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1、黄石1450轧机培训轧机#1450液压AGC控制系统概述一：厚度自动控制原理AGC控制的目的，是借助于辊缝、张力、速度等可调参数，把轧制过程参数（如原料厚度、硬度、摩擦系数、变形抗力等）波动的影响消除，使其达到预期的目标厚度。而辊缝、张力等参数的调节又是以轧机的弹性曲线和轧件的塑性曲线以及弹塑曲线即P-H图为依据的。板带轧制过程既是轧件在轧制压力P的作用下产生塑性变形的过程，又是轧机在轧制压力P的作用下产生弹性变形（即所谓弹跳）的过程，二者同时发生，其作用力和反作用力相等而相互平衡。由于轧机的弹跳，使轧出的带材厚度（h）等于轧辊的理论空载辊缝（So）再加上轧机的弹跳值。按照虎克定律，轧机弹性变
2、形与应力成正比，则弹跳值应为P/K，此时h=So+P/K式中：P轧制力，t；K轧机的刚度（t/mm）,即弹跳一毫米所需轧制力的大小。上式为轧机的弹跳方程，据此绘成曲线A称为轧机相关性变形式，如图，它近似一条直线，其斜率就是轧机的刚度。但实际上在压力小时弹跳和压力的关系并非线性，且压力越小，所引起的变形也越难确定，亦即辊缝的实际零位很难确定。为了消除这一非线性区段的影响，实际操作中可将轧辊预先压靠到一定程度，即压到一定的压力P。然后将此时的辊缝批示定为零位，这就是所谓“零位调整”。由图可看出：h=S0+（P-P0）/K式中S0考虑预压变形的相当空载辊缝另一方面，给轧件一定的压下量（hO-h），就
3、产生一定的压力（P）,当料厚（h0）定，h越小即是压下量越大，则轧制压力也越大，通过实测或计算可以求出对应于一定h值的P值，在图上绘成曲线B,称为轧件塑性变形线。B线与A线交点的纵坐标即为轧制力P,横坐标即为板带实际厚度h。由P-H图可以看出，如果B线发生变形（变为B，则为了保持厚度h不变，就必须移动压下位置，使A线移到A,使A和B的交点的横坐标不变，亦即须使A线与B线的交点始终在一条垂直线C上。因此，板带厚度控制实质就是不管轧制条件如何变化，总要使A线和B线交到C线上，这样就可得到恒定厚度的板带材，由此可见，P-h图的运用实际上是板带厚度控制的基础。二.AGC的控制系统AGC勺目的是消除厚差
4、，则首先必须检测到轧制过程中的带钢的厚差时，然后再采取措施消除这一厚差。因此，归纳为两个基本构成：a. 厚度偏差的检测，目的是掌握轧制过程中，每时每刻带钢的厚度偏差的大小。厚度偏差的消除：根据厚度偏差的大小，计算出调节量，输出控制信号，然后根据控1. 测量方式在厚度偏差检测当中，有直接测厚和间接测厚两种方式。直接测量法的主要缺点是存在时间滞后问题。为解决此问题，采用间接测厚法。其间接测厚方式有压力测厚、张力测厚等。间接测量的方法虽然精度较低，但传递时差小，设备简单，便于维修，故被广泛采用。2. 控制手段a. 调节压下量，即改变辊缝是AGC控制的主要方式。一般用来消除因轧制压力的波动而造成的厚度
5、偏差。b. 通过改变带钢的张力来改变轧件变形抗力即塑性曲线B的斜率以实现厚度控制的目的，则称为调节张力的厚调方式。c. 轧制速度的变化将影响到张力、摩擦系数等的变化，即影响轧制压力的变化。故可通过调速来改变轧制压力以实现厚度自动控制的目的。3. 控制系统冷连轧AGC的形式和种类繁多，按一般调节系统的分类方法，可分为前馈AGC和反馈AGC两大类。前馈AGC是根据轧前所测得的外扰量(原料厚度偏差Sho或温度偏差St)来调节的。反馈AGC是根据测量轧制之后的带钢厚度偏差来进行调节的。根据构成AGC的两个基本环节即测量厚度偏差的方法和调节方式的不同，一般可将AGC分为如下几种：厚度AGC(h-AGC)
6、亦称反馈AGC它是利用测厚仪直接测量轧制之后带钢的厚度偏差Sh,调节轧辊辊缝S的AGCa. 前馈或预控AGC(H-AGC，测量轧制前带钢厚度偏差SH,调节轧辊辊缝S的AGC简称前馈或预控AGC。单机架可逆式轧机最基本的厚度控制环节是前馈AGC反馈AGC和秒流量AGC前馈AGC(H-AGC,测量轧制前带钢厚度(来料)偏差SH,调节轧辊辊缝S的AGC,简称前馈或预控AGC。S=Ah0X(G/K)式中：S辊缝调节，h0入口带钢厚度偏差，GK分别为带钢塑性刚度系数和轧机刚度系数反馈AGC(h-AGC),是利用测厚仪直接测量轧制之后带钢的厚度偏差Sh,调节轧辊辊缝S的AGC。S=Ahix(1+G/K)式
7、中：S辊缝调节，hi出口带钢厚度偏差，GK分别为带钢塑性刚度系数和轧机刚度系数秒流量AGC轧制时，轧件在轧机机架的秒流量的维持不变，即:AGC控制进行讲解。h1v1=h2v2=常数以上所述都是轧机一些常规的控制理论，下面我们将针对我们公司轧机黄石1450轧机培训三.1450液压AGC的设计1：厚度控制器系统硬件组成：液压AGC系统主要由一套SIMADYND控制装置（FM458、检测仪表（包括位移、压力、厚度、速度的检测）、伺服系统、压上缸等设备组成，完成压下辊缝、压力及AGC实现带材厚度的控制。2：厚度控制系统厚度控制系统主要由液压HGC和AGC组成，而HGC可以分为液压APC（位置控制）、压
8、力控制两种。AGC控制系统可以分为：前馈AGC反馈AGC秒流量AGC张力AGC以及偏心补偿，等闭环控制，AGC辅助控制功能包括压下量微调、倾斜控制、辊缝同步控制、预压靠等功能。（1）:液压HGC（1.1）液压APC（位置控制）的组成：在液压缸内安装位移传感器，用于检测实际辊缝，在位置控制方式下，每个液压缸的位置值将与计算的目标值相比较，此比较的偏差经特定运算后，送到伺服阀去引起液压油的流动以使位置偏差减少到零。（1.2）压力控制的组成在轧制力控制方式下，轧制力控制器用来使冷轧机两侧油缸的轧制力和实测值保持与设定值一致。根据油缸的积分特性，将轧制力控制器设计成一个比例控制器。轧制力测量方法有压头
9、直接测量和压力传感器间接测量两种。当采用压力传感器方法时，传感器分别安装在液压缸活塞侧和活塞杆侧，测量的是油的压力，与活塞的面积相乘得出轧制力，总轧制力为两侧压力和减去油缸活塞杆测的压力、弯辊力的影响及轧辊平衡力，我们系统暂时活塞杆侧压力检测没有参与控制使用的是固定值906KN。（2）液压AGC（2.1）前馈AGC前馈AGC根据轧制入口侧测厚仪测得的入口厚度偏差，经过一定的延时后对辊缝进行修正，以消除入口厚度变化对轧出厚度的影响，延时时间是根据入口侧测速脉冲编码器或激光测速仪的速度信号确定的。前馈控制比较由轧机入口测厚仪测量的厚度值和设定的带钢厚度值之间的偏差，并对偏差信号从测厚仪到辊缝进行跟
10、踪。即将偏差信号保存到缓冲区，并在该偏差信号的测量点到达辊缝时取出并转换成位置偏置，通过对辊缝大小的调节实现对带钢入口厚度偏差的校正。为将入口带钢偏差信号精确地从入口测厚仪位置跟踪到辊缝位置，需要考虑以下因素：测厚仪的响应时间带钢从测厚仪到辊缝之间的移动时间液压伺服缸的位置调节时间控制器执行时间前馈控制同样根据轧机模数和轧件模数以及厚度方程将偏差信号转换成合适的位置偏置。smh0X(G/K)式中：S辊缝调节，h0入口带钢厚度偏差，G,K分别为带钢塑性刚度系数和轧机刚度系数。(2.2)反馈AGC我们系统中的反馈AGC是指厚度偏差的反馈，它是监控AGC中的一种。而张力AGC也是监控AGC中的一种。
11、事实上监控AGC包含以下几种：张力监控，轧制力监控，加速度监控和位置监控。#监控AGC控制原理六辊可逆冷轧机AGC系统反馈AGC又称监控AGC主要用于消除出口厚差。反馈AGC是根据轧制出口侧测厚仪测得的出口厚度偏差，对辊缝进行修正，使出口厚度达到目标值。由于测厚仪安装于距轧机一定距离的位置上，是典型的纯滞后控制系统，采用Smith预估补偿器改善系统的动静态特性，滞后时间是根据出口侧测速脉冲编码器或激光测速仪的速度信号确定的。因此只可能采用调节速度较低的积分控制器来校正厚度的偏差。也就是说，反馈控制只能校正长期的厚度偏差。根据轧机模数和轧件模数以及厚度方程将偏差信号转换成合适的位置偏置。S=Ah
12、lX(1+G/K)式中：S辊缝调节，hi出口带钢厚度偏差，GK分别为带钢塑性刚度系数和轧机刚度系数。(2.3)秒流量AGC根据轧制过程中流入轧机与流出轧机的带钢质量恒定的原理，计算出正在轧制带材的厚度偏差，以此偏差对辊缝进行修正，使轧机轧出的带材保持较好的一致性。流量AGC基于下述公式：Vhi=Voho加入厚度偏差的公式：V(hi+Ahi)=Vo(ho+ho)hi=(ho+Aho)*Vo/Vi)-hiV。:入口带速度Vi:出口带速度ho:入口厚度设定hi:出口厚度设定Aho:入口厚度偏差Ahi:出口厚度偏差S:位置的改变量即通过测量带材的入口速度V0和出口速度V1以及出入口厚度ho，则出口厚度
13、偏差h就被确定。为此需要有对机架两侧的速度和厚度进行动态和精确测定的测量仪表。预测轧机出口带钢的厚度，并与设定的出口厚度比较，将其差值转换成合适的辊缝控制器的偏置S。流量AGC提供了较其它AGC方式更为有效的厚度补偿方法，如果与监控AGC控制方式相配合将是最有效的厚度控制方案。S=AhlX(1+G/K)式中：S辊缝调节，hi出口带钢厚度偏差，GK分别为带钢塑性刚度系数和轧机刚度系数。(3)预压靠控制(液压压下位置零点的标定)由于辊缝取决于工作辊的相对位置，因此在每次换辊后须重新确定辊缝的零点，即需要进行轧辊预压靠。预压靠过程由操作工按下预压靠按钮启动，之后的预压靠全过程将自动进行，此时，压下装
14、置，传动装置等相关设备均处于自动受控状态，并且相互联锁。预压靠开始后，液压压下系统自动驱动轧辊相接触，并达到一个预定压力，然后，传动系统投入工作，使轧辊以慢速转动(120m/min),同时继续使轧辊达到预先设定的预压靠力，并在此时将轧辊位置设置为零，预压靠工作完成，此时将轧辊上抬，传动系统停止工作。预压靠过程是位置控制和压力控制相互切换的过程，轧辊运动时，在位置控制方式，当轧辊相接触后，自动切换到压力控制方式。(4)倾斜控制1：倾斜控制器优先级最高，它是直接作用在位置控制器和轧制力控制器的输出端，也就是直接作用在伺服阀的输入端。2:由于轧机传动侧、操作侧的液压缸之间没有机械上的联结，而且两侧负
15、载不可能完全相同，设备的动态特性也不完全一致，因此两侧的运动不能保持同步，同步控制的目的就是使位移慢的一侧加快运动，位移快的一侧减慢运动，使两侧的运动速度保持一致。系统中采用辊缝差信号进行闭环控制。(5) AGC增益自适应在轧制过程中，随着轧制道次的增加，带材的硬度逐渐增大，压下效率逐渐减小，AGC的增益需要逐渐增大，以保证AGC系统的动态响应速度。为适应此硬度变化，根据测得的轧制力及带材压下率计算出带材的硬度系数，用以修正AGC勺增益。(6) 张力补偿当原料的厚度和辊缝发生变化时，会影响张力的变化，为了保证张力恒定，所以需要一个张力补偿值，作为卷取机的附加转矩给定。7)加速度补偿当生产线升速或减速时，势必会造成卷取机转矩发生变化，为了保证张力稳定，在加速和减速的过程中，会有一个加速转矩补偿到卷取机中。四.1450液压AGC系统的操作1）功能液压AGC系统，通过推上缸液压执行机构调节轧机辊缝，实现板厚纵向厚差控制。液压AGC系统包括位置、前馈、反馈（监控）、流量AGC四个个闭环控制功能环，以及辊缝人工干预、事故自动手动处理功能。液压AGC系统工况监视工艺参数显示于HMI工程画面之中。在空载工况下，只有位置环起作用；在轧制工况下，根据工艺要求选用其它控制功能。
