淺談熱軋廠精軋液壓AGC控制系統(tǒng)

1、淺談熱軋廠精軋液壓agc控制系統(tǒng)摘要：在熱軋生產線上，精軋機控制是最重要的 控制部分。agc系統(tǒng)在液壓壓下具有調節(jié)精度高、抗干擾性 能好、截止頻率高、反應快、慣性小的優(yōu)點，所以目前熱軋 廠普遍使用液壓agc控制系統(tǒng)（hagc）。文章重點分析了液 壓agc （西門子plc控制器）的組成結構、控制原理及其主 要的控制功能等。關鍵詞：精軋機；液壓agc；厚度控制；熱軋廠 中圖分類號：tg333文獻標識碼：a文章編號： 1009-2374 （2013） 14-0037-031概述精軋機控制作為軋線上的主要控制內容，它包括了板 型、厚度、活套和主速度四個方面的控制。厚度控制又是其 重點控制內容，厚度控制

2、好壞將直接關系到產品質量的好 壞，它主要包括了監(jiān)控、偏心補償、反饋和前饋的自動增益 控制。當自動厚度控制系統(tǒng)調整壓下進行厚度控制時，會促 使軋制力改變，改變軋棍楹系的彎曲變形，對規(guī)縫形狀產生 影響，進而影響板形，當利用自動板形控制系統(tǒng)對板形進行 調整時，又會因規(guī)縫形狀改變而對出口厚度產生影響。另外, 當終軋溫度控制對機架間加速度、噴水進行控制時，會改變 機架的軋制溫度，進而對出口板形、厚度產生影響，由此看 來，精軋機各控制功能必須實現(xiàn)相互協(xié)調以及補償信號的相 互傳遞。目前，在精軋系統(tǒng)中常采用液壓自動增益控制(agc, auto gauge control)系統(tǒng)對板厚進行自動控制，因為agc 系

3、統(tǒng)在液壓壓下具有調節(jié)精度高、抗干擾性能好、截止頻率 高、反應快、慣性小的優(yōu)點，它是提高帶鋼厚度精度、帶材 合格率的一項重要技術，液壓agc系統(tǒng)也被越來越多的精軋 生產線所應用。2液壓agc系統(tǒng)的組成及控制原理2. 1系統(tǒng)組成液壓agc控制系統(tǒng)主要包括了控制裝置和執(zhí)行機構，其 中控制裝置主要指檢測元件和計算機，執(zhí)行機構主要包括液 壓缸和液壓系統(tǒng)。agc系統(tǒng)的檢測元件包括測壓儀、測厚儀、 壓力和位置傳感器。液壓agc系統(tǒng)主要是通過傳感器和測厚 儀測得相應參數(shù)，再根據(jù)參數(shù)對軋制力、壓下缸位等進行調 整，進而達到控制帶鋼厚度的目的。我廠精軋機組的液壓agc控制系統(tǒng)采用了德國西門子公 司的plc產品:s

4、imatictdco tdc是一種高性能、多cpu的 控制器，它是西門子公司的升級產品，tdc能很好地滿足液 壓agc系統(tǒng)控制高速位置的要求。選用tdc作為系統(tǒng)控制器 不僅是液壓agc系統(tǒng)的要求，也是精軋機控制功能的要求， 因為精軋機組有著多種的、集中的控制功能，且要求各控制 站之間能快速更新、控制信息。為滿足數(shù)據(jù)交換快速響應、 數(shù)量龐大的要求，在各精軋機的tdc之間使用了光纖網(wǎng) (100m)進行連接。tdc的硬件配置及其用途如表1所示：表1 tdc的硬件配置及其用途說明序號模板名稱槽號用途1 cpu1 1 f1 主速度，f1 壓下 apc、agc2 cpu2 2 f1活套、側導板，f1彎棍、

5、串棍3 cpu3 3 f2 主速度，f2 太下 apc、agc4 cpu4 4 f2活套、側導板，f2彎豐昆、串棍5 dp/mp1 6 dp聯(lián)接分布式i/o, mp1連接編程器6 sm500 10 d、do、al、a0 磁尺7 gdm模板16全局數(shù)據(jù)網(wǎng)通訊2.2液壓agc的控制原理分析通過調整板厚偏差以獲得標準板厚是agc控制的最終目 的。液壓apc是液壓agc系統(tǒng)的執(zhí)行機構，它主要用于棍縫 調節(jié)量的確定。然后在軋鋼過程中，利用液壓agc對規(guī)縫進 行動態(tài)調整，最終達到消除板厚偏差、獲得標準板厚的目的。2. 2. 1液壓apc的控制原理。液壓apc系統(tǒng)的控制原理 是：先控制軋棍的傾斜，再精確預擺

6、棍縫。為了獲得較好的 軋件板形，要在最后的精軋機上采用恒軋制力控制。而其他 精軋機的apc系統(tǒng)則可由操作人員選擇恒輻縫控制或恒軋制 力控制。液壓apc的控制原理圖如圖1所示：圖1液壓apc控制原理示意圖2. 2.2液壓agc的控制原理。為克服自動厚度控制的難 度，液壓agc采用了監(jiān)控agc與測厚儀反饋控制相結合的方 法。測厚儀方式（gm）是通過彈跳方程來計算出實際厚度的, 基本彈跳方程的公式如下：式中：s軋棍轆縫值（mm）c軋機的剛性系數(shù)（n/mm）sf厚度變化g棍縫零位（熱膨脹及磨損）0油膜厚度變化測厚儀方式原理：通過轆縫儀、測壓儀測得s （轆縫位 置變動量）、5p （軋制壓力偏差），疊加s

7、和6p得出8h （軋出厚度偏差），最后再將其反饋給厚度自動控制裝置， 以調節(jié)厚度偏差。液壓agc系統(tǒng)通過采用監(jiān)控agc與測厚儀 反饋控制，有效克服了 agc直接測厚存在的檢測困難、傳遞 滯后的問題，其控制原理框圖如圖2所示：圖2液壓agc控制原理示意圖3鎖定方式及鎖定值的確定要實現(xiàn)agc控制，必須首先確定目標厚度作為控制基準。 在將某時刻的實際板厚確定為目標值后，之后板厚變化量也 與之相對應，便于進行調節(jié)、鎖定，就是將實際板厚確定為 目標厚度的這一過程，確定出的目標厚度值俗稱為鎖定值。 一般是鎖定方式有aut01鎖定、aut02鎖定和人工鎖定三種 方式。3. 1 aut01 鎖定aut01鎖定

8、是指當精軋機組中某一機架（fn）接通負荷 繼電器后，在aut01位置處經相對應的延遲時間（fl-is、 f2-is、f3-0. 8s、f4-0.7s、f5-0.6s、f6-0.5s）自動確定 目標厚度值，穿帶性能好的鋼種適宜選擇這種方式。3. 2 aut02 鎖定對于穿帶性能不好的鋼種，較為適宜使用auto2鎖定方 式。aut02鎖定是指接通精軋機出口 hmd （熱金屬檢測器） 后，在auto2位置處在經一定延遲時間后，將cpu運行周期 作為采樣周期，當xwkdev,時（kdev:鎖定常數(shù)；i:掃描計數(shù)值；xi:第i次掃描厚度偏差），即確定目標厚 度值。3.3人工鎖定在帶鋼接通精軋機出口 hm

9、d后，在測厚儀測得的偏差值 趨近于零的情況下，由操作員決定鎖定與否，若鎖定，就按 下agc人工鎖定按鈕即可鎖定，該種方式主要適用于新開發(fā) 的鋼種。4液壓agc系統(tǒng)的控制功能4. 1 agc系統(tǒng)的厚度控制目標agc厚度控制的工藝操作要求為切頭、切尾，頭部允許 誤差在looum以內，在多種鎖定方式間靈活切換。厚度自動 控制指標如圖3所示，其中高精度命中率不小于97%、普通 精度命中率不小于98%、考核精度命中率不小于99%。圖3厚度控制指標4.2厚度偏差監(jiān)控功能鎖定板厚還等同于真正的成品厚度，為了達到成品厚度 要求，就需要反饋厚度偏差至系統(tǒng)，再對其進行補償。由于 在軋制過程中的一些因素會緩慢發(fā)生變

10、化，如熱膨脹、軋棍 磨損、計算誤差等，所以都可能帶來厚度偏差，因此需要應 用x射線對偏差量進行測量，并將監(jiān)控量反饋至各機架進行 補償。x射線監(jiān)控量公式為：（:測厚偏差值；mng：監(jiān)控增益；ti：材料從機架移動到x射線所用時間）。4. 3彎輻力的補償功能彎棍力補償，是指彎規(guī)在發(fā)揮作用時，會造成軋制力的 波動，此時雖然可讓板形質量得到改善，但也可能對帶材的 厚度精度產生影響，因此在計算棍縫修正量時，要將彎輻力 影響考慮在內，以同時保證帶鋼的厚度精度和質量。彎輻力 補償值的確定參考以下公式：aswg：規(guī)縫變化量。4.4自動復歸功能在進行厚度自動控制時，各精軋機的轆縫值都會或多或 少地偏移其原設定值，

11、因此為了不對下一塊進入精軋機的帶 鋼造成影響，減少調節(jié)楹縫值的時間，agc系統(tǒng)可對棍縫值 自動復歸。agc系統(tǒng)在運作之初會先對各機架規(guī)縫的設定值 進行記憶，在其工作結束時，又會將各精軋機的棍縫值恢復 至原設定大小，便于下一帶鋼棍縫值的調節(jié)。5結語液壓agc系統(tǒng)有效規(guī)避了傳統(tǒng)檢測的弊端(檢測數(shù)據(jù)準 確性不高、延遲時間長)、克服了多種變動因素的影響，它 能在復雜的現(xiàn)場環(huán)境中正常工作，使控制精度得到了顯著提 高。目前，世界上大部分的新建熱軋廠的精軋機都采用了液 壓agc控制系統(tǒng)，將成品縱向厚度的偏差控制在-30um30um 以內，在提高產品精度的同時，也讓企業(yè)獲得了更高的經濟 效益。但是，大部分國內企業(yè)的液壓agc控制系統(tǒng)還是依靠 進口，因此，我國自主開發(fā)出一套適應當前國內企業(yè)需求的 液壓agc控制系統(tǒng)是非常必要的。參考文獻1 劉安平熱軋廠精軋液壓agc控制系統(tǒng)j.電氣傳 動，2009, 39 (5)： 54-58.2 何敬秋，何新穎，王瑞