轧钢自动化_酸轧联合机组方案38页-BD

液压辊缝控制（RGC）
辊缝标定
辊缝标定的目的就在于找到各侧的零辊缝位置辊缝计算，为 辊缝计算提供参考点；酸轧机组中的机架标定分为有无带钢 标定和有带钢标定两种；
无带钢标定
有带钢标定
2020/12/12
液压辊缝控制（RGC）
机架安全
辊缝锁定
急停按钮； “机架锁定”按钮； 辊缝倾斜（轧制力差）超限； 检测元件（SONY磁尺，压力传感器）故障 伺服阀（泄漏检测，阀芯反馈等）故障；
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 ；
2020/12/12
液压辊缝控制（RGC）
概述
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。
每个机架安装有两个液压推上
RGC5
RGC4
RGC3
RGC2
MFC
FF2
FB1
FF1
RGC1
6#张力辊
FB5S
VC5
VC4
VC3
VC2
VC1
2020/12/12
测厚仪 激光测速仪 带钢张力计
Mon
ITC： 中间机架张力控制 FB ： 反馈控制 FF： 前馈控制 Mon：监控控制
RGC： 辊缝控制 MFC ：秒流量控制 VC： 速度控制
Actual FR OS
Actual Diff. FR
FR Setpoint OS
Ramp
FR Control OS
Indi./Avg. Gap Ctrl Gap/FR Ctrl
Indi./Avg. Gap Ctrl
Gap/FR Ctrl
Indi./Total FR Ctrl
Indi./Total FR Ctrl
Actual FR
FR Setpoint 2
Diff.FR Setpoint 2
FR Setpoint DS
Ramp
Ramp Ramp Ramp
Gap Control OS
FR Control DS FR Control
Diff. FR Control
Pist Area OS Pist Pressure OS
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！！
2020/12/12
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：
Pm
到油箱
Ps
K_op
Ps 2 (Ps Pb)
P = Ps-Pb
2020/12/12
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；
2020/12/12
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
2020/12/12
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
2020/12/12
液压辊缝控制（RGC）
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；
2020/12/12
液压辊缝控制
控制模式
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）；
2020/12/12
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；
模式１：第五机架-光辊
VC TC
自动厚度控制（AGC)
系统结构
ITC3-4
ITC2-3
ITC1-2
MFC
FF2
FB1
FF1
RGC5
RGC4
RGC3
RGC2
RGC1
ITC4-5
VC5
VC4
VC3
VC2
VC1
FB4R
测厚仪 激光测速仪 带钢张力计
Mon
ITC： 中间机架张力控制 FB ： 反馈控制 FF： 前馈控制 Mon： 监控控制
（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。
2020/12/12
开始轧制，辊缝张力模式下，采用张力极限方式，当实际张力位于 （TL1,TH1）内时，控制器不调节，当张力波动至（TL1,TH1）以 外时，控制器投入，调节张力进入（TL2,TH2）区间时，控制器被 保持。
2020/12/12
自动厚度控制（AGC)
系统结构
ITC4-5
ITC3-4
ITC2-3
ITC1-2
Ramp
Tilting Control
Actual Position OS Zero Position OS
Actual Gap OS
Pist Area DS Pist Pressure DS
Actual FR DS
Rolls Weight/2 Bending FR
Actual Tilting
Gap Setpoint OS
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） 。
2020/12/12
液压辊缝控制
控制模式
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；
酸轧联合机组 机架控制
演讲人：**
2020/12/12
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)。
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
辊缝快开
上游发生断带； 拍下辊缝快开按钮； 轧制力超限； 液压站故障；
机架卸荷
有快开请求，同时，伺服系统（检测元件，执行元件，液压站）故障；
2020/12/12
机架间张力控制（ITC)
系统结构 速度张力模式 /辊缝张力模式
2020/12/12
机架间张力控制（ITC)
速度张力模式
穿带期间采用速度张力模式；另外对于4-5机架间张力，当末机架工 作于光整模式时，采用速度张力模式；
轧制力模式
自适应 CM
-CM/CG
f (H,h)
A dH D
FIFO
KP FF1辊缝修正
2020/12/12
FF1控制框图
自动厚度控制（AGC)－入口AGC
C1机架反馈（FB1)
反馈控制用于获得带钢所需的绝对出口厚度。
C1机架余下的带钢厚度偏差由出口测厚仪THG1进行测量，取采样段内 测量值的平均值作为实际厚度偏差（采样段长度可调，如可取出口测厚 仪与C1辊缝的距离）。厚度偏差经过一个积分控制器后作用于C1机架辊 缝，直到出口偏差为零。同样地，在调节C1辊缝的同时对C1机架前张力 辊速度进行修正，以补偿辊缝调节引起的张力波动，并保持进入C1机架 的金属秒流量恒定。
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
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
2020/12/12
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]PmK_op来自321
0
0
25
50
75
100
主腔压力 [% Ps]
速度张力模式又分为张力连续和张力极限两种方式。 张力连续指张力控制器连续调节使张力保持为恒值； 张力极限指张力控制器仅在张力超限时进行调节，当张力调回目标
区间时，控制器被保持。
辊缝张力模式
轧制期间（>36m/min）采用辊缝张力模式速度张力模式；
辊缝张力模式采用张力极限方式；
2020/12/12
机架间张力控制（ITC)
2020/12/12
机架间张力控制（ITC)
控制说明；
以1-2机架间张力控制为例：当穿带进入ST2后，1-2之间设定为穿 带张力，采用张力连续方式，使带钢保持REF恒定，防止带钢跑偏。 穿带进入ST3后，1-2间张力为设定张力，采用张力极限方式进行 控制，当实际张力位于（TMIN,TMAX）内时，控制器不调节，当 张力波动至（TMIN,TMAX）以外时，控制器投入，调节张力进入 （TL2,TH2）区间时，控制器被保持。
2020/12/12
液压辊缝控制（RGC）
Actual Position DS
Zero Position DS
Actual Gap DS
2
Actual Gap
Gap Setpoint
Gap Setpoint DS
Ramp Ramp
Gap Control DS Gap Control
2
Tilting Setpoint
RGC： 辊缝控制 MFC ：秒流量控制 VC： 速度控制
模式2：第五机架-毛辊（光整模式）
VC TC
2020/12/12
自动厚度控制（AGC)－入口AGC
C1机架前馈（FF1)
前馈控制用于补偿入口来料厚度的动态偏差。入口测厚仪采样测量一段 未轧带钢的偏差（该测量段长度可调），然后跟踪该测量段至其通过C1 辊缝时，通过比例调节器输出调整C1机架辊缝，同时对C1机架前张力辊 速度进行修正，以补偿辊缝调节引起的张力波动，并保持进入C1机架的 金属秒流量恒定。
Gap/FR Ctrl
Piston Side Pressure DS
Valve Adaption DS
Hydr. Cylinder DS
Rod Side Pressure
Piston Side Pressure OS
Valve Adaption OS
Hydr. Cylinder OS
2020/12/12
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；
2020/12/12
Err
Ref
参考值恒定
检查
Out Sat
2020/12/12
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
伺服阀泄露 补偿
2020/12/12
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；