寬厚板軋機學(xué)習(xí)

1、tdc控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)熱區(qū)，包括：l 從加熱爐出口到冷床入口的所有輥道l 粗軋機及精軋機l 3個主要系統(tǒng)的過程控制和與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。tdc控制系統(tǒng)主要由三個部分組成：l speed master（輥道控制系統(tǒng)，簡稱sm）l roughing mill（粗軋，簡稱rm）l finishing mill（精軋，簡稱fm）三個部分分別由各自的tdc機架進行控制，由一個gdm機架進行通訊。寬厚板軋機部分控制功能sds(screw down system 壓下系統(tǒng))壓下系統(tǒng)包括: hgc (hydraulic gap control) 液壓輥縫控制 agc (automatic gauge con

2、trol) 自動厚度控制 egc（electrical gap control）電動輥縫控制彎輥 rbs (roll bending system)竄輥 rss (roll shifting system)彎輥和竄輥只在精軋機中出現(xiàn)。粗軋機部分的控制：l rm主要控制粗軋機包括軋邊機、軋機前后輥道以及導(dǎo)位。l 主要控制功能為：sds、hgc、agc、edger、sgc、轉(zhuǎn)鋼幾個重要的部分。sgc: side guide control 導(dǎo)衛(wèi)控制sds 電動壓下系統(tǒng)：l 此機械壓下系統(tǒng)，由雙交流電機驅(qū)動，用于輥縫設(shè)定，并用于換輥期間。（只有換輥期間用壓下系統(tǒng)，軋制過程中的輥縫調(diào)節(jié)用hgc） 升降

3、變化范圍約650毫米，最大速度約25mm/s。l 兩座軋機的上輥都是電動壓下。具體的機械構(gòu)件有：電機、齒輪箱、壓下螺桿及鎖緊設(shè)備。l 電機轉(zhuǎn)動帶動齒輪箱，從而使壓下螺桿能夠自由升降。軋機的傳動側(cè)和操作側(cè)分別擁有一套獨立的設(shè)備。l 鎖緊設(shè)備連接在兩個電機的主軸上，用來保證兩個電機在軋制過程中的同步運行。壓下系統(tǒng)的監(jiān)測元件主要有：l 監(jiān)測壓下行程的線性磁尺 (絕對值)l 監(jiān)測壓下壓力的kelk / load cell。（應(yīng)安裝在壓下螺桿和上支撐輥接觸中間位置）l 同時系統(tǒng)通過與電機的變頻器通訊，監(jiān)控電機的動作。l 壓下系統(tǒng)采用位置閉環(huán)控制。線性磁尺作為實際行程的反饋。l 在軋機調(diào)整上輥平衡的過程中

4、，互鎖設(shè)備處于打開狀態(tài)，兩側(cè)電機分別調(diào)整各自的壓下系統(tǒng)。當(dāng)程序得知兩側(cè)工作輥到達目標(biāo)位置后，將會發(fā)出指令將互鎖設(shè)備鎖緊。在軋制過程中，兩個電機始終處于互鎖主從狀態(tài)，以保證兩側(cè)壓下系統(tǒng)的同步運行。l 壓下電機為主從結(jié)構(gòu)。通常情況下，傳動側(cè)電機為主，操作側(cè)電機為從。操作側(cè)電機的控制指令將直接從傳動側(cè)電機傳來，這個功能將會從電機的變頻設(shè)備處通過硬線連接來完成。液壓agc缸：（hydraulic agc cylinders） 自動厚度控制單方向執(zhí)行軋制負(fù)載液壓agc缸，4個agc外部拖回液壓缸。l 兩座軋機的agc系統(tǒng)具有相同的機械設(shè)備。由于agc系統(tǒng)要求高速調(diào)整，所以使用液壓動力。每座軋機的下輥通過

5、位于軋輥下面的兩個液壓缸來調(diào)整。l 單方向執(zhí)行軋制負(fù)載液壓agc缸（活塞直徑1580毫米，缸力5000噸/邊，中間安裝索尼位置傳感器，4個agc外部拖回液壓缸，用于無負(fù)載時使液壓缸復(fù)位）將安裝在軋制牌坊底部，用于自動化厚度控制，動態(tài)軋制中心調(diào)節(jié)和錐形軋制。 監(jiān)測元件：l 每個液壓缸都有兩個線性磁尺，分別是sony的增量型磁尺和ssi的絕對值型磁尺。同時每個液壓缸配有單獨的壓力傳感器作為實時壓力的反饋。l 在軋件咬入過程中，巨大的沖擊力使得液壓缸會發(fā)生輕微的傾斜。為了確保軋制中心線，對位于下部的兩個液壓缸內(nèi)的4個磁尺進行交叉安裝。使得磁尺的4個監(jiān)測點形成一個有機的平面。從而準(zhǔn)確的得到有效的輥縫。

6、l 每個液壓缸配有各自的伺服系統(tǒng)。l 伺服系統(tǒng)有分為：動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)。l 動力系統(tǒng)通常具備：伺服閥、先導(dǎo)閥、泄壓閥及電源供應(yīng)回路。工作壓力350bar。l 控制系統(tǒng)擁有：先導(dǎo)閥、限壓閥。工作壓力170bar。l 安全系統(tǒng)擁有：泄壓閥、壓力開關(guān)等安全設(shè)備。sonyssil agc補償分為：形變補償、軋輥形變補償、壓下系統(tǒng)應(yīng)力補償、油壓補償。l a軋機形變補償l 當(dāng)軋機在受到巨大壓力的時候，整個機架會向上擴張。最大可到15mm。在軋制過程中，系統(tǒng)根據(jù)實際反饋的軋制力來補償實際機架形變量。l b軋輥形變補償l 當(dāng)軋輥在受到巨大壓力或者長時間軋制后受溫度影響，軋輥也會發(fā)生一些形變。系統(tǒng)將

7、根據(jù)實際軋制力、軋制溫度及軋制時間來進行具體的補償。l c壓下系統(tǒng)應(yīng)力補償l 由于壓下系統(tǒng)采用電機驅(qū)動和螺桿動作，當(dāng)軋件咬入和軋制過程中，巨大的壓力勢必會導(dǎo)致機械構(gòu)件發(fā)生微小的應(yīng)力位移。l d油壓補償l 液壓缸內(nèi)的液壓油在咬入過程中，受到巨大的沖擊，在這種沖擊的作用下，無桿腔內(nèi)液壓油的密度瞬間增大，這個時間使用伺服系統(tǒng)進行調(diào)整只會造成一定的反作用。所以系統(tǒng)提前對輥縫進行油壓補償，使得在咬入之后，輥縫恰好到達二級設(shè)定位置。油壓補償將根據(jù)油腔容積和軋制力。hgc 控制1、選擇 servo valve hgc控制系統(tǒng)在ds側(cè)和os側(cè)各有兩個servo valve ds servo valve1 ds

8、 servo valve2 os servo valve1 os servo valve2操作人員通過hmi選擇四個servo valve 的主從工作方式， ds servo valve1 和os servo valve1為一組； ds servo valve2 和os servo valve2為一組.2、輸出給定值在主從servo valve 中的分配 使用兩個連續(xù)的lim對主從servo valve 給定值進行分配bias compensation(漏油偏差補償）由于伺服閥漏油，使的伺服閥的給定在特定時間內(nèi)達不到設(shè)定，設(shè)定值與反饋總存在偏差為了補償此偏差，程序一直檢測servo valve

9、 rmp發(fā)生器，一旦在特定時間內(nèi)檢測到反饋沒有到達設(shè)定值，則激活此補償補償方法： 設(shè)定值減去反饋值得到的差平均分給主從伺服閥同時產(chǎn)生新的servo valve 輸出上下限。油柱高度影響補償（oil compression compensation factor）由于不同油位在擠壓時其可伸縮性是不同的，油位高，可壓縮性好，補償就大；油位低，可壓縮性相對差，補償就小。此補償實際就是對油可壓縮性的補償。 100mm50mm圖1和圖2中，由于其油腔內(nèi)油柱高度不同，所以兩種狀況下如果servo valve設(shè)定都為5ma,產(chǎn)生的動作快慢效果是不同。位置與補償系數(shù)的關(guān)系是線性的，根據(jù)軋輥直徑和油柱高度給出p

10、1和p2（機械算出）yx1x2oil compressionx3x4p1p2t1 (e,5)iyx1 t1 (e,5)x21oil pressure compensation on = 1 compression compensation factorx3(ds)x3(os)x1:ds輸入側(cè)實際位置x2: ds輸出側(cè)實際位置x3: os輸入側(cè)實際位置x4:os輸出側(cè)實際位置p1:psl_k 斜率p2:psl_d 于c軸交接點h1:最大輥徑、補償系數(shù)為1時的油柱高度h2:最小輥徑、補償系數(shù)為最大時的油柱高度（橫軸為油柱高度，縱軸為補償系數(shù)）蝶形補償（butterfly curve）蝶形補償是為了

11、解決軋制力(及軋輥重量、彎輥力（fm)、軋機接軸重量）對主給定的影響不同軋制力下，相同的給定，伺服閥的動作效果是不同在實際應(yīng)用中，是用液壓腔中的缸內(nèi)壓力替代軋制力軋制力大軋制力小理想pos.ref.setpointpos.reftiy (os) x2x1 t1 (e,5)x2 ds 側(cè)軋制力（腔內(nèi)壓力）os 側(cè)軋制力yx1t1 (c,6)x2xlullyt2 (c,6)xlimquql0.049.030.00.55.0e-2iy (ds) x2x1 t1 (e,5)x211butterfly curve correction on = 1y1x1x2butterfly curvex3x4p1p

12、2t1 (e,5)p3y2y (ds) 給定x1y (os) 給定x1p1:對稱軋制力（最大軋制力的一半）（fmax= 9.0e+7)p2：有效區(qū)域設(shè)定值 （%）p3：輥縫變化有效區(qū)域設(shè)定值 （%）x3/x4：提供液壓缸方向（open close) / p3k：補償因數(shù)x：fr -軋制力 fr，sym-最大軋制力的一半p2：有效區(qū)域設(shè)定值 （%）-adaptpercp3：有效區(qū)域設(shè)定值 （%)- adaptlin cntrlout根據(jù)軋制力及開關(guān)輥縫的方向計算出kopen（開輥縫因數(shù)）和kclose （關(guān)輥縫因數(shù)）；然后根據(jù)kopen和kclose及 p3（adaptlin cntrlout

13、有效因數(shù)的輥縫變化范圍）得出有效因數(shù)keff圖4x1根據(jù)軋制力及開關(guān)輥縫的方向計算出kopen（開輥縫因數(shù)）和kclose （關(guān)輥縫因數(shù)）；然后根據(jù)kopen和kclose及 p3（adaptlin cntrlout 有效因數(shù)的輥縫變化范圍）得出有效因數(shù)keff即：為避免由圖3計算出的因數(shù)過大而使調(diào)節(jié)波動過大，蝶形補償是非線性的，但是在adaptlin范圍內(nèi)輸出的是一個線性值。精軋機部分的控制：主要控制功能為：sds、agc、rbs、rss、tilting、ski、sgc幾個重要的部分。sds、agc及sgc功能于rm基本相同。彎輥rbs:l 8個上彎輥液壓缸（內(nèi)徑260mm，沖程150mm）

14、位于為上工作輥楔機翼，為上工作輥楔支架提供彎曲力。l 8個下彎輥液壓缸（內(nèi)徑260mm，沖程110mm）位于附屬于軋機牌坊的4個彎輥支撐，為下工作輥提供彎輥力。l 最大彎輥力每邊400噸。l 為了保證工作輥達到良好的彎曲度，對8個液壓缸進行分兩組交叉控制。（下圖）l 每個液壓缸內(nèi)配置獨立的壓力傳感器 l 因為軋件軋制過程中橫向上溫度的差異，板材材質(zhì)的差異，導(dǎo)致軋制過程中會出現(xiàn)軋制力的不均勻分布。這樣會導(dǎo)致出現(xiàn)板材邊浪的情況。l 通過調(diào)整彎輥液壓缸來改變軋件在工作輥中兩邊和中間受力的大小，最終達到良好的出口平整度。l 彎輥控制系統(tǒng)主要功能是為了保證板材良好的平整度，用于實時調(diào)整雙邊浪和中間浪的情

15、況。l 采用壓力環(huán)控制回路?？蛇M行在線調(diào)整。l 精軋區(qū)域的彎輥系統(tǒng)由tdc系統(tǒng)來控制。同側(cè)的上下輥的彎輥液壓缸同時為兩組伺服系統(tǒng)來控制。l 這兩組伺服系統(tǒng)根據(jù)工作輥竄動位移來配合使用，以達到合理的彎曲效果，并形成有效的彎曲輥縫。l 每道次二級都會發(fā)送針對軋件的7個點的彎輥控制參考值，同時操工作可以根據(jù)需要進行實時調(diào)整。l 每道次軋制結(jié)束后，tdc將結(jié)果數(shù)據(jù)傳送給二級系統(tǒng)，重新計算并下發(fā)新參考值，進行下道次軋制。l 所有的彎輥液壓缸的有桿腔處于恒壓狀態(tài)由plc來控制。在粗軋區(qū)域，彎輥液壓缸只起到保持上輥平衡的作用，所以是由plc來控制的。f1f2f1=f2竄輥rss:l 共有4個液壓缸，工作橫移范圍是+/-150mm。短程橫移速度50mm/s,長程15mm/s。l 位于傳動側(cè)的