轧机AGC培训资料要点

轧机培训教程

1450液压AGC控制系统概述

一：厚度自动控制原理

AGC控制的目的，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，使其达到预期的目标厚度。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以及弹塑曲线即P-H图为依据的。

板带轧制过程既是轧件在轧制压力P的作用下产生塑性变形的过程，又是轧机在轧制压力P的作用下产生弹性变形（即所谓弹跳）的过程，二者同时发生，其作用力和反作用力相等而相互平衡。由于轧机的弹跳，使轧出的带材厚度（h）等于轧辊的理论空载辊缝（So’）再加上轧机的弹跳值。按照虎克定律，轧机弹性变形与应力成正比，则弹跳值应为P/K，此时

h= So’+ P/ K

式中：P——轧制力，t；

K——轧机的刚度（t/mm），即弹跳一毫米所需轧制力的大小。

上式为轧机的弹跳方程，据此绘成曲线A称为轧机相关性变形式，如图，它近似一条直线，其斜率就是轧机的刚度。但实际上在压力小时弹跳和压力的关系并非线性，且压力越小，所引起的变形也越难确定，亦即辊缝的实际零位很难确定。为了消除这一非线性区段的影响，实际操作中可将轧辊预先压靠到一定程度，即压到一定的压力P。然后将此时的辊缝批示定

为零位，这就是所谓“零位调整”。

由图可看出：h= S0+(P-P0)/K

式中S0——考虑预压变形的相当空载辊缝

另一方面，给轧件一定的压下量（h0-h），就产生一定的压力（P），当料厚（h0）一定，h越小即是压下量越大，则轧制压力也越大，通过实测或计算可以求出对应于一定h值的P 值，在图上绘成曲线B，称为轧件塑性变形线。B线与A线交点的纵坐标即为轧制力P，横坐标即为板带实际厚度h。由P-H图可以看出，如果B线发生变形（变为B’），则为了保持厚度h不变，就必须移动压下位置，使A线移到A’，使A’和B’的交点的横坐标不变，亦即须使A线与B线的交点始终在一条垂直线C上。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A线和B线交到C线上，这样就可得到恒定厚度的板带材，由此可见，P-h图的运用实际上是板带厚度控制的基础。

二． AGC的控制系统

AGC的目的是消除厚差，则首先必须检测到轧制过程中的带钢的厚差时，然后再采取措施消除这一厚差。因此，归纳为两个基本构成：

a.厚度偏差的检测，目的是掌握轧制过程中，每时每刻带钢的厚度偏差的大小。

b.厚度偏差的消除：根据厚度偏差的大小，计算出调节量，输出控制信号，然后根据控制信号，调节机构动作，完成调节过程，见下图

1.测量方式

在厚度偏差检测当中，有直接测厚和间接测厚两种方式。

直接测量法的主要缺点是存在时间滞后问题。为解决此问题，采用间接测厚法。其间接测厚方式有压力测厚、张力测厚等。间接测量的方法虽然精度较低，但传递时差小，设备简单，便于维修，故被广泛采用。

2.控制手段

a. 调节压下量，即改变辊缝是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。

b. 通过改变带钢的张力来改变轧件变形抗力即塑性曲线B的斜率以实现厚度控制的目的，则称为调节张力的厚调方式。

c. 轧制速度的变化将影响到张力、摩擦系数等的变化，即影响轧制压力的变化。故可通过调速来改变轧制压力以实现厚度自动控制的目的。

3.控制系统

冷连轧AGC的形式和种类繁多，按一般调节系统的分类方法，可分为前馈AGC和反馈AGC两大类。前馈AGC是根据轧前所测得的外扰量（原料厚度偏差δH0或温度偏差δt）来调节的。反馈AGC是根据测量轧制之后的带钢厚度偏差来进行调节的。

根据构成AGC的两个基本环节即测量厚度偏差的方法和调节方式的不同，一般可将AGC 分为如下几种：

a. 厚度AGC（h-AGC）亦称反馈AGC，它是利用测厚仪直接测量轧制之后带钢的厚度偏差δh，调节轧辊辊缝S的AGC。

b. 前馈或预控AGC（H-AGC），测量轧制前带钢厚度偏差δH，调节轧辊辊缝S的AGC，简称前馈或预控AGC。

单机架可逆式轧机最基本的厚度控制环节是前馈AGC、反馈AGC和秒流量AGC。

▲前馈AGC（H-AGC），测量轧制前带钢厚度（来料）偏差δH，调节轧辊辊缝S的AGC ，简称前馈或预控AGC。

△S=△h0×（G/K）

式中：△S—辊缝调节，△h0—入口带钢厚度偏差，G，K分别为带钢塑性刚度系数和轧机刚度系数

▲反馈AGC（h-AGC），是利用测厚仪直接测量轧制之后带钢的厚度偏差δh，调节轧辊辊缝S 的AGC 。

△S=△h1×（1+G/K）

式中：△S—辊缝调节，△h1—出口带钢厚度偏差，G，K分别为带钢塑性刚度系数和轧机刚度系数

▲秒流量AGC，轧制时，轧件在轧机机架的秒流量的维持不变，即：

h1v1=h2v2 =常数

以上所述都是轧机一些常规的控制理论，下面我们将针对我们公司轧机AGC控制进行讲解。

三．1450液压AGC的设计

1：厚度控制器系统硬件组成：

液压AGC系统主要由一套SIMADYN D控制装置（FM458）、检测仪表（包括位移、压力、厚度、速度的检测）、伺服系统、压上缸等设备组成，完成压下辊缝、压力及AGC，实现带材厚度的控制。

2：厚度控制系统

厚度控制系统主要由液压HGC和AGC组成，而HGC可以分为液压APC（位置控制）、压力控制两种。

AGC控制系统可以分为：前馈AGC,反馈AGC，秒流量AGC，张力AGC，以及偏心补偿，等闭环控制，AGC辅助控制功能包括压下量微调、倾斜控制、辊缝同步控制、预压靠等功能。

（1）：液压HGC

（1.1）液压APC（位置控制）的组成：

在液压缸内安装位移传感器，用于检测实际辊缝，在位置控制方式下，每个液压缸的位置值将与计算的目标值相比较，此比较的偏差经特定运算后，送到伺服阀去引起液压油的流动以使位置偏差减少到零。

（1.2）压力控制的组成

在轧制力控制方式下，轧制力控制器用来使冷轧机两侧油缸的轧制力和实测值保持与设定值一致。根据油缸的积分特性，将轧制力控制器设计成一个比例控制器。

轧制力测量方法有压头直接测量和压力传感器间接测量两种。当采用压力传感器方法时，传感器分别安装在液压缸活塞侧和活塞杆侧，测量的是油的压力，与活塞的面积相乘得出轧制力，总轧制力为两侧压力和减去油缸活塞杆测的压力、弯辊力的影响及轧辊平衡力，我们系统暂时活塞杆侧压力检测没有参与控制使用的是固定值906KN。

（2）液压AGC

（2.1）前馈AGC

前馈AGC根据轧制入口侧测厚仪测得的入口厚度偏差，经过一定的延时后对辊缝进行修正，以消除入口厚度变化对轧出厚度的影响，延时时间是根据入口侧测速脉冲编码器或激光测速仪的速度信号确定的。