AGC

一、 前言
液压AGC自动厚度控制系统是现代化轧机提高轧制精度必不可少的技术装备，是热轧窄带钢厚度精度赶上或接近热轧宽带钢的唯一选择，是生产厂家在未来激烈市场竞争中取得优势的重要保证。由北京金科瑞达时自动化技术有限公司总负责的国内首条热轧窄带钢液压AGC自动厚度控制系统，已在唐山不锈钢有限公司热轧厂得到成功使用，经长时间运行，系统稳定可靠，带钢厚度精度提高明显，厚度为2.75mm的带钢，其纵向厚度偏差由0.14mm降低到0.08mm，厚度精度的提高幅度达到43%。
二、液压AGC自动厚度控制系统的作用
1、消除带钢因水印或头尾温差造成的厚度偏差；
2、消除带钢因尾部失张造成的厚度偏差；
3、减少换辊和辊缝的设定时间，提高轧机的作业率；
4、增加坯料单重，最大限度地实现负公差轧制，可使带钢的综合利用率提高1～2%。
5、准确显示带钢厚度，实现测厚仪功能；
三、液压AGC自动厚度控制系统的主要功能
1、液压AGC自动厚度控制功能；
（A）厚度计AGC功能：采用动态设定型AGC，包括绝对值和相对值两种。
（B）监控AGC功能（安装测厚仪时）；
（C）冲击补偿和轧辊热膨胀和磨损补偿。
2、具有快速抬辊以及轧机标定功能；
3、具有手动设定辊缝和自动设定辊缝的功能；
4、具有各种过载保护与报警显示功能；
5、具有轧制过程参数的数据采集、记录、显示功能；
6、具有故障记录功能；
7、具有良好的人机界面与对话功能。
四、液压AGC自动厚度控制系统的组成
液压站、伺服油缸、PLC电控系统、测厚仪、操作平台等。
五、液压AGC自动厚度控制系统的价格
国内总负责，关键设备采用进口，控制模型和软件具有自主知识产权的液压AGC自动厚度控制系统，其价格仅为同类进口液压AGC自动厚度控制系统价格的1/3~1/4，而其功能和稳定性则与之相当。对热轧窄带钢生产线，投资130～160万元能装备两架轧机，厚度精度可提高30%以上，当年可以收回全部投资。若同时装备4～5架轧机，厚度精度可达到热轧宽带钢的不平。
六、液压AGC系统的主要性能参数
设备名称 热连轧窄带钢AGC
轧制压力 200～600T
系统工作压力 20～25Mpa
液压缸工作行程 20～70mm
液压缸压下/抬起速度 7～10 mm/s
带钢压下同步精度 ≤10μm
纵向同卷差 ≤0.09mm
响应速度 ≤15 Hz





轧机液压系统主要故障与诊断

新型轧机系统是机、电、液、气、仪一体化的大型复杂系统，其结构与功能的复杂性决定了故障机理的复杂性以及故障诊断的困难度。轧机系统高精度与高可靠性要求使故障诊断任务更加艰巨。
这一章根据作者在轧机液压系统设

计分析、故障诊断与维修领域的长期实践与积累，对现代新型轧机液压故障的症状、原因，以及故障分析的过程和方法等进行总结与提炼。主要是概括轧机控制系统（AGC系统、CVC系统、弯辊系统、活套系统）的常见故障，整理故障分析的基本思路与程序、列出故障树，并总结出故障症状与原因的关系。同时，也对轧机液压控制故障与产品质量的关系进行分析。上述内容是轧机智能诊断与监测系统的主要专家知识。
3.1 液压压下与AGC液压故障与分析
3.1.1 液压压下及AGC故障概述
液压压下装置用于作为针对轧制力变化实施厚度调节系统的一种快速精确调节定位系统。
（1）功能投入的条件
AGC由液压伺服位置系统实现，通过伺服阀调节保持中心点恒定。
每台轧机由两个压下缸，分别位于操作侧和驱动侧；每个压下缸有两个位置传感器，分别位于入口侧和驱动侧，压下缸的位置是两传感器位置值的平均值。
伺服阀的前后各用一个止回阀，止回阀在调节器正常工作时处于开通状态。
当调节器处于断开，由于伺服阀不能保证完全密封，这时止回阀起作用，关闭油路，短时间维持油缸里的压力不变。
当功能断开时，压下系统的卸荷阀起作用，液压缸回程，把油路的油排回油箱。
液压压下功能的投入与控制系统许多参量有关，必须同时满足以下条件：
已通过“工作方式”、“手动”或“电磁阀控制”等选项将功能选定；
油源供油正常；
阀控制系统正常(软硬件正常，调节钥匙不在手动状态)；
位置传感器正常，即两侧位置无偏差；
油缸位置正常；
CPU正常无故障，系统电源、控制柜不在测试状态。
液压系统不在紧急停止状态。
（2）AGC系统主要故障
AGC主要故障有：
1) 传感器故障，包括位置、油缸油压、轧制力传感器故障。
液压压下实际值(任一侧)>24.5mm，或<-3mm时，到极限位，压下封锁，轧机停止工作。
同一油缸两侧位置差>4mm，可能：位置传感器故障。
两油压缸传感器偏差>2.3mm，压下封锁（即有关参数超差时，压下功能中断，以保护设备），可能：位移传感器故障、伺服阀或油缸泄漏、偏差或零调不准。
轧制力<40MN，否则过载，压下封锁，液压系统卸荷。
当两侧压力传感器测量值超差，可能：压力传感器故障。
2)AGC液压故障。液压控制系统由两套独立且完全相同液压位置伺服系统组成，它们设定同一值。
正常工作时，两套控制系统按照完全相同的指令控制压下油缸上下移动。采用时间段△T信号进行平滑滤波。
当两油缸位置传感器位置差|S1-S2|>2.3mm，即必有1套液压位置伺服系统存在故障，结合伺服系统状态分析，

如驱动电流变化趋势可对故障进行定位。一般来说，趋势变化过快的系统更有可能存在故障。
3）控制逻辑故障，BA（Basic Automation）给出控制逻辑信号，而实际电磁阀不动作，可能故障：电气断线、或电磁阀卡死等，整个伺服系统无法工作。
4）电磁阀(逻辑功能阀)开关状态与测压点压力关系若不符合，可能故障：电气断线；或电磁阀卡死。
5）压力故障，主要有：预控限压阀在工作时没有处于溢流状态，检查：溢流阀实际状态，溢流压力设定值，是否附合实际工况(如过低)，轧制时，油缸工作腔压力应基本满足：P1xS1=P2xS2+F(对应侧轧制力)，P2=20bar。卸荷状态,油缸工作腔压力，背压为40bar。
6）零偏电流I趋势分析：当零偏电流小于满量程10%(约3mA)范围内变化时，伺服阀正常；当零偏电流大于满量程30％时，伺服阀应更换。
零偏电流I逐步增大，可能故障：伺服阀或压下油缸寿命性故障，如：磨损、泄漏、电气老化等，但控制性能基本达到要求，可能使控制位置略有漂移等现象。
零偏电流I突然增大，可能故障：伺服阀突发性故障、或油缸卡死。如反馈杆断裂、力矩马达卡滞、小球脱落、节流孔堵塞等，将使伺服系统失控。
可根据电流I、油缸压力P、伺服阀B腔压力、油缸位置S等参量进行故障定位。其特征：驱动电流I突然增大(幅度很大)；油缸位置偏向一端无法控制。
伺服阀控制电流I变化，而B腔压力不变，可能故障：电气断线、或伺服阀故障、或液控制单向阀故障(故障率很低)。
B腔压力随伺服阀电流I变化，可能故障：伺服阀故障、或压下油缸故障。
3.1.2 AGC液压控制系统故障树分析[35]
AGC系统故障树如图3-1所示。
AGC液压伺服子系统故障树如图3-2所示。
图3-1 AGC液压系统故障树


图3-2 AGC液压伺服子系统故障树
3.1.3 AGC液压控制系统故障归类
AGC液压控制位置系统是精轧机组液压控制系统的核心，故障引起最终特征量表现以下几个方面：第一，位置控制精度达不到要求，如某一位置传感器测量值大于极限位，或同一压下油缸位置值超差，或两压下油缸位置在△T时间内超差；第二，压下油缸压力过高/过低，或压力建立不起来；第三，伺服阀驱动零偏电流大于正常范围；第四，压下油缸偏向一端，或不受控。其归类如表3-1与表3-2所示。
表3-1 AGC液压控制系统故障-现象对应表
故障 现象
位置传感器损坏 同侧油缸位置超差
位置传感器零点漂移 两则位置不同步，可能在△T时间内位置仍然超差
油缸泄漏 伺服阀驱动电流过大，对零偏电流I趋势分析。当油缸卡死时，位置无法控制
伺服放大器零点或放大系数漂移 位置偏差过大，

零偏电流可能出现偏差，还可能引起两则位置不同步，可能在△T时间内位置仍然超差
伺服阀寿命性故障 伺服阀零偏电流趋势增大，对零偏电流I趋势分析
伺服阀突发性故障 油缸位置无法控制或偏向某一端，零偏电流突然增大
溢流阀调压力过高 当伺服系统发生故障时，可能引起油缸压力过高
溢流阀调压力过低 当伺服系统发生故障时，可能引起油缸压力过低
溢流阀损坏 压力建立不起，或起不到溢流作用
机械与电气零点不一致 伺服系统驱动零偏电流增大
液控单向阀故障 压下油缸位置无法控制，偏向某一端
电气断线 位置无法控制，但对应没有驱动电流
表3-2 AGC液压控制系统故障-原因对应表
现象 故障原因
位置超过极限位 1、位移传感器损坏
同一压下缸两侧位移超差 1、 位置传感器故障，如零漂
两压下油缸位置在△T时间内超差 1、 1、伺服阀故障，如磨损、泄漏
2、 2、伺服放大器零漂
3、油缸严重泄漏
压力过高 1、伺服阀故障，如卡死等，对应溢流阀调压过高
2、油缸卡死，对应溢流阀调压过高
3、压力传感器故障，如零漂、损坏
4、轧制力过高
压力过低 1、溢流阀调压过低
2、伺服阀、油缸泄漏
压力建立不起来 1、溢流阀卸荷
2、液控单向阀故障
3、伺服阀卡死
4、电气断线
伺服阀零偏电流逐渐增大 1、伺服阀寿命性故障，如磨损、泄漏
2、油缸泄漏、磨损
3、机械与电气零点不一致
伺服阀零偏电流突然增大 1、 伺服阀故障，如堵塞
2、 油缸卡死
压下缸位置不受控 1、溢流阀卸荷，同时压力也建立不起来
2、液控单向阀故障，同时压力也建立不起来
3、伺服阀卡死、堵塞，驱动电流不为零
4、油缸卡死，驱动电流不为零
5、电气断线，驱动电流为零
3.2 CVC液压故障与分析
3.2.1 CVC液压故障概述
CVC主要故障有：
1) 位置传感器故障。BA给定位置设定信号，CVC油缸位移不到位，主要有：单个位置传感器测量值>极限位，或控制过程中位置传感器输出信号不变，即可能位置传感器故障；同一个辊两个位置传感器位置差|E-A|>5mm，报警；上、下两辊||UP|-|DOWN||>2mm，封锁。可能故障：液压伺服系统零点漂移、油缸卡滞等。分析位移偏差量的变化趋势。
2) 压力传感器故障：不影响位置控制系统，引起轴向力计算错误。原则上CVC液压控制油缸上下两侧作用力基本相等，可根据对称性判断故障，可能故障：压力传感器故障(与位置传感器联合判断)、油缸卡滞、伺服阀故障。
3) 不同步故障：CVC液压控制系统由四套独立且完全相同液压位置伺服系统分别控制上、下工作辊的沿相反方向轴向移动。4个位置设定一样，4个液压缸

的移动位置绝对量可以互相作为参考基准进行故障诊断。同时，考虑系统响应和克服干扰，采用时间段△T信号进行平滑滤波，当同一个辊两个位置传感器位置差|E-A|>5mm，即必有1套液压位置伺服系统存在故障，结合伺服系统状态分析，可对故障进行定位。当上、下两辊||UP|-|DOWN||>2mm，同样可能上辊、或下辊某2套液压位置伺服系统存在故障，结合伺服系统状态分析，可对故障进行定位。同时，并可分析4套液压位置控制系统位移偏差量的变化趋势，进行更快的定位。一般来说，趋势变化过快的控制更有可能存在故障。
4) 液压系统故障：供油系统压力不足，通过测量系统压力获得。电磁阀控制功能失灵，液控单向阀阀芯卡死或泄漏，从而引起整个或某侧CVC液压控制系统无法工作。
5) 控制逻辑故障，若不符合逻辑关系，一是BA给出控制逻辑信号与实际电磁阀动作不一致，伺服系统状态与预设定方式不一致，可能故障：接线不正确或乱码。另一类是BA给出控制逻辑信号，而实际电磁阀不动作，可能故障：电气断线、或电磁阀卡死等，整个伺服系统无法工作。CVC移动时，电磁阀状态错误，引起液控单向阀封锁，油缸两端压力基本不变，油缸不移动。CVC移动紧急断开时，若电磁阀状态错误，油缸两端压力将发生变化。
6) 调节器封锁：系统应符合CVC功能投入条件，如：硬件好，传感器没有故障；开关自动状态；BA硬件好（油库准备好）等。否则调节器封锁。
7) 液压伺服系统，正常工况下，伺服阀零偏电流应I<10%(约3mA)；而当零偏大于30％，伺服阀需更换。
对伺服阀零偏电流I趋势分析：零偏电流I在适当范围内变化，伺服系统正常；零偏I逐步增大，控制基本达到要求，位置可能漂移，可能故障：伺服阀或油缸寿命性故障。当零偏电流I突然增大，伺服阀失控，油缸偏向一端，可能故障：伺服阀突发性故障或油缸卡滞。
3.2.2 CVC液压控制系统故障树分析
CVC液压故障树如图3-3 所示。
3.2.3 CVC液压控制系统故障归类
CVC液压控制系统是一位置电液伺服系统，相应特征量来说，较为复杂的是电液伺服阀驱动电流，因为驱动电流大小与工况相关，采集电流信号，可采用多种分析方法：
在非轧制过程中，驱动电流较大，应取实际采样信号进行分析。
提取零偏电流I0分析伺服阀状态，采用分析轧制过程驱动电流大小，并取其均值作为特征值，对该值实时监测、分析。
对零偏电流进行趋势分析，采用其均值作为特征值。
CVC液压控制位置系统故障引起最终特征量表现以下几个方面：
位置控制精度达不到要求，如某一位置传感器测量值大于极限位，或

同一轧辊两个传感器位置值超差，或同侧上、下辊位置值超差。
伺服阀驱动零偏电流大于正常范围。
某油缸位置无法控制。
某油缸控制压力建立不起等。
其归类如表3-3与表3-4所示。


图3-3 CVC液压系统的故障树
表3-3 CVC液压控制系统故障-现象对应表
故障 现象
位置传感器零点漂移 位置偏差过大
位置传感器损坏 对应油缸位置无法控制，如测量值>极限值
油缸泄漏 伺服阀驱动电流过大，对零偏电流I趋势分析。当油缸卡死时，位置无法控制
伺服放大器零点或放大系数漂移 位置偏差过大，零偏电流可能出现偏差过大
伺服阀寿命性故障 伺服阀零偏电流值趋势增大
伺服阀突发性故障 油缸位置无法控制或偏向某一端，零偏电流突然增大
溢流阀调压力过低 位置偏差过大，当卸荷时油缸位置无法控制。
液控单向阀故障 油缸位置无法控制

表3-4 CVC液压控制系统故障-原因对应表
现象 故障原因
位置大于极限位 1、 位移传感器故障
同一辊位移不同步(如偏差>5mm，某时间内达不到同步) 1、伺服阀故障，零偏电流较大
2、位移传感器零漂，零偏电流基本正常
3、油缸严重泄漏或卡滞，零偏电流较大
油缸压力建立不起 1、溢流阀卸荷、液控单向阀故障
2、伺服阀突发性故障
3、电气断线
压力建立不起 1、 溢流阀卸荷
2、 液控单向阀卡死
3、 伺服阀故障，如堵塞，零偏电流突然增大
油缸位置无法控制 1、液控单向阀故障、溢流阀卸荷
2、逻辑控制错误
3、伺服阀故障，如堵塞，零偏电流突然增大
4、油缸卡死
5、位置传感器损坏
伺服阀零偏电流逐渐增大 1、伺服阀故障，如磨损
2、油缸泄漏
3、电气零点与机械零点不一致
4、位移传感器零漂过大
伺服阀零偏电流突然增大 1、伺服阀故障，如堵塞
2、油缸卡死
3.3 弯辊液压控制系统故障的分析
弯辊系统故障机理相对复杂，故障检测也比较困难，弯辊系统故障易引起废品。为提高控制系统压力(或弯辊力)的精度，降低偏差并减少故障，可对电液伺服弯辊力控制系统各环节进行理论建模，在理论模型中进行参数最优化分析。然后根据对控制系统的实测获得的动态性能数据，再在实际运行系统上进行参数设定与优化，达到保证系统动态响应精度的目的。
3.3.1 弯辊液压故障概述
弯辊系统有4套双作用的油缸，安装在弯辊箱里。
整个控制过程是两套液压伺服力控制系统，和两套恒压紧急平衡控制系统。弯辊箱分别依附在轧机机架上，油缸作用在上下工作辊轴承箱上，并行接通传动侧和操作侧的油缸，弯辊系统背压20bar。
四套油缸向上作用不仅作为上轧辊的平衡油缸，平衡力

使工作辊顶上上支承辊，以确保在转速变动时有一个最佳的摩擦接触；而且也作为上工作辊的弯辊油缸，四套油缸向下作用产生下工作辊必要的弯辊力，使之改变凸度。
在辊缝打开时，平衡系统用设定平衡力将工作辊压向支承辊，必须使支承辊随着工作辊形成接触摩擦，特别是平衡力应该比装配好的工作辊和支承辊的重量大。
轧制弯辊力通过动态调节，并且在轧制间隙采用平衡力。
咬钢时用初始设定值。
轧制时采用前反馈。
带钢离开机架时，给上新的设定值，包括四种状态：正常弯辊、平衡弯辊、紧急弯辊、停止等状态。
弯辊液压系统主要故障有：
(1)压力传感器故障
主要反映BA给定信号后，液压伺服系统没有输出信号、或两侧压力偏差过大。压力传感器经常损坏的原因是由于液压缸压力冲击很大。
提高压力传感器工作的可靠性；可采用如下二类方法：
测试、分析控制系统阻尼比，提高控制系统阻尼比。
分析油缸压力信号峰值与频率成份，在测压点与压力传感器间加装机械滤波器。该滤波器要满足两个方面条件：一方面，满足控制系统的动态响应要求；另一方面，滤去压力冲击信号；从而提高压力传感器的寿命。
(2) 压力值差大
弯辊液压控制系统由两套独立且完全相同液压压力伺服系统分别控制DS、OS侧4只双作用油缸。
正常工作时，其设定同一值，两套系统压力应该一样，考虑系统响应和克服干扰，将△T时间段信号进行平滑滤波。
当两个压力值差|P1-P2|>△P时，即必有1套液压位置伺服系统存在故障，结合伺服系统状态分析，可对故障进行定位。
(3)控制逻辑关系、操作方式与对应测压点关系不符合
BA给出控制逻辑信号，而实际电磁阀不动作，可能故障：电气断线、或电磁阀卡滞等，整个伺服系统无法工作。或者不符合规定，可能故障：电磁阀控制功能失灵，液控单向阀阀芯卡住或泄漏，从而引起整个或某侧弯辊液压控制系统无法控制。
(4)调节器封锁
液控单向阀处于封锁状态，即整个液压伺服系统封锁，必须中断各个电气控制。
液压伺服系统工作过程中，正常工况下，伺服阀零偏电流，应小于满量程10%(3mA)。
而当零偏大于满量程的30％时，伺服阀需更换。
零偏I逐步增大，控制基本达到要求，压力值可能漂移，可能故障：伺服阀、油缸寿命性故障，如磨损、泄漏、电气老化等。
电流I突然增大，且两侧压力偏差超差，弯辊系统转换为紧急平衡状态，可能故障：伺服阀突发性故障，如卡滞、堵塞等，或油缸卡滞。
3.3.2 弯辊液压控制系统故障树分析
弯辊液压控制系统故障树如图3-4所示。

图3-14 弯辊液压控制

系统故障树
3.3.3 弯辊液压控制系统故障归类
弯辊液压控制系统伺服是压力控制系统，其故障最终特征表现以下几个方面：
同侧压力传感器测量值超差。
伺服阀驱动零偏电流大于正常范围。
某油缸压力与设定值超差。
某油缸压力不受控。
其故障-现象归类如表3-5所示。
其故障-原因归类表3-6所示。

表3-5 弯辊液压控制系统故障-现象对应表
故障 现象
控制压力传感器零点漂移 压力偏差过大，
压力传感器损坏 对应油缸位置无法控制，或同侧压力值超差
油缸泄漏 伺服阀驱动电流过大，对零偏电流I趋势分析。
伺服阀寿命性故障 伺服阀驱动电流过大，对零偏电流I趋势分析
伺服阀突发性故障 伺服阀驱动电流突然增大，或电流为零压力无法控制
液控单向阀故障 油缸位置无法控制
电磁阀卡滞 紧急弯辊，压力为一随机值
电气断线 油缸压力不受控
电气与机械零点不一致 伺服系统驱动电流较大
表3-6 弯辊液压控制系统故障-原因对应表
现象 故障原因
同侧压力超差 1、 对应与设定值超差的压力传感器故障
两侧压力控制不同步(即在一定时间内达不到相同值) 1、控制压力传感器零点漂移
2、伺服阀故障，如堵塞
3、油缸卡滞
4、液控单向阀故障
紧急弯辊，压力不等于系统压力 1、电磁阀卡滞
2、逻辑控制错误
压力不受控 1、控制压力传感器损坏
2、液控单向阀故障
3、电气断路
4、伺服阀故障，如卡死、堵塞
伺服阀零偏电流逐渐增大 1、 伺服阀故障，如磨损
2、 油缸泄漏
3、 电气零点与机械零点不一致
4、 位移传感器零漂过大
伺服阀零偏电流突然增大 1、伺服阀故障，如堵塞
2、油缸卡死
3、电气与机械零点不一致
3.4 活套液压故障的分析
3.4.1 活套液压故障概述
活套系统控制机理比较复杂，它包括位置控制（或套高度控制）、恒张力控制（力矩控制）、前馈控制等，系统有多个环节，而且在工作过程中有多种状态变化。常见的故障是控制失灵、反应滞后及振动等。
活套系统的多数故障都是由电气控制信号问题，或工艺参数设置操作不当所引起的。
活套系统故障容易引起产品质量问题（如板带表面浪型）。
3.4.2 活套液压系统的故障树分析
活套液压系统的故障树如图3-5所示。
3.4.3 活套液压故障归类
活套液压系统常见故障及症状与原因如表3-7与表3-8所示。
图3-15活套液压故障树
表3-7 活套液压控制系统故障-现象对应表
故障 现象
控制压力传感器零点漂移 压力偏差过大，
压力传感器损坏 油缸位置与压力无法控制
系统磨损 反应滞后及振动
伺服阀寿命性故障 伺服阀驱动电流过大，对零

偏电流I趋势分析
伺服阀突发性故障 伺服阀驱动电流突然增大，或电流为零压力无法控制
液控单向阀故障 油缸位置无法控制
电磁阀卡滞 系统失灵
电气断线 油缸压力不受控
电气与机械零点不一致 伺服系统驱动电流较大
表3-8 活套液压控制系统故障-原因对应表
现象 故障原因
压力超差 对应与设定值超差的压力传感器故障
工作不稳定,出现明显的振动, 5、传感器故障
6、伺服阀或放大器故障
7、控制信号故障
8、系统设置不当
压力不等于系统压力 4、电磁阀卡滞
5、逻辑控制错误
压力不受控 5、控制压力传感器损坏
6、液控单向阀故障
7、电气断路
8、伺服阀故障，如卡死、堵塞
伺服阀零偏电流逐渐增大 5、 伺服阀故障，如磨损
6、 油缸泄漏
7、 电气零点与机械零点不一致
8、 位移传感器零漂过大
伺服阀零偏电流突然增大 1、伺服阀故障，如堵塞
2、油缸卡死
6、电气与机械零点不一致
3.5 轧机及液压装置调整不当或故障引起的板卷质量缺陷
轧机及其液压装置调整不当或故障一般表现为压下控制、板形控制、张力控制的异常或失误，主要引起下列质量缺陷：
（1） 裂纹
在钢板表面上沿轧制方向呈断断续续排列的不同形状细小裂纹，有发纹状、龟纹状，统称裂纹，轧制时因压下压缩比过小，轧件边部会出现裂纹。
（2） 麻点
钢板表面出现不规则的局部或连续的凸凹粗糙面称为麻点，严重的呈桔子皮状。麻点产生原因主要是由于轧辊轧制量过大，使得轧辊表面磨损严重，轧制时板面出现凸麻点。
（3）板形不良
板形不良主要表现在沿着钢带轧制方向呈现高低起伏的波浪形弯曲缺陷。板形不良产生原因主要是：轧辊轧制量过大；压下不合理；后段机架压下量过大或过小；轧辊水平度不良；轧辊辊型与板型配合不一致。
（4）边裂
钢板两边沿长度方向的一侧或两侧出现破裂现象称为边裂。边裂产生的主要原因是轧辊辊型与板型不相匹配，带钢延伸不均，或者张力控制不当，轧件在机架间张力过大也会出造成边裂出现。
（5）压痕
带钢表面被压成各种开头的凹痕，这种缺陷叫压痕。带钢压痕产生原因主要是板形控制精度不够，甩尾控制不良所致。
（6）折迭
折迭产生的主要原因是在轧制中因种种原因轧件不均匀变形，出现板形不良现象，在后续机架及卷取机架被压合造成折迭缺陷。
（7）尾部破碎
缺陷特征在卷取卸卷后的钢卷最外圈距头部2—3米内（轧制带钢尾部）钢带出现严惩折迭、开裂、破裂，这种缺陷称为尾部破碎。尾部破碎主要是在轧制中，轧件尾部对中性差或跑偏，各机架压下量分配不

当和板形不良，引起甩尾现象造成的。
（8）塔形与卷边错动
钢卷两端面不齐，钢带一圈比一圈高出，像塔形的缺陷称塔形。钢卷两端面不齐，钢带边部上下错动称卷边错动。塔形与卷边错动产生的主要原因是带钢板形不良，有旁弯。
（9）凸度超差
凸度超差主要表现在钢板中间厚、两边薄。凸度超差产生主要原因是轧制负荷分配不均，后段机架特别是成品机架负荷过大、弯辊装置在轧制中没投入或选用不当。还有轧辊弹性变形过大、辊型不合理。
（10）楔形超差
楔形超差主要表现在钢板一边厚、一边薄。在从钢板横断面上看，钢板外形类似楔形。楔形超差产生的主要原因是：轧辊调平不合理，轧辊磨损严重，轧件跑偏，带坯两侧厚度不均或有镰刀弯，压下调整出错。
(11) 厚度超差
厚度超差钢板在纵横断面上的实际厚度超出了有关标准中规定的允许偏差值。厚度超差产生的主要原因是：轧辊轴承的椭圆度过大,；轧辊磨损严重；轧制速度设定不合理，机架间存在堆拉钢现象；压下设定不良；张力设定不合理；测厚仪、温度计“零点”飘移或因故测量误差过大；自动厚度控制（AGC）系统动作失调。
(12) 宽度超差
宽度超差是指钢板或钢卷的实际宽度超出有关标准中规定的允许偏差值。宽度超差产生的主要原因是：精轧机组、卷取机组的张力设定不合适，存在着堆拉钢现象；宽度度仪“零点”飘移；宽度仪测量误差大。
研究设备故障与质量缺陷的关系，一方面有利于正确使用与调整设备，消除质量缺陷；另一方面，又可将质量缺陷作为相关信息用于设备故障诊断。
3.6 小结
轧机液压系统的故障体系非常庞大，在此，作者根据长期的积累与广泛的调查研究，理清了AGC与液压压下、CVC、工作辊弯辊、活套等故障的一般因果关系，并分别以故樟树和对应表的形式将其表现出来，其中既有定型的结论也由定量的结论，为轧机现场液压故障诊断提供了有价值的参考资料，也为轧机液压故障智能诊断的知识库提供了丰富的素材。此外还总结归纳了轧机及液压装置调整不当或故障引起的板卷种种质量缺陷，由此扩展了轧机液压故障诊断的信息来源范围。


液压AGC厚度控制系统

1 引言
液压AGC（自动厚度控制）系统是提高宽带热连轧板厚精度，控制板形，提高带材合格率的重要技术，AGC系统的动态品质、静态品质的好坏直接影响系统的稳定性，响应的快速性和控制精度。板带轧机液压AGC系统主要功能是实现压下位置自动控制(液压APC)及板厚自动控制(液压AGC)。正是由于液压AGC系统响应的快速性，控制的精确性，使得越来越多的宽带

生产线采用。
莱钢1500mm宽带热连轧生产线实践证明液压AGC系统通过提高整套轧机控制水平，使得产品质量大幅度提高。液压AGC控制响应时间 40ms，响应频率 1 5Hz，使板带纵向厚差控制在 范围内，促使莱钢板带产品质量达到世界水平。
2 液压AGC系统的组成
2.1 工艺原理
液压压下装置一般由位移传感器，液压缸和电液伺服阀等所组成，如图1所示。系统通过电液伺服阀对液压缸的流量和压力的调节来控制液压缸上、下移动的行程来调节轧辊辊缝值。
液压AGC系统通过测厚仪、位移传感器和压力传感器等对相应参数的连续测量，连续调整压下缸位移、轧制压力等，从而控制板带材的厚差。一个完整的液压伺服控制厚度自动控制系统的主要设备由计算机、检测元件为主的控制装置和以一套液压缸(每侧一个)为主的执行机构组成。检测元件主要有：测厚仪、测压仪(每侧一个)以及安装在液压缸上的四个位置传感器(每个液压缸两个)和两个压力传感器(每个液压缸一个)。

2.2液压AGC阀台
图2 液压AGC阀台示意
液压AGC阀台原理示意如图2所示。
（1）阀站下方P口连通液压站的系统供油油路，用于为液压AGC系统提供液压动力，T口连通液压站油箱，用于回油。
（2）阀站右方的P口，T口，X口用于检修或排查故障时检测阀站内系统供油压力P以及伺服阀控制油路X是否正常。
（3）阀站上方A口连通液压AGC液压缸无杆腔，B口连通液压AGC液压缸的有杆腔。
（4）过滤器对阀站内的P油路和X油路中的杂质进行过滤，如果过滤器DPS1堵塞，将发出故障信号，应及时更换。
（5）阀站的P口手动阀主要用于检修时把该阀站的系统供油油路断开。
（6）油压传感器SP1和SP2安装于阀站外油管路上，用于检测液压AGC液压缸无杆腔和有杆腔油压。
2.3电磁阀工作原理
Y=T，X选择P或者T，来阻断或者开通P，A，B油路。
2.4溢流阀工作原理
工作方式1：A，B油路大于某值将自动流回到T；
工作方式2：控制溢流阀线圈得电，自动将A，B油路回流到T。
2.5伺服阀工作原理
通过输出模拟量±10mA电流来控制伺服阀阀芯位置，使得伺服阀工作在三个不同的工作状态：
状态1：PàB, AàT
状态2：PàA,BàT
状态3：或者截止（理论状态）
3 液压AGC系统的功能
3.1 功能设计
一个完整的液压AGC系统应完成若干个功能，其中最主要的是以下几方面：
（1)压下缸位置闭环1 随轧制条件变化及时准确地控制压下位移。XP1,XP2，：分别是操作侧和传动侧活塞相对缸体的位移，取其平均值Xpd作为实测位移值Xps为给定信号， 是测厚仪监控环的反馈量。
（2)轧制压力闭环2 通过控制轧制压力来达到控制厚度的目的。Pd是

轧制压力的实测值，Ps为初始设定值。 为修正值。
（3)测厚仪监控闭环3 消除轧辊磨损、热膨胀及设定值误差等的影响。C为轧机纵向刚度系数，Q为轧件的塑性刚度系数，hd为实测轧件厚度，hs为设定轧制厚度。
3.2 液压AGC数学模型
液压AGC位置控制系统是一种典型具有弹性负载的位置伺服控制系统，其方框图如图3所示。
位移传感器
PI调节器
压力传感器
液压缸
伺服阀
伺服放大器
放大与校正
轧辊动作
指令信号

图3液压AGC伺服控制系统方框图
方框图分如下几个主要部分：电液伺服阀、阀控液压缸、位移传感器、伺服放大器。各部分的数学模型如下：
（1)阀控液压缸。 液压缸可用如下传递函数来近似：
（1）
式中：Xp一柱塞行程，m；
QL一伺服阀输出流量，m3／s；
A 一液压缸工作面积，m2；
一负载弹簧刚度与阻尼系数之比，rad／s；
一液压弹簧与负载弹簧串联耦合时的刚度与阻尼系数之比，
rad／s；
一液压弹簧与负载弹簧并联工作与负载质量构成的系统固有频
率，rad／s：
一液压阻尼比，取 =0.2；
（2)电液伺服阀。电液伺服阀具有高度非线性特点，其输出流量QL的线性化方程为：
(2)
式中 Qsv0一伺服阀的空载流量，Qsv0=
Ic一输入电流信号
Ksv一伺服阀的静态流量放大系数
Kc一伺服阀的压力流量系数
△PL一负载压力变化
伺服阀传递函数可按二阶振荡环节来取：
（3)
但通常当液压执行机构的固有频率 低于50Hz时，伺服阀的动态特性可
用一阶环节表示
（4）
式中， 为伺服阀固有频率，可以从伺服阀制造厂提供的频率响应曲线获
（3)位移传感器和压力传感器。位移传感器可视为惯性环节，差动变压器式位移传感器的传递函数为：
（5）
压力传感器可视为比例环节
Pd/PL=Kf （6）
式中Kf一压力反馈系数。
（4)伺服放大器。伺服放大器(包括功率放大器)由集成电子元件组成，响应速度很快，也
可不计其时间常数，按比例环节处理。
（7）
（5）液压系统的传递函数。将上面各个环节组合起来，可得到液压位置控制闭环结构图，参见图4。
液压系统可简化为二阶环节，本文在仿真中把液压执行机构传递函数取为
3.4 液压AGC的特点
（1)惯性小，响应快：由于AGC液压缸等运动部件比电机惯性小，它的加速度可提高到500 mm／s。以上，压下速度可达到4 mm／s，系统频率可达1 5Hz，响应时间 45ms，同时每一缸采用双向伺服阀控制，提高供油速度确保系统能满足25.1m／s的高速轧制。
（2)精度高：由于F1－F7全部采用液压AGC，所以成品厚度偏差可以达到±10 m(3 mm以上成品厚差可控在±20／ m)，而冷轧液压AGC成品厚差精度将会成倍提高。

（3)安全可靠：液压AGC工作时缸行程范围为-5--+25mm，它的可调范围大，同时设有快速卸压装置可以防止轧辊及其轴承的过载和损坏。
（4)消耗功率小：由于惯性小同样所需的功率也小，因此效率高。
（5)操作方便灵活：由于采用32位多微机系统控制操作灵活方便，同时
运行周期快，采样时间仅为5ms。
（6)轧机刚度可控，可根据不同的轧制条件，选择不同的刚度系数，来
获得所要求的带钢轧出厚度。
4 结束语
液压AGC系统就是借助于液压压下系统，通过电液伺服阀控制液压缸的位移量来实现带钢厚度自动控制的系统。因此，液压AGC系统已成为厚度自动控制系统发展的新方向。目前，世界上所有新建或改建的带钢热连轧机几乎都采用了液压AGC系统，它可以获得纵向厚度偏差为±30 m的高质量的成品带钢。