轧钢自动化酸轧联合机组的方案n

VC TC
自动厚度控制（AGC) 系统结构
ITC3-4
RGC5
RGC4
ITC2-3 RGC3
ITC1-2 RGC2
MFC
FF2
FB1
FF1
RGC1
FB4R
VC5
ITC4-5
VC4
VC3
VC2
VC1
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
自适应 CM
-CM/CG
轧制力模式
f (H,h)
KP
A dH D
FIFO
FF1控制框图
FF1辊缝修正
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。
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wk.baidu.com去操作侧辊缝所得差值 （人为 定义）；
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；
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 ；
液压辊缝控制（RGC）
概述
操作侧
驱动侧
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（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。
关闭辊缝
该侧切换为轧制力 控制
两侧均达到最小轧制力
该侧加载至最小轧 制力
加载轧制力至标定 轧制力
转动轧辊，获取新 的零辊缝位置
有带钢标定
停止轧制
启动顺控，减少轧 制力至标定值
联锁条件满足
记忆辊缝
打开辊缝，并换辊 加载至标定轧制力
换辊完毕
将当前辊缝标定为 记忆辊缝
获取新的零辊缝位 置
液压辊缝控制（RGC）
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。
轧制线
上支撑辊
上中间辊 上工作辊 下工作辊 下中间辊
下支撑辊
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
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
轧钢自动化酸轧联合机组的方案n
2020/11/26 1
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)。
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；
机架间张力控制（ITC)
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。
系统结构（外环－内环）
ITC
ITC
ITC
RGC
RGC
RGC
MFC ITC
THFF
THFB THFF
RGC
RGC
THFB VC
VC
VC
VC
Mon
VC VC
TC
内外环结构
厚度外环 AGC_Corr
Ref
位置内环
S 磁尺
伺服阀
张力外环 ITC_Corr
Ref
位置内环
S 磁尺
伺服阀
液压辊缝控制（RGC）
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；
液压辊缝控制（RGC）
Actual Position DS
Zero Position DS
Actual Gap DS
Gap Setpoint DS
Ramp
2
Actual Gap
Gap/FR Ctrl
Rod Side Pressure
FR Control DS
Indi./Total FR Ctrl
FR Control
Diff. FR Control FR Control OS
Indi./Total FR Ctrl
Gap/FR Ctrl
Piston Side Pressure 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） 。
液压辊缝控制
REF FBK
控制器
过程对象
控制模式
测量变送器
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
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。
自动厚度控制（AGC) 系统结构
ITC4-5
ITC3-4
RGC5
RGC4
ITC2-3 RGC3
m
Ps
K_op
Ps 2(P sP b)
P = Ps-
Pb
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；
Er r
Ref 参考值恒定 检查
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； 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。
ITC1-2 RGC2
MFC
FF2
FB1
FF1
RGC1
6#张力辊
FB5S
VC5
VC4
测厚仪 激光测速仪 带钢张力计
VC3
VC2
VC1
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
模式１：第五机架-光辊
Gap Control DS
Indi./Avg. Gap Ctrl Gap/FR Ctrl
Gap Control
Piston Side Pressure DS
Valve Adaption DS
Hydr. Cylinder DS
Tilting Control
Gap Control OS
Indi./Avg. Gap Ctrl
0
0
25 50 75 100
主腔压力 [% Ps]
K_op
3
2
1
0
0
25
50
75
100
主腔压力 [% Ps]
P
到油箱
m
K_op Ps
2Pm P = Pm
K_op
Pb
2
0
0
25 50 75 100
杆腔压力 [% Ps]
4-way
P m
K_cl
Ps
2(P sP m)
P = PsPm
到油箱 Ps
P
到油箱
机架间张力控制（ITC) 系统结构 速度张力模式 /辊缝张力模式
ITC4-5 RGC5
ITC3-4 RGC4
ITC2-3 RGC3
ITC1-2 RGC2
TC RGC1
机架0 6#张力辊
去卷取机
TC
VC5 ITC4-5 VC4 ITC3-4 VC3 ITC2-3 VC2 ITC1-2
VC1
VC TC
FR Setpoint DS
Ramp
Rolls Weight/2 Bending FR
Actual FR
FR Setpoint 2
Ramp
Diff.FR Setpoint 2
Ramp
Pist Area OS Pist Pressure OS
Actual FR OS
Actual Diff. FR
Ramp FR Setpoint OS
缝标定及单缸调试；
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；
液压辊缝控制
控制模式 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；
Valve Adaption OS
Hydr. Cylinder OS
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
联锁条件满足
打开辊缝
启动顺控，进入两 侧辊缝单独控制
某侧到达接触轧制力
Out Sat
液压辊缝控制（RGC） 伺服输出
Ps Pm
位置反馈 位置参考值
伺服阀流量 线性化补偿
增益选择
PID 调节器
伺服阀泄露 补偿
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；
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； 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；
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！！
KSV
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：
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
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 Setpoint
Ramp
2
Tilting Setpoint Ramp
Actual Tilting
Actual Position OS
Zero Position OS
Actual Gap OS
Ramp Gap Setpoint OS
Pist Area DS Pist Pressure DS
Actual FR DS
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；
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；
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
液压辊缝控制（RGC） 伺服阀特性补偿
3-way
k_cl
3
2
1
0
0
25
50
75
100
主腔压力 [%Ps]
P
m
Ps
K_cl
Ps
2(PsPm) P = Ps-
Pm
K_cl
Pb
2