ошибкам в результатах и препятствует работе систем автоматизации.

На практике для предотвращения снижения качества и нарушений производственного цикла квалифицированный оператор всегда контролирует результаты вычислений по настроечной модели и в аномальных случаях обеспечивает устойчивость работы, вводы поправки к расчетным значениям зазора между валками, скорости прокатки и т.д. Ручная настройка, осуществляемая оператором, естественно требует дополнительного времени на замену настроечных величин, что, как правило, снижает скорость прокатки, поэтому такая настройка направлена на обеспечение устойчивости в ущерб производительности.

Для решения этих проблем разработан метод, в соответствии

с которым управление, основанное на профессиональном опыте оператора, реализуется через нечеткие выводы и используется для прогнозирования режимов прокатки как одной из важных функций настроечной модели. Кроме того, точность прогнозирования имеет большое значение для других систем управления (температурой листов, смазкой и т. п.). Применение этого метода дало хорошие результаты.

Ниже описывается модель прогнозирования режимов прокатки, основанная на принципах нечеткой логики, анализируются результаты проверки точности прогнозирования с использованием реальных данных.