酸轧联合机组机架控制
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单侧轧制力＝ 该侧液压缸推上力－（下支撑辊重量＋下中间辊重 量+下工作辊重量）/2 －弯辊力；液压辊缝控制－概述
总轧制力即两侧轧制力之和，轧制力差即传动侧轧制力减去操作 侧轧制力所得差值（人为定义） 。
2020/8/1
液压辊缝控制
REF FBK
控制器
过程对象
控制模式
测量变送器
单独辊缝控制－位置模式，以各侧的辊缝作为控制对象（分 别闭环控制） ，用于辊缝标定及单缸调试；
2020/8/1
系统结构（外环－内环）
MFC
ITC
ITC
ITC
ITC
THFF
THFB THFF
RGC
RGC
RGC
RGC
RGC
THFB VC
VC
VC
VC
Mon
2020/8/1
VC VC
TC
内外环结构
厚度外环
AGC_Corr
Ref
S
磁尺
位置内环
伺服阀
2020/8/1
张力外环 ITC_Corr
Ref
位置内环
2020/8/1
酸轧联合机组 机架控制
演讲人：**
主要内容
液压辊缝控制，简称为HGC( Hydraulic Gap Control),或 者RGC（Roll Gap Control)。
机架间张力控制，简称ITC( Interstand Tension Control)。 自动厚度控制，简称AGC( Automatic Gauge Control)。
S 磁尺
伺服阀
液压辊缝控制（RGC）
主要内容
概述：检测及执行单元等； 控制模式 ：辊缝控制，轧制力控制； 控制技术 ：伺服阀特性补偿，泄漏检测等； 辊缝标定 ； 机架安全 ；
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
概述
操作侧
驱动侧
液压辊缝控制功能（HGC）主 要实现机架的辊缝或轧制力控制，以 及倾斜控制或轧制力差控制。
倾斜控制－控制倾斜，用于位置模式轧制； 轧制力差控制－控制轧制力差，用于轧制力模式轧制；
模式切换
保证切换的互斥性； 通过赋值当前值＋斜坡函数实现辊缝控制和轧制力控制之间的无
冲击切换！！
2020/8/1
K SV
PS 2P
液压辊缝控制（RGC）
伺服阀特性补偿
伺服阀的流量与其入口、出口间压力差的平方根成正比，使得伺 服阀在控制系统表现为一个非线性环节，并导致整个伺服系统响 应变慢。为了补偿这一非线性环节，可以通过对伺服阀输出乘以 一个可变增益来实现：
单独轧制力控制－轧制力模式，以各侧轧制力作为控制对象 （分别闭环控制），用于辊缝标定；
平均辊缝控制－位置模式，以平均辊缝作为控制对象，用于 位置模式轧制；
总轧制力控制－轧制力模式，以总轧制力作为控制对象，用 于轧制力模式轧制；通常应用于末机架的光整模式；
2020/8/1
液压辊缝控制
控制模式
每个机架安装有两个液压推上
（压下）缸，一个在操作侧，一个在
传动侧；液压缸位置通过安装在每个
液压缸内的sony磁尺进行检测。轧制
力则通过轧制力仪或者推上缸主油路 的压力传感器进行检测。
轧制线
缸固定，活塞运动。每个活塞的 运动由液压回路的油流量确定，伺服 阀控制油流量，伺服阀线圈电流设定 来自控制器的模拟输出。
Pm
到油箱
Ps百度文库
K_op
Ps 2 (Ps Pb)
P = Ps-Pb
2020/8/1
油流动方向 移动位置
液压辊缝控制（RGC）
伺服阀泄露检测
伺服阀在长期运行后其性能将逐渐下降，泄漏（或称零漂）增加。 通过一个偏差积分单元监测伺服阀的泄漏情况，当泄漏检测值到 达一定的限幅值后，伺服阀报警，提示更换伺服阀；
Err
Ref
参考值恒定
检查
Out Sat
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
伺服输出
Ps
Pm
伺服阀流量
线性化补偿
增益选择
位置反馈 位置参考值
PID 调节器
2020/8/1
伺服阀泄露 补偿
伺服阀参考值
液压辊缝控制（RGC）
控制输出
当采用平均辊缝控制时： 传动侧输出＝平均辊缝控制环输出＋倾斜控制环输出； 操作侧输出＝平均辊缝控制环输出－倾斜控制环输出； 当采用总轧制力控制时： 传动侧输出＝总轧制力控制环输出＋轧制力差控制环输出； 操作侧输出＝总轧制力控制环输出－轧制力差控制环输出；
平均辊缝即两侧辊缝的算术平均值，辊缝倾斜即传动侧辊缝减去 操作侧辊缝所得差值 （人为定义）；
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
轧制力控制：
实际轧制力由轧制力仪测量或者根据安装在液压油路中的压力传 感器检测信号进行计算。
使用压力传感器计算，单侧液压缸推上力＝该侧液压缸活塞侧油 压*活塞侧横截面积 － 该侧液压缸杆侧油压*杆侧横截面积；
到油箱
Ps
K_cl
Ps 2 (Ps Pm)
P = Ps-Pm
K_op Ps 2 Pm P = Pm
K_op
K_cl
2
0
Pb
0
25 50 75 100
Pb
主腔压力 [% Ps]
2
0
0
25 50 75 100
杆腔压力 [% Ps]
4-way
Pm
到油箱
K_cl
Ps
2 (Ps Pm)
Ps P = Ps-Pm
上支撑辊 上中间辊 上工作辊 下工作辊 下中间辊
下支撑辊
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
概述
操作侧
传动侧
有杆腔
无杆腔 压力传感器
PT
下支撑辊
Sony 磁尺
Sony 磁尺
比例伺 服阀
伺服阀
伺服阀
比例伺 服阀
压力传感器 PT
卸荷阀 锁紧阀
锁紧阀
比例减 压阀
锁紧阀
锁紧阀 卸荷阀
比例伺服阀：200L/min，快速打开； 伺服阀：90L/min，精细调节；
其中，Ps为系统压力，△P为伺服阀入出口压力差。 由于进出油两种情况下入出口压力差不同，所以补偿增益也需要
分两种情况考虑
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
伺服阀特性补偿
3-way
Pm
k_cl
3
2
1
0
0
25
50
75
100
主腔压力 [%Ps]
Pm
K_op
3
2
1
0
0
25
50
75
100
主腔压力 [% Ps]
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
辊缝控制：
对于两侧辊缝，实际辊缝 ＝ 零辊缝位置 － 实际位置。其中， “零辊缝位置”来自标辊程序，作为辊缝计算的基准点；
零辊缝位置：类似使用“增量编码器＋接近开关”测量位置时的 接近开关，简单地说，即把两侧的轧制力均加载至300ton（人为 定义）时，测得的液压缸的位置。例如，加载完毕，假设两侧的 磁尺位置读数为50mm，那么此50mm即为零辊缝位置，定义此处 的辊缝为0；当液压缸下降，磁尺位置读数为40mm时，此时两侧 辊缝＝50mm－40mm，即10mm；辊缝标定
总轧制力即两侧轧制力之和，轧制力差即传动侧轧制力减去操作 侧轧制力所得差值（人为定义） 。
2020/8/1
液压辊缝控制
REF FBK
控制器
过程对象
控制模式
测量变送器
单独辊缝控制－位置模式，以各侧的辊缝作为控制对象（分 别闭环控制） ，用于辊缝标定及单缸调试；
2020/8/1
系统结构（外环－内环）
MFC
ITC
ITC
ITC
ITC
THFF
THFB THFF
RGC
RGC
RGC
RGC
RGC
THFB VC
VC
VC
VC
Mon
2020/8/1
VC VC
TC
内外环结构
厚度外环
AGC_Corr
Ref
S
磁尺
位置内环
伺服阀
2020/8/1
张力外环 ITC_Corr
Ref
位置内环
2020/8/1
酸轧联合机组 机架控制
演讲人：**
主要内容
液压辊缝控制，简称为HGC( Hydraulic Gap Control),或 者RGC（Roll Gap Control)。
机架间张力控制，简称ITC( Interstand Tension Control)。 自动厚度控制，简称AGC( Automatic Gauge Control)。
S 磁尺
伺服阀
液压辊缝控制（RGC）
主要内容
概述：检测及执行单元等； 控制模式 ：辊缝控制，轧制力控制； 控制技术 ：伺服阀特性补偿，泄漏检测等； 辊缝标定 ； 机架安全 ；
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
概述
操作侧
驱动侧
液压辊缝控制功能（HGC）主 要实现机架的辊缝或轧制力控制，以 及倾斜控制或轧制力差控制。
倾斜控制－控制倾斜，用于位置模式轧制； 轧制力差控制－控制轧制力差，用于轧制力模式轧制；
模式切换
保证切换的互斥性； 通过赋值当前值＋斜坡函数实现辊缝控制和轧制力控制之间的无
冲击切换！！
2020/8/1
K SV
PS 2P
液压辊缝控制（RGC）
伺服阀特性补偿
伺服阀的流量与其入口、出口间压力差的平方根成正比，使得伺 服阀在控制系统表现为一个非线性环节，并导致整个伺服系统响 应变慢。为了补偿这一非线性环节，可以通过对伺服阀输出乘以 一个可变增益来实现：
单独轧制力控制－轧制力模式，以各侧轧制力作为控制对象 （分别闭环控制），用于辊缝标定；
平均辊缝控制－位置模式，以平均辊缝作为控制对象，用于 位置模式轧制；
总轧制力控制－轧制力模式，以总轧制力作为控制对象，用 于轧制力模式轧制；通常应用于末机架的光整模式；
2020/8/1
液压辊缝控制
控制模式
每个机架安装有两个液压推上
（压下）缸，一个在操作侧，一个在
传动侧；液压缸位置通过安装在每个
液压缸内的sony磁尺进行检测。轧制
力则通过轧制力仪或者推上缸主油路 的压力传感器进行检测。
轧制线
缸固定，活塞运动。每个活塞的 运动由液压回路的油流量确定，伺服 阀控制油流量，伺服阀线圈电流设定 来自控制器的模拟输出。
Pm
到油箱
Ps百度文库
K_op
Ps 2 (Ps Pb)
P = Ps-Pb
2020/8/1
油流动方向 移动位置
液压辊缝控制（RGC）
伺服阀泄露检测
伺服阀在长期运行后其性能将逐渐下降，泄漏（或称零漂）增加。 通过一个偏差积分单元监测伺服阀的泄漏情况，当泄漏检测值到 达一定的限幅值后，伺服阀报警，提示更换伺服阀；
Err
Ref
参考值恒定
检查
Out Sat
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
伺服输出
Ps
Pm
伺服阀流量
线性化补偿
增益选择
位置反馈 位置参考值
PID 调节器
2020/8/1
伺服阀泄露 补偿
伺服阀参考值
液压辊缝控制（RGC）
控制输出
当采用平均辊缝控制时： 传动侧输出＝平均辊缝控制环输出＋倾斜控制环输出； 操作侧输出＝平均辊缝控制环输出－倾斜控制环输出； 当采用总轧制力控制时： 传动侧输出＝总轧制力控制环输出＋轧制力差控制环输出； 操作侧输出＝总轧制力控制环输出－轧制力差控制环输出；
平均辊缝即两侧辊缝的算术平均值，辊缝倾斜即传动侧辊缝减去 操作侧辊缝所得差值 （人为定义）；
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
轧制力控制：
实际轧制力由轧制力仪测量或者根据安装在液压油路中的压力传 感器检测信号进行计算。
使用压力传感器计算，单侧液压缸推上力＝该侧液压缸活塞侧油 压*活塞侧横截面积 － 该侧液压缸杆侧油压*杆侧横截面积；
到油箱
Ps
K_cl
Ps 2 (Ps Pm)
P = Ps-Pm
K_op Ps 2 Pm P = Pm
K_op
K_cl
2
0
Pb
0
25 50 75 100
Pb
主腔压力 [% Ps]
2
0
0
25 50 75 100
杆腔压力 [% Ps]
4-way
Pm
到油箱
K_cl
Ps
2 (Ps Pm)
Ps P = Ps-Pm
上支撑辊 上中间辊 上工作辊 下工作辊 下中间辊
下支撑辊
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
概述
操作侧
传动侧
有杆腔
无杆腔 压力传感器
PT
下支撑辊
Sony 磁尺
Sony 磁尺
比例伺 服阀
伺服阀
伺服阀
比例伺 服阀
压力传感器 PT
卸荷阀 锁紧阀
锁紧阀
比例减 压阀
锁紧阀
锁紧阀 卸荷阀
比例伺服阀：200L/min，快速打开； 伺服阀：90L/min，精细调节；
其中，Ps为系统压力，△P为伺服阀入出口压力差。 由于进出油两种情况下入出口压力差不同，所以补偿增益也需要
分两种情况考虑
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
伺服阀特性补偿
3-way
Pm
k_cl
3
2
1
0
0
25
50
75
100
主腔压力 [%Ps]
Pm
K_op
3
2
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75
100
主腔压力 [% Ps]
2020/8/1
液压辊缝控制（RGC）
辊缝控制：
对于两侧辊缝，实际辊缝 ＝ 零辊缝位置 － 实际位置。其中， “零辊缝位置”来自标辊程序，作为辊缝计算的基准点；
零辊缝位置：类似使用“增量编码器＋接近开关”测量位置时的 接近开关，简单地说，即把两侧的轧制力均加载至300ton（人为 定义）时，测得的液压缸的位置。例如，加载完毕，假设两侧的 磁尺位置读数为50mm，那么此50mm即为零辊缝位置，定义此处 的辊缝为0；当液压缸下降，磁尺位置读数为40mm时，此时两侧 辊缝＝50mm－40mm，即10mm；辊缝标定