Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор и анализ состояния проблеш алгориімизации в асу тп тлс. постановка задачи исследований 8
1.1. Общая характеристика центральной части ТЛС как объекта автоматического управления 8
1.2. Обзор методов решзния проблемы автоматизации режимов прокатки 9
1.3. Анализ алгоритмического обеспечения систем автоматизации режимов прокатки на ТЛС 13
1.4. Выводы 33
2. Анализ центральной части тлс как объекта автоматизации, постановка и декомпозиция общей задачи автоматизации .. 35
2.1. Содержательное описание объекта - технологического процесса и оборудования ТЛС. 35
2.2. Характеристика взаимосвязей объекта автоматизации 43
2.3. Постановка и декомпозиция общей задачи автоматизации. 47
2.4. Выводы х.»:» 64
3. Разработка стратегий автоматического управления режи мами прокатки 65
3.1. Постановка задачи автоматического управления режимами прокатки, формализация условий и ограничений. Методика решения задачи 65
3.2. Решение задачи автоматического управления режимами прокатки и определение стратегий управления 92
3.3. Исследование условий, обеспечивающих планшет-ность листов, и их влияния на стратегии автоматического управления режимами прокатки... III
3.4. Анализ взаимосвязей управления режимами обжатий и скоростей и регулирования параметров на непрерывных участках дискретно-непрерывного процесса прокатки 13В
3.5. Выводы . 151
4. Разработка и исследование алгоритмов управления режи мами прокатки 153
4.1. Принципы алгоритмической реализации стратегий управления, 153
4.2. Алгоритмы автоматической реализации стратегий управления, оптимизирующих процесс прокатки... 155
4.3. Алгоритмы управления режимами прокатки для начальной стадии внедрения АСУ ТП 171
4.4. Функционально-алгоритмическая структура управления режимами прокатки на ТЛС 187
4.5. Выводы 191
5. Экспериментальные исследования эффективности внедрения разработанных стратеши и алгоритмов автоматичес кого управления режимами прокатки 192
5.1. Методы экспериментальных исследований 192
5.2. Промышленная проверка эффективности разработанных алгоритмов 197
5.3. Исследование эффективности разработанных стратегий и алгоритмов по экспериментальным данным, полученным на действующих ТЛС 217
5.4. Выводы 222
Заключение 223
Литература
- Анализ алгоритмического обеспечения систем автоматизации режимов прокатки на ТЛС
- Характеристика взаимосвязей объекта автоматизации
- Решение задачи автоматического управления режимами прокатки и определение стратегий управления
- Алгоритмы управления режимами прокатки для начальной стадии внедрения АСУ ТП
Введение к работе
"Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года", утвержденными ХХУІ съездом КПСС, перед черной и цветной металлургией поставлена задача увеличения выпуска высококачественного листового проката. Обеспечение дальнейшего развития важнейших отраслей народного хозяйства, в том числе черной и цветной металлургии, предусмотрено на основе интенсификации производства, повышения его эффективности, ускорения научно-технического прогресса и использования достижений науки и техники. Одним из путей интенсификации производства и повышения его эффективности является комплексная механизация и автоматизация производственных процессов, создание автоматизированных цехов и заводов.
Так как без систем автоматизации современные высокопроизводительные станы не могут обеспечить требуемые технико-экономические показатели работы, создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ Ш) с управляющими вычислительными машинами (УБМ) в прокатном производстве является одним из решающих условий повышения его эффективности и улучшения качества продукции. В связи с созданием АСУ ТИ в прокатном производстве возникла необходимость разработки стратегий и алгоритмов автоматического управления прокаткой, обеспечивающих на базе информации, получаемой со стана, определение оптимальных управлений процессом.
Успехи решения этих задач базируются на результатах исследования вопросов автоматического управления процессами прокатки, которым посвящены труды советских специалистов по автоматизации: Архангельского В.И., Бычкова Ю.А., Дружинина Н.Н., Зеленова А.Б., Кожевникова К.И., Слежановского А.В., Смольникова Л.Н., Челюст-кина А.Б. и др.; специалистов по технологии прокатки: Бровмана М.Я,, Горелика B.C., Гришкова А.И., Железнова Ю.Д., Колпаш-никова А.И., Крейндлина Н.Н., Луговского В.М., Мееровича И.М., Целикова А.И, и др.; труды зарубежных авторов: Миделя Ю., Сим-са Р., Смита А., Стоуна М,, Шульца Р. и др.; разработки ряда зарубежных фирм: "Сименсп (ФРГ), "Вестингауз", "ДЖИ" (США), "То-сиба", "Хитачи" (Япония), "Сесим" и "ИРСИД" (Франция) и др.
Настоящая работа является продолжением и развитием отечественных и зарубежных разработок в этом направлении и посвящена разработке и исследованию алгоритмов автоматического управления режимами прокатки на толстолистовых станах (ТЛС), способных удовлетворить требованиям повышения производительности и улучшения качества проката.
В работе выполнен анализ центральной части ТЛС как объекта автоматизации, декомпозиция общей задачи автоматизации в ряд од-нокритериальных задач. В результате решения задачи оптимизации режимов прокатки получены стратегии автоматического управления и алгоритмы их реализации. Выполнен анализ взаимосвязей управления режимами обжатий и скоростей и регулирования геометрических параметров полосы. Разработаны также алгоритмы управления режимами прокатки для начальной стадии внедрения АСУ ТЇЇ ТЛС. Ряд теоретических вопросов в работе, требующих рассмотрения конкретного объекта автоматизации, разработаны применительно к ТЛС 5000 для прокатки алюминия и его сплавов - одному из наиболее современных проектируемых толстолистовых станов. Тем не менее, значительная часть полученных выводов является общей для ряда ТЛС, эксплуатируемых и проектируемых в настоящее время, поскольку основные характеристики технологического процесса и сортамента на стане 5000 являются типичными для рассматриваемого класса станов.
Основные из разработанных алгоритмов управления режимами прокатки опробованы в промышленных условиях в процессе их функционирования в действующих АСУ Ш.
Основные результаты работы, представляемые к защите и имеющие научную новизну, заключаются в следующем: для условий прокатки толстых листов из алюминия и его сплавов, а также из стали разработаны стратегии управления, обеспечивающие повышение производительности при соблюдении требуемых качественных показателей проката и процесса прокатки, в том числе стратегии, обеспечивающие прокатку листов в заданных допусках по планшетности, исследованы вопросы взаимосвязи выбора дискретных управлений режимами прокатки и регулирования геометрических параметров полосы, произведен анализ требуемой точности математической модели прогнозирования усилия прокатки для алгоритмов автоматического управления режимами прокатки на ТЛС и получена модель усилия прокатки, удовлетворяющая этим требованиям, разработаны алгоритмы, реализующие на УВМ стратегии управления режимами прокатки в реальном масштабе времени технологического процесса»
Материалы работы докладывались на следующих конференциях, семинарах, совещаниях:
1. Применение вычислительной техники для автоматизации производственных процессов (научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов, г.Киев, 1973).
2. Разработка и внедрение АСУ прокатными станами (Всесоюзная научно-техническая конференция, г.Киев, 1975).
3. Вычислительная техника в системах управления (научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов, г.Киев, 1975).
4. Автоматизация листовых станов горячей прокатки (Всесоюзный научно-технический семинар, г.Кривой Рог, 1977).
5. Опыт разработки и внедрения АСУ Ш на металлургических предприятиях (Республиканский семинар, г.Киев, 1978). 6. Автоматизация производств и управления (научно-техническая конференция молодых ученых и специалистов, г.Киев, 1978)»
7. Опыт разработки и внедрения АСУ прокатными станами (Всесоюзное научно-техническое совещание, г.Киев, 1979).
8. Математическое, алгоритмическое и техническое обеспечение АСУ ТП (П Всесоюзная межвузовская научно-техническая конференция, г.Ташкент, 1980).
9. Теоретические проблемы прокатного производства (Ш Всесоюзная научно-техническая конференция, г.Днепропетровск, 1980).
10. Опыт разработок и внедрения АСУ Ш толстолистовых прокатных станов (Всесоюзный семинар, г.Киев, 1981).
Полученные в работе результаты использованы при разработке ряда АСУ ТП ТЛС:
АСУ ТП прокатки стана 3600 завода "Азовсталь", самого современного из действующих в СССР ТЛС, которая в 1982 году сдана в промышленную эксплуатацию;
опытной АСУ режимом обжатий Коммунарского метзавода, внедренной в 1976 году в опытно-промышленную эксплуатацию;
АСУ ТП горячей прокатки алюминия и его сплавов на проектируемом толстолистовом стане 5000.
Разработаны также "Основные положения по расчету режимов горячей прокатки алюминия и его сплавов", которые апробацию и согласование в научно-исследовательских, проектных организациях и на предприятиях, занимающихся вопросами прокатки алюминия и его сплавов на толстолистовых станах, и предназначены для использования при техническом проектировании АСУ ТП прокатки алюминия и его сплавов на толстолистовых станах.
Результаты, полученные в работе, использованы при разработке 10 алгоритмических модулей, которые - сданы в Специализированный и отраслевой фонд алгоритмов и программ для АСУ TEI (СОФАП АСУ ТП).
Анализ алгоритмического обеспечения систем автоматизации режимов прокатки на ТЛС
Успех в достижении целей автоматизации режимов прокатки на ТЛС в значительной мере определяется выбором стратегий автоматического управления, обеспечивающих оптимизацию процесса. Указанная оптимизация может производиться как путем математического решения задач оптимизации, так и эмпирическими методами с использованием опыта технологов и наиболее квалифицированных операторов-прокатчиков. В последнем случае, как правило, обеспечивается лишь приближение соответствующего показателя к его оптимальному значению, а не достижение этого значения.
Известны два подхода к решению задачи оптимизации режимов прокатки. Первый предусматривает решение задачи оптимизации и определение стратегии управления в реальном масштабе времени, а второй - предварительное решение задачи и определение стратегий управления для определенных диапазонов изменения параметров процесса. При автоматизации ТЛС, как правило, применяется второй подход /7, 87 /.
Рассмотрим применяемые в настоящее время стратегии управле-ления наиболее распространенными режимами прокатки (не рассматриваются стратегии управления для различных спецрежимов, например, прокатки с термомеханической обработкой (2М0), контролируемой прокатки / 75 / и др.). При ручном управлении процессом прокатки на отечественных ТЛС, а также в системах автоматизации, разработанных фирмами "Сименс", "АЭГ" - Телефункен", "СЕСИМ", "Тосиба" задача получения максимальной производительности решается путем минимизации числа пропусков, что обеспечивается выбором максимально допустимых обжатий, начиная с первого пропуска (предельная стратегия с начала цикла). Ограничения, накладываемые на величины обжатий, обусловлены предельно допустимыми энергосиловыми параметрами, получением заданного поперечного профиля, углом захвата. Приближение формы листа в плоскости к прямоугольной обеспечивается стратегией выбора суммарных обжатий (соотношения сум-марных обжатий) на этапах вытяжки (прокатки вдоль оси сляба) и разбивки ширины (прокатки поперек оси сляба с целью получения заданной ширины), а также выбором обжатий в вертикальной клети /64, 79, III, 115, ІІ8Л
При прокатке листов толщиной менее 10-15 мм при выборе обжатий на заключительном этапе прокатки учитываются требования получения планшетного листа. При управлении прокаткой, как правило, используется стратегия, допускающая сначала получение волны по краям листа (при реализации предельных обжатий), а потом компенсацию этой волны (в 2-3 последних пропусках) увеличением вытяжки середины листа относительно краев Стратегия прокатки планшетного листа с компенсацией волны в последних пропусках была использована в разработках Киевского института автоматики (КЙА) при создании АСУ режимом обжатий стана 2250. Для реализации стратегии необходимо поддерживать при прокатке каждого типоразмера и марки стали заданное допустимое усилие прокатки в начальных пропусках Где. и следить за относительной поперечной разнотолщинностью5( 5 ЧГ » где С - поперечная разнотолщинность, и - толщина раската)» При достижении S ее критической величины JK( усилие прокатки снижается и в последнем N -а пропуске достигает значения # , соответствующего заданному значению относительной поперечной раз-нотолщинности в последнем пропуске - ON (см.рис.1.1),
В системах автоматизации режимов прокатки толстого листа из стали, а также алюминия и его сплавов, поставляемых французской фирмой "СЕСИМ", используется метод /109, III/, согласно которому планшетность раската обеспечивается соблюдением в ряде последних пропусков условия, по которому неравномерность вытяжки по ширине раската, не приводит к нарушению нланшетности (см.п.1.3.2, выражение (1.39). Следует отметить, что прокатка без коробления раската во всех пропусках по сравнению со способом прокатки с компенсацией волны в последних пропусках приюдит к увеличению числа пропусков, а следовательно, к снижению производительности стана.
Структура расчета режима обжатий в АСУ ТП, разработанных фирмами "АЭГ-Телефункен", "Сименс", "СЕСИМ" и др., содержит стадии предварительного расчета программы обжатий перед началом каждого этапа прокатки и повторного расчета после очередного реализованного пропуска при необходимости изменения программы обжатий в оставшихся пропусках. На рис.1.Z в качестве примера приведена блок-схема алгоритма расчета режима обжатий для одного этапа прокатки на толстолистовом стане /2/. В УВМ вводятся размеры раската, соответствующие началу этапа прокатки, а также марка стали. Соответственно данной марке стали из запоминающего устройства выдаются необходимые коэффициенты уравнений, зависящие от материала и зафиксированные в памяти для ранее прокатанных аналогичных сортаментов стали. Сначала рассчитываются максимально возможные обжатия с учетом энергосиловых и технологических ограничений. В каждом реализованном пропуске рассчитанные значения параметров сопоставляются с результатами измерений и на основании такого сопоставления производится адаптация математических моделей. После адаптации моделей проводится расчет с целью проверки, можно ли реализовать рассчитанные ранее управления для следующего пропуска, не выходя за пределы заданных ограничений. Если это невозможно, то производится повторный расчет управлений для оставшихся пропусков.
Исследования задачи оптимизации режимов прокатки толстого стального листа, проведенные в-КОД, позволили сделать вывод, что минимизация числа пропусков путем выбора максимально допустимых обжатий, начиная с первого пропуска (предельная стратегия с начала цикла) не всегда обеспечивает максимальную производительность /6, 7, 79, 87/. Показано, что предельная стратегия с начала цикла в условиях прокатки коротких раскатов в черновых клетях, характеризующихся треугольными скоростными графиками и значительной составляющей пауз в общем времени цикла (причем паузы определены работой нажимного механизма), дает результаты близкие к оптимальным, а при прокатке длинных раскатов в чистовой клети на постоянной скорости оптимальной является предельная с конца цикла стратегия распределения обжатий. В случае широкого изменения длин раската за цикл, наличия различных видов скоростных графиков и при отсутствии ограничений по планшетности листа близкой к оптимальной является стратегия, обуславливающая равномерное распределение моментов по пропускам.
Характеристика взаимосвязей объекта автоматизации
На стане 5000, для которого в работе получен ряд выводов, оснащенном, как упоминалось, шестивалковой клетью, имеют место особенности в прокатке, влияющие на формирование толщины раската и его поперечной разнотолщинности. Эти особенности заключаются в необходимости распределения усилия прокатки между опорным валком и опорным роликом путем набора давления в гидроцилиндрах опорных роликов после захвата металла валками. При прокатке тонких раскатов для предотвращения соударения валков к моменту выхода металла из них производится сброс указанного давления до уровня давления прижима (аналогичные меры принимаются и в других клетях, оснащенных противоизгибом). В период набора и сброса давления в упомянутых гидроцилиндрах имеет место переменное распределение усилий прокатки между опорными валками и роликами и переходной процесс установления давления в цилиндрах противоизгиба рабочих валков, что ведет к существенному изменению толщины и поперечной разнотолщинности концов раската. В связи с этим возникают некондиционные концы раската, длину которых целесообразно уменьшить, т.е. обеспечить пониженные скорости захвата и выброса металла из валков.
Выбор схемы прокатки, соотношения вытяжек при продольной и поперечной прокатке в горизонтальной клети, распределения обжатий в вертикальной клети (обжатий боковых кромок и торцов) определяет разноширинность раскатов (форму в плоскости) /27, 47, 107/.
При выборе режимов прокатки (температурного/ обжатиД и ско росте!)учитываются также требования к структуре и механическим свойствам проката, чистоте его поверхности. Качество поверхности стальных листов зависит прежде всего от удаления окалины. Наиболее эффективным способом удаления окалины с поверхности стального листа является гидросбив. Горизонтальные и вертикальные клети, используемые в качестве окалиноломателей, работают менее эффективно, так как лишь частично разрушают окалину, а часть ее закатывают в поверхность металла /85/. Высокое качество поверхности алюминиевых листов (отсутствие надиров, потертостей, мелких трещин) обеспечивается исключением проскальзывания металла относительно рабочих валков и роликов рольгангов за счет синхронизации скоростей металла и соответствующих механизмов, а также плакировкой слитков /I/.
Прокатка слитков большой толщины характеризуется неравномерностью деформации по высоте слитка. С неравномерностью деформации крупных слитков малопластичных слитков связано появление различного рода дефектов: раскрытие слитков по середине их толщины (по торцу), трещины в центральных слоях раската или неравномерность структуры и механических свойств в этих слоях, растрескивание кромок и т.д. Повышение плотности и пластичности центральных зон слитков путем совершенствования технологии литья, выбор определенного режима обжатий в горизонтальной и вертикальной клетях позволяют предотвратить образование этих дефектов. Основной мерой предотвращения раскрытия слитков при поперечной прокатке является придание выпуклости передней грани (торцу) слитка (так называемый "замок" Петрова /49, 51, 66Д Механические свойства проката (прочность, пластичность и др.) определяются сочетанием температурного и деформационного режима, для чего учитываются соответствующие ограничения при выборе режима прокатки (например, могут ограничиваться обжатия в последних пропусках по ми нимальной величине) /48, 59/,
Прокатанный металл поступает на линию отделки, где производится правка раската в роликовых правильных машинах, термообработка (при необходимости), обрезка концов и боковых кромок раската, отборка проб и порезка на мерные длины. Мерные листы и плиты клеймятся, укладываются в пачки, а затем передаются на дальнейшую технологическую обработку.
Рассматривая приведенное содержательное описание центральной части толстолистового прокатного стана, прежде всего следует остановиться на его основных выходных показателях и номенклатуре управляемых координат оборудования стана (управлений), с помощью которых осуществляется воздействие на прокатку. Согласно /6/ основные выходные показатели объекта можно разделить на показатели качества проката и показатели ведения процесса прокатки. Первые полностью оцениваются с позиции потребителя листа, вторые - характеризуют уровень ведения технологического процесса в части производительности, расхода металла сляба на тонну листа, расхода энергоресурсов и загрузки оборудования. Показатели качества проката можно разбить на две группы: первая характеризует механические свойства, структуру, чистоту поверхности листа и др., вторая - геометрические размеры (среднюю толщину, поперечную и продольную разнотолщинность, планшетность, среднюю ширину и раз-ноширинность полос с катанными кромками). Номенклатура выходных показателей представлена в табл.2,1, номенклатура управлений -в табл.2.2. Кроме управлений, на формирование выходных показателей объекта автоматизации оказывает влияние ряд возмущений. Перечень основных возмущений приведен в табл.2.3.
Решение задачи автоматического управления режимами прокатки и определение стратегий управления
В плане решения задачи оптимизации (3.1) остановимся на определении рациональных скоростных управлений при заданных режимах обжатий или полученных в результате решения автономной задачи оптимизации.
Определим целесообразность изменения ускорений главных приводов клетей и приводов рольгангов ( Qr , Ов , Qp ) от пропуска к пропуску с учетом ограничений на ускорения, рассмотренных в разделе 3.1. При отсутствии ограничений по нагреву прокатных двигателей и наличии ограничения по крутящему моменту двигателя уменьшение ускорения по отношению к его максимально допустимому значению (определяется условиями пробуксовки рабочего валка относительно опорного и проскальзывания металла по рольгангу), т.е. уменьшение ИВии , позволит увеличить Пет ( Mnf ), а значит и обжатия в соответствующих пропусках и, возможно, за счет этого уменьшить число пропусков. Однако уменьшение ускорения приведет также к увеличению длительности разгона привода с металлом в валках и длительности пропуска, дополнительному охлаждению концов раската и увеличению продольной разнотолщинности, а в последующих пропусках это может привести к уменьшению обжатий.
Проведены расчеты для характерных параметров процесса, при которых максимальные обжатия могут быть ограничены допустимым моментом (для раскатов толщиной 100-300 мм из сплавов Діб и АМгб, t =450C, Of =1,3 м/с2 и 02 =0,65 м/с2, Мдин.тах =1400 кНм, //A/ = 00 кНм, разгон раската осуществлялся от скорости 0,4 м/с), с использованием математических моделей усилия и момента прокатки, а также температуры раската, приведенных в /61, 80/. В результате расчетов (пример - в табл.3.5) установлено, что суммарное увеличение обжатия в соответствущих пропусках позволяет исключить не более одного пропуска с обжатием (при этом общее число пропусков должно быть нечетным и вместо исключенного пропуска с обжатием добавляется холостой пропуск), а суммарное увеличение машинного времени прокатки (вследствие снижения О ) соизмеримо с временем пропуска.
Таким образом уменьшение ускорений по сравнению с их максимально допустимым значением не приводит, как правило, к уменьшению Гц . Следовательно рассмотренные ускорения целесообразно принять постоянными и равными максимально допустимому значению.
Для определения скоростей прокатки, минимизирующих 7ц , в соответствии с методикой решения задачи (3.1) проведем анализ частных производных от Ти, по упомянутым управлениям.
При выборе скорости захвата руководствуемся следующими соображениями. При \/} Че,\/ртах9Гтах, Vp/T/ax Vetrnrx (для СТЭНа 5000 VLmVpmax=4 м/с, Vemax=Q м/с) с ростом Уз уменьшается как им » так и и и для всех случаев паузы, обусловленной возвратом металла в валки или передачей из клети в клеть. Следовательно, при любых вариациях других управлений целесообразно выбирать максимальными.
Поскольку целевая функция щ сепарабельна относительно управлений Vyi , Vsi % Ці для каждого из пропусков, для оп-ределения оптимальных значений этих управлений достаточно рас-смотреть время і -го пропуска, а не всего этапа (подэтапа).
Расчеты показывают, что в реальном диапазоне изменения величин, входящих в (3.38), соответствующем технологии прокатки на стане 5000 ( 1/3 =0,4 м/с, С/ =1,3 м/с2, ЬСтш =2,4 м), уточненное решение отличается от (3,36) не более, чем на 1,0$, т.е. меньше погрешностей измерения и реализации величин, входящих в (3.38).
Найденный экстремум, как показала оценка знака „Т1 , является минимумом; вследствие этого выражение (3,40) используется для определения оптимального значения 1 . Если Vtft , определенное по (3.40), больше максимально допустимой по рассматриваемым ограничениям скорости прокатки, в том числе и по (3.9), то управление фиксируется на допустимом уровне. На рис.3.2 в качестве примера представлена зависимость времени пропуска tufa от Vijt при Vj i= У pi и и; =10 м,
В остальных случаях прокатки в одной клети минимизация Г//Д обеспечивается выбором установившейся скорости, равной максимально допустимой по возможностям двигателя и технологическим ограничениям. Скорость выброса может быть равной установившейся при передаче металла из клети в клеть, а также определяться условиями (3.5) или (3.6).
Алгоритмы управления режимами прокатки для начальной стадии внедрения АСУ ТП
Решение задач оптимизации для характерных подэтапов с одновременной прокаткой в двух клетях при наличии переменного ограничения максимальной скорости по току коммутации (характерные подэтапы 10 и 12) аналогично решению задач для соответствующих характерных подэтапов без ограничения максимальной скорости по току коммутации (режимы 9 и II), т.е. с рассмотрением двух этапов пропусков с одновременной прокаткой.
Аналогичным образом рассмотрены остальные задачи оптимизации для характерных подэтапов № 6, 8, 15, где достигается переменное ограничение по току коммутации /78/. Временные характеристики и анализ частных производных от Іц по ДПі для ряда рассмотренных подэтапов приведены в приложении 4. Во всех рассмотренных случаях (в одном - производилось объединение двух подэтапов в более крупный подэтап: подэтапа № 6 и следующего за ним подэтапа № 17) оптимальной по производительности является предельная с конца цикла стратегия распределения обжатий по пропускам.
Этапам прокатки могут соответствовать как отдельные характерные подэтапы, (например, подэтапы 1-4), так и различные комбинации из 19 характерных подэтапов, приведенных в табл.3.4, Поскольку в результате рассмотрения всех 19 характерных подэтапов (в одном из случаев производилось объединение двух подэтапов) получено, что во всех случаях оптимальной является предельная с конца цикла стратегия распределения обжатий по пропускам, предусматривающая выбор максимально допустимых по рассмотренным ограничениям обжатий, начиная с последнего пропуска. Эта же стратегия является оптимальной для отдельных этапов прокатки. Т.о. подтверждена возможность получения в общем виде стратегии автоматического управления для определенного диапазона изменения параметров процесса.
Определим возможность использования стратегий управления, полученных для условий прокатки толстых листов из алюминия и его сплавов, для случая прокатки толстых стальных листов. Основными условиями в рассмотренной задаче оптимизации являлись вид скоростных графиков прокатки и порядок чередования пропусков с различными скоростными графиками в течение цикла (этапа) прокатки, определяющие выражение целевой функции в задаче оптимизации, а также характер ограничений при выборе управлений режимами обжатий и скоростей. Указанное множество условий прокатки листов из алюминия и его сплавов включает в себя условия прокатки толстых стальных листов, поскольку часть скоростных графиков, приведенных в табл. 3.2 и 3.3 (например, графики I, 2 в табл.3.2 и I, 2 -в табл.3.3) описывают также скоростные режимы при прокатке стальных листов, а ограничения управлений в задаче оптимизации имеют один и тот же характер (прежде всего, в обоих случаях ограничение обжатий в горизонтальной клети по максимуму представляет собой неубывающую функцию толщины раската). Таким образом, полученные результаты применимы при автоматическом управлении процессом прокатки толстых стальных листов.
Задача оптимизации цикла прокатки по производительности рассмотрена в разделах 3.1 и 3.2 применительно к стану 5000, имеющему одну горизонтальную клеть. При наличии двух горизонтальных клетей (черновой и чистовой) последний этап реализуется в обеих клетях, а в исходных данных на прокатку задается толщина подката, передаваемого из черновой клети в чистовую. Выбор толщины подката должен обеспечивать равномерную по времени загрузку обеих клетей. При оптимизации цикла прокатки отдельно для каждой клети с использованием результатов, полученных в разделе 3,2, может возникнуть необходимость корректировки толщины подката, которая должна производиться в темпе с процессом, с учетом фактического времени прокатки в каждой клети заготовок той же партии. Детально вопросы выбора толщины подката, обеспечивающего повышение производительности двухклетевого стана, рассмотрены в /21/.
