液压AGC控制在轧钢中的研究

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电脑与信息技术
2009 年 12 月
也称反馈 AGC 或轧制力 AGC，采用位置内环或
轧制力内环、厚度外环方式以消除偏心影响，按给定值
的获得方式不同分为：
REL- AGC：以头部的某种锁定厚度作为给定值对
带钢全长进行调厚。
ABS- AGC：以成品设定的各架目标厚度作为厚度
环的给定值对带钢进行全长控制。
1）
（12）辊缝调节量计算
ΔSGM= MG+GKM××（（M1-+KKS）F1）×DHG- Dbend ΔS=ΔSGM+ΔSFF
第 17 卷第 6 期
郑 雷等：液压 AGC 控制在轧钢中的研究
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（13）活套补偿
LC=
ΔS×M×GLC K
×HAL
mmmLL+0.01…………LC+LSM- LL≥0.01
≤
≤≤≤f……………………（Fband≤0）
F= FTF×α+Fω×（1- α）+Fband…………（f＞FP） FTF×α+Fω）×（1- α）－Fband…………（f≤FP）
（3）油膜补偿
用插值法依油膜补偿速度表计算某一速度下的标
准油膜厚度，并按照实际轧制力求出压力补偿系数
用公式表示如下：
O=OV×αF×KO
L=
L - mm
m m
L
0.01…………LC+LSM-
LL≤-
0.01
m
mmmLC+LSM………… LC+LSM- LL ＜0.01
mmL×20470………… L ≤0.1
m
LCMP= mmmm0.099×20470………L＞0.1
m
-mm
m
0.099×20470………L＜-
0.1
（14）轧机刚度曲线拟合
≤3.0
≤≤ ≤
（10）厚度偏差计算
≤≤100…………（HG-
≤
HGL＞100）
≤ ≤ ≤
DHG=
-≤≤
≤ ≤
100………（HG-
HGL＞-
100）
≤≤ ≤ ≤
≤
≤
≤≤≤HG- HGL…（ HG- HGL ≤100）≤≤≤
（11）尾部补偿
若选择了尾部补偿，上机架抛钢后且 DHG>0
DHG=DHG×
M+K（GtailM
N
m m
m
m0
i
m m
i=1
N m+1
1
i
i=1
N
N
2m
m
m
i
ii
i=1
i=1
可表示为下列形式：
mmmS0a0+S1a1+…+Smam=T0 mmmmS1a0+S2a1+…+Sm+1am=T1
m
mmmSma0+Sm+1a1+…+S2mam=Tm
用矩阵可表示为：
SΣ
Σ Σ
0
S1
…Sm
a T Σ Σ
ΣΣ
KIi Txi
j
=
Δhx（j）+Kpi×Δhx（k）……
0
（i=N- 1，N）
X= XDEV×KMN×GMN 4×Txi
≤≤≤1.2…………（XSET≤4000 30＜ XDEV ≤50 F5，F6） KMN=≤≤≤≤1.3…………（XSET≤4000 XDEV ≤30 F5，F6）
≤
1≤≤
≤
≤≤≤XMM+X…………（ XMM+X ≤2610.0）
m
Σ y= ajxj j=0
N
m
Σ Σ 采用最小二乘法拟合，即使：Q= （yi- ajx）ji 2
i=1
j=0
为最小，因此
αk（k=0,1,…m)应满足
坠Q 坠ak
=0
N
m
Σ Σ 即 （yi- ajx j）i xki=0 （k=0,1,…m)
i=1
j=0
N
Σ 设 Sk= xki i=1
N
Σ Tk= yix k）i i=1
(山东莱芜钢铁集团公司自动化部，271104)
摘 要：精轧控制主要包括以下几方面的控制：主速度控制、活套控制、厚度控制和板型控制。液压 AGC 控制系统对带钢 生产线来说有着至关重要的作用，直接影响到产品的厚度精度。文章介绍了精轧机组液压 AGC 软件包控制思想的实现， 对轧钢设计具有参考价值。 关键词：反馈自动厚度控制；厚度精度；宽度补偿 中图分类号：TP273 文献标识码：A
线元素相等），可归结为两个三角方程组来求解，方程
如下：LY=T LTa=Y 其中
1Σ
Σ
…
…0
Σ Σ
Σ
Σ
Σ
Σ
rΣ
Σ 12
Σ
1 …0
Σ Σ Σ
L=
rΣ
Σ 11
Σ
… ΣBaidu Nhomakorabea
Σ Σ
…
…
Σ Σ Σ Σ Σ Σ
Σ
Σ
rΣ
Σ Σ
1m
rΣΣ
Σ 11
Σ
r …1 2m
Σ Σ
r22
ΣΣ Σ
r1j=s1j……………………1≤i≤j＜m
（1）轧辊 包括轧辊磨损、轧辊偏心、轧辊热胀冷 缩、轧辊椭圆度、轧辊轴承油膜厚度、轧辊平衡力。
（2）轧机机械 包括机牌坊、压下螺丝及附件、液 压缸及附件、轧辊直径、轧件宽度、轧辊面润滑油油 膜厚度。
（3）轧机控制系统 包括轧制速度控制、辊缝控 制、弯辊控制、轧辊冷却、机架间冷却水控制、润滑控 制、轧制力控制、轧辊平衡控制、带钢张力控制、厚度 监控器控制。
uxi= ≤≤≤≤2610.0…………（XMM+X＞2610.0）
≤
-≤≤
≤
2610.0…………（XMM+X＜-
2610.0）
（8）各种厚度计算
HA=P- EZERO- O+ME HG=P- EZERO- O+ME×KSF1+X
HF=P- EZERO- O+ME×KSF2+X
Hexj=（XSET+XDEV）×
-（
FZ M
- OZ）- O+ΔX
=S+ME- MEZ- O+ΔX
（2）轧制力滤波
α= V KFLT
Fband= f-FP -Funcent
Funcent=
M×K M+K
× Kroll 1000
f………………（锁定前） Fw= Fi-1…………（锁定后）
≤≤≤FP+Funcent…………（Fband＞0，f＞FP） FTF= ≤≤≤≤FP+Funcent…………（Fband＞0，f≤FP）
V5 Vj
F6 空过则
Hexj=（XSET+XDEV）×
V4 Vj
（9）弯辊补偿
≤≤≤3.0…………100×（FB- FBO）/ΔSbend＞3.0
≤ ≤ ≤
Dbend=
-≤≤
≤ ≤
3.0………100×（FB-
FBO）/ΔSbend＜-
3.0
≤≤ ≤ ≤
≤
≤
≤≤≤100×（FB- FBO）/ΔSbend… 100×（FB- FBO）/ΔSbend
mmmam=Ym/rmm
m
m m
m
Σ mmmai=（Yi-
rikak）/rii
m m
k=i+1
i=m- 1,m- 2,…1
3 AGC 锁定
（1）人工锁定 LOCK ON MODE 开关放在 MAN 位
置，当带钢使 HMD502 接通后，由操作人员决定是否该
锁定，要锁定时手动按下 LOCK ON PB 即开始锁定。
1 厚差产生原因分析
液压轧机是一个非常复杂的多变量系统，影响产 品精度的因素相当多，而且各变量之间存在着耦合关 系，即使在恒辊缝轧制的情况下，由于轧制速度、弯辊 力、带材入口厚度、冷却、调偏量等的变化，会使得出口 厚度值发生偏差。一般来说，影响轧件厚度引起变化的
因素主要有：轧机机械及液压装置的干扰、轧机控制系 统的干扰以及入口轧件的干扰。
第 1第7 卷17第卷第6 期6 期 2009 年 12 月 文章编号：1005－1228（2009）06－0053－03
电脑与信息技术 Computer and Information Technology
Vol．17 No．6 Dec． 2009
液压 AGC 控制在轧钢中的研究
郑 雷，庄宁宁，胡 猛
（4）宽度补偿
Kw=1-
Kwf×
Wstand- Wset Wstand
ME= 1 Kw
×（（F-
Fm）×1000 Mm
+Em）
（5）塑性系数计算
K=k× F×1000 Hen-Hex
（6）前馈控制
KFSP=1+
Hen-Hex Hen×4
（F1：KFSP=1+KDFT/4）
Tfsp=Tj- 1/KFSP（j- 1）
The Softwar e Bag Exploituer of the AGC Contr ol System to Hot Str ip Mill
ZHENG Lei，ZHUANG Ning- ning,HU Meng
(Automation department of Laiwu iron and steel Ltd. Shandong 271104 ，China) Abstr act：The Finishing mill control system contains : main speed control,looper control,auto group control and plate shape control.It is most important for the AGC control system to Hot Strip Mill,hydraulic control system affects the precision of Thickness. directly. This article intrduces the AGC hydraulic control system Finishing in the mill according to theory. It has important values for the steel making. Key wor ds: GM- AGC ；the precision of thickness ；width compensate
采用绝对 AGC 当某机架咬钢后，该机架的绝对
AGC 功能即行投入，以使该机架的出口厚度尽快趋于
模型设定值。与穿带结束再投入 AGC 相比，可以有效
减少头部厚度超差段长度。
2.2 HAGC 功能实现
（1）基于弹跳方程的厚度检出算法
h=S+ F M
h=S+ F-FZ M
-（O-
OZ）+ΔX=S+
F M
则此时方程组：
m
N
N
N
m
Σ Σ Σ mmma0N+a1 xi+……+am xmi= yi
m m
i=1
i=1
i=1
m
mN
N
N
N
Σ Σ Σ Σ m
m
am
m0
xi+a1
x2i+……+am
m+1
xi =
xiyi
m m
i=1
i=1
i=1
i=1
m
Σ Σ Σ Σ a x +a x +……+a x = x y m
m
（4）入口轧件 包括来料厚度、来料硬度、来料宽 度、来料断面、来料平直度、来料材质。
（5）轧机震颤 包括扭转震颤、三音阶垂直震颤、 五音阶垂直震颤。
2 热带液压 AGC 控制方式和策略的确定
2.1 GM- AGC
收稿日期：2009- 06- 23 作者简介：郑 雷（1981－），男，山东德州人，工程师，主要研究方向为人工智能；庄宁宁（1982－），女，山东莱芜人，工程师，主要研究方向为模糊控 制。
AGC 轧机刚度是采用 5 对点作线性插值然后乘
以补偿系数求取的，忽略了轧机机械的动态变化，利用
零调完抬辊过程中所采样的几十对点，对压力和轧机
伸长作曲线拟合，可方便精确地求出轧机的刚度，具体
方法如下：
对于一组给定的数据 xi,yi (对应轧机伸长量和压
力值),i=1,2,3…,N,求作 m(m<<N)次多项式
rij=0…………i＞j
rij=Sij-（
r1i r11
r1j+
r2i r22
r2j+…+
ri- 1,j ri- 1,i- 1
ri- 1,）j
Y1=T1
Yi=Ti-（
r1i r11
Y1+
r2j r22
Y2+…+
ri- 1,j ri- 1,i- 1
Yi- 1）
i=2,3,…m- 1
求解 LTa=Y 得
1500 热轧带钢在轧制过程中，精轧压下系统主要 是对粗轧来料进行进一步轧制，使其达到设定的目标 厚度。F1 至 F6 每个机架的压下 APC 系统各自独立， 他们在 AGC 系统的统一控制下完成自动厚度控制系 统的功能。
液压 AGC 是以液压 APC 作为执行机构来实现所 要求的辊缝调节量的。在轧钢过程中通过液压 AGC 来 实现辊缝的动态调整，以达到预期目的。液压 APC 首 先用于轧辊的倾斜控制；其次用于轧辊精确预摆辊缝。 在最后一、二个机架，为使轧件板形较好，采用液压轧 制力控制，实现恒轧制力控制。
Tresp=LBR/V
HFFD=（σTflt-
σ ）× Tfsp
K M
× Hen Hex
ΔSFF=（σTffc
×
K M
×GFF- ΔP+HFFD）×Gdsf
（7）监控 AGC 功能实现
监控 AGC 的基本控制算法为积分（I）调节，为加
快调节速度，也可加入比例（P）调节部分。其一般算法
描述为：
k
Σ Ux（i k）=
（2）自 动 1 锁 定 LOCK ON MODE 开 关 放 在
Σ
ΣΣ ΣΣ
0
Σ Σ
Σ Σ
0
Σ Σ
Σ
ΣΣ
ΣΣ
Σ
SΣ
Σ1
S2…Sm+1
Σ
Σ
ΣΣ
Σ
a T Σ Σ 1 Σ
ΣΣ
Σ
= Σ Σ
Σ
Σ
Σ
Σ1 Σ
Σ
Σ
Σ
Σ
ΣΣ……
… … Σ Σ
ΣΣ
Σ
ΣΣ
ΣΣ
Σ
Σ
ΣΣ
ΣΣ
Σ
S S …S a T Σ
Σ
Σ m m+1
ΣΣ
ΣΣ
Σ
ΣΣ
ΣΣ
Σ
2m Σ Σ m Σ Σ m Σ
该方程组为一正规方程组 （系数矩阵对称且对角