厚度自动控制AGC--好

实现厚度自动控制的系统——AGC。 根据轧制过程中对厚度的控制方式不 同，AGC的基本形式有：反馈式、厚度 计式、前馈式、监控式、张力式、金属 秒流量式 、相对值式、绝对值式 、动态 设定式和各种补偿系统等十种。
一、反馈式厚度自动控制的基本原理 1. 控制原理 2. 数学模型
S 0 (1 M / K m )h
1.支撑辊偏心的AGC补偿系统 （1）形成原因及其后果：因轧辊安装不 当 ⇒ 板厚呈周期性的变化 （2）消除方法和措施 ：在机械上消除轧 辊偏心的影响不大可能，必须在电气控 制系统上采取措施。而采用液压压下实 现厚度自动控制，为消除轧辊偏心的影 响提供了可能性，具体有：A)改善支撑 辊的重磨和提高其装配精度；B）恒压 控制自动补偿偏心；C）恒位置控制自 动补偿偏心；D）设置偏心滤波装置。
四、监控式厚度自动控制的基本原理 1. 使用意义：对于采用P-AGC、张力式、液 压式的轧机或机组，由于轧机方面的原因可 能导致误操作而进行弥补，以保证厚度精度。 2. 控制原理：用设置在出口侧的高精度X-射线 测厚仪或同位素测厚仪所测得的厚度实测值 与设定值进行比较ΔhX ，按照金属秒流量相 等的原则推算出各个机架的轧出厚度偏差， 作适当的压下或张力调节，对各机架的 AGC系统进行监控修正，来提高成品带钢 的厚度。
因此，通过出口侧高精度测厚仪 检测轧机出口侧带材的厚度偏差，控 制轧辊辊缝或轧制压力，使厚度偏差 趋于零。厚度监控可以消除因热膨胀、 轧制速度等对出口厚度的影响，消除 入口厚度变化和入口带材硬度变化的 影响。
3. 数学模型 连轧精轧机组各机架的出口厚度偏差为：
hi
7 hx i
每个机架X-射线测厚仪的监控值为：
4.2 厚度自动控制的基本形式及控制原理
控制原理——通过测厚仪或传感器（如辊 缝仪和压头等）对带钢实际厚度进行连续 地测量，并根据实测值与给定值相比较后 的偏差信号，借助于控制回路和装置或计 算机的功能程序，改变压下位置、轧制压 力、张力、轧制速度或金属秒流量等，把 厚度控制在允许偏差范围之内。 组成：检测系统、控制系统、执行系统 （执行机构 ）
（2）实际轧出厚度随轧机刚度而变化的 规律 轧机的刚度Km 随v、P、B、轧辊 的材质和凸度、工 作辊与支持辊接触 部分的状况而变化 ⇒ h，即Km↑ ⇒ h↓
（3）实际轧出厚度随来料厚度H而变化 的规律 当来料厚度H 发生变化时，便会 使B曲线的相对位 置和斜率都发生变 化 ⇒ h，即有： H ↑ ⇒h↑
——反馈方程 3. 缺陷 时间滞后的形式： 1）传递滞后 2）过渡过程滞后（压下系统的反应程度、 计算机控制时间）
二、厚度计式厚度自动控制的基本原理 （P-AGC ~ GM-AGC） 1. 控制原理 2. 数学模型 （1）基本假设 （2）数学模型
ΔS＝－ΔP/Km
三、前馈式厚度自动控制的基本原理 1. 控制原理 2. 数学模型 ΔS= M / Km·ΔH ——前馈方程 3. 缺陷：不与 h作 比较，实 际的h未知
4 厚度自动控制——AGC
4.1 板带钢厚度波动的原因及其厚度的 变化规律 一、板带钢厚度波动的原因
1. 工艺因素：t℃、σ、v、H、σs、f 2.设备因素：轧辊偏心、轧辊的椭圆度、 轧辊磨损、轧机刚度、轧辊原始辊缝 等。
二、轧制过程中厚度变化的基本规律 1.复习： （1）弹跳方程： ⇒ 轧机弹性曲线 （2）轧制压力P：
2. 控制的基本出发点：所轧板材的厚度 精度只取决于厚度计模型，通过增加 厚度计模型的精度，避免了由轧制力 模型误差所造成的轧制厚度误差的问 题。在此系统中，过程计算机同时向 AGC提供目标厚度及预设定辊缝，并 且应用厚度计原理，使AGC调整辊缝 得到目标厚度。
3. 绝对值AGC装置的要点 (1) 要开发出高精度厚度计模型； (2) 用高精度仪器进行在线测量和模型变 量的数据处理； (3) 与此同时，为了使所轧板材端部和水 印部位的厚度变化减到最小，必须实 现控制系统的快速响应(如采用液压 驱动来调节辊缝)。
S K 1 Km M M S K PK 1 2 Km Km
3. 控制系统
4. 应用：响应速度要比BISRA-AGC快2～ 3倍；可变刚度范围较宽；与其他厚控方 法共用时其稳定性好，无相关干扰，因 此得到很好的应用。
十、厚度自动控制系统中的补偿控制原理 厚度补偿控制系统（或称为附加控制 回路）是厚度自动控制系统中不可缺少 的组成部分，对各机组的厚度精度具有 直接控制效果，一般它包括有：支持辊 偏心的补偿、油膜厚度的补偿、板带钢 宽度的补偿、速度的补偿、带钢尾部补 偿的控制。
AGC调节方式 ——厚控方法 （1）调压下；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 动而造成的厚度偏差。 （2）调节张力。通过改变带钢的张力改变 轧件变形抗力即塑性曲线斜率以实现厚 度自动控制的目的。 （3）调速度。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 力变化。可通过调速改变轧制压力以实 现厚度自动控制的目的。
（4）实际轧出厚度随润滑条件、轧制速
度而变化的规律 ① 当减小摩擦 系数时，轧制压 力会降低，可以 使得带钢轧得更 薄，即： f↓ ⇒ h↓。
② 轧制速度对实际轧出厚度的影响， 主要是通过对摩擦系数的影响来起 作用的，当轧制速度增高时，摩擦 系数减小，则实际轧出厚度也减 小，反之则增厚。
（5）实际轧出厚度随变形抗力而变化的 规律 当来料机械性 能不均或轧制温度 发生波动时，金属 的变形抗力随之波 动，使B曲线斜率 发生波动⇒ h，即：
⇒ 轧件塑性曲线 （3）弹塑性曲线—— P-h 图
P-h 图的描述：
0点—— 工 作点， 表征该道 次在P1作 用下，由 H→ h1
2. 轧制过程中厚度变化的基本规律 （1）实际轧出厚度随辊缝而变化的规律 在其他条件 相同的情况下， 随着压下螺丝设 定位置的改变， So将发生变化 ⇒ h，即So↑⇒ h ↑
厚控的基本思想——通过采用合 适的厚控方法，使线A与线B的交点始 终落在一条垂直线上，这条垂线称为 等厚轧制线。因此，板带厚度控制实 质就是不管轧制条件如何变化，总要 使线A与线B交到等厚轧制线上，这样 就可得到恒定厚度（高精度）的板带 材。
P-h 图的分析方法的实质是利用 求取轧机弹性变形曲线和轧件塑性变 形曲线交点的几何方法，或对轧机弹 跳方程和轧件塑性方程联立求解，以 确定各种参数变化时的工作点定性的 变化规律及有关变量之间近似的定量 关系。
厚度自动控制的目的就是借助于 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，使其达到预定的目标厚度。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及弹 - 塑 曲线（P-H图）为依据的。所以利用Ph 图，可以定性地、定量地、直观地分 析各种厚控方法。
改变轧辊位置补偿系数 C ⇒ KE
⇒ 轧辊的位置 ⇒ 厚控
3. 轧机刚度可程度的提 高，为了更有效地控制带钢纵向厚度公 差，提高成品带钢质量，液压压下已成 为压下系统的发展方向。其主要优点： （1）惯性小、反应快、截止频率高，系 统对外来干扰跟随性好，调节精度高。 （2）由于系统响应快，因此对轧辊偏心 引起的辊缝发生高频周期变化的干扰能 进行有效清除。 （3）可实现轧机刚度系数调节，可依据 不同的轧制条件选择不同的刚度系数获 得更高的成品厚度精度。
八、绝对值AGC控制系统的基本原理 —— ABS-AGC 1. 问题的提出：常规AGC系统都是以相 对实际厚度的某一锁定厚度，即目标 厚度为基准进行厚控的，属于相对值 厚控范畴，使所控制的厚度精度受制 约，为进一步提高厚度精度，而提出 了绝对值AGC的理念。
AGC的工作方式——目标值的确定方法 （1）绝对AGC：机架锁定板厚设定值是 轧机受载某一时间后的负载辊缝计算值。 采用此方式时，AGC功能也在相应确定 的时间后参与辊缝调节。如：2050为 20ms。 （2）相对AGC ：机架锁定板厚设定值为 轧机受载后一定时间内负载辊缝计算值 的平均值，这时AGC功能在机架受载后 参与辊缝调节。如：2050取3s后四次的 平均值，而1700 取头部厚度。
2. 数学模型 h＝H • L/l 或 h＝υH • H/υh 3. 秒流量AGC系统的构成 一套完整的秒流量AGC系统应由 厚度前馈(预控)环、按金属秒流量相等 原则计算出的轧出厚度的厚度反馈环 和厚度监控环组成。
七、液压式厚度自动控制基本原理 1. 控制原理 1）位置传感器⇒下支 撑辊的实际位置 2）压力传感器及弹跳 方程⇒位置设定值 1与2比较⇒借助轧机 的液压系统，通过液 压伺服阀调节液压缸 油量和压力来控制轧 辊的位置进行的厚控。
σs↑ ⇒ h ↑
（6）实际轧出厚度随张力而变化的规律 轧制张力对 实际轧出厚度的 影响是通过改变 B曲线的斜率来 实现的，张力增 大时，会使B曲 线的斜率减小 ⇒ h↓。
三、P-h 图的用途 1. 分析轧机刚度对轧件厚度的影响 2. 分析各种轧制工艺条件对轧件厚度的 影响 3. 可作为对轧机辊缝预设定的工具 4. 是板带材厚度控制的基础和依据
0 F m
4. 活套补偿系统 （压下补偿系统、速
度补偿系统） （1）原因：当AGC系统移动压下而改 变辊缝进行调厚（即调压下厚控）时， 必然使压下率变化，从而影响前 滑和后滑，改变带钢出口和入口速度。 这种现象将干扰活套的工作，而活套 的动态调节又将反过来影响调厚效果 ⇒ h波动
MNn＝MNn-1＋KX•ΔhX
五、张力式厚度自动控制的基本原理 1. 控制原理 2. 张力微调的实现 （1）调节速度 （2）调节活套机构 的给定转矩 3. 控制模型：
P / T h T K m P / h
六、金属秒流量厚度自动控制的基本原理 ——质量流AGC、物流AGC、MF-AGC 1. 控制原理：光电砝码⇒L、l；或激光测速 器⇒ vH、vh； 测厚仪⇒H、h 按秒流量相 等原则按反馈方程来调节压下系统控厚。