軋機AGC培訓(xùn)資料

1、.軋機培訓(xùn)教程專業(yè)資料.1450液壓 AGC 控制系統(tǒng)概述一：厚度自動控制原理AGC 控制的目的，是借助于輥縫、張力、速度等可調(diào)參數(shù)，把軋制過程參數(shù)（如原料厚度、硬度、摩擦系數(shù)、 變形抗力等） 波動的影響消除，使其達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)厚度。而輥縫、張力等參數(shù)的調(diào)節(jié)又是以軋機的彈性曲線和軋件的塑性曲線以及彈塑曲線即P-H 圖為依據(jù)的。板帶軋制過程既是軋件在軋制壓力P 的作用下產(chǎn)生塑性變形的過程，又是軋機在軋制壓力P 的作用下產(chǎn)生彈性變形（即所謂彈跳）的過程，二者同時發(fā)生，其作用力和反作用力相等而相互平衡。 由于軋機的彈跳， 使軋出的帶材厚度 （ h）等于軋輥的理論空載輥縫（ So ）再加上軋機的彈跳值

2、。按照虎克定律，軋機彈性變形與應(yīng)力成正比，則彈跳值應(yīng)為P/K ，此專業(yè)資料.時h= So + P/ K式中： P軋制力，t；K軋機的剛度（t/mm ），即彈跳一毫米所需軋制力的大小。上式為軋機的彈跳方程，據(jù)此繪成曲線A 稱為軋機相關(guān)性變形式，如圖，它近似一條直線， 其斜率就是軋機的剛度。但實際上在壓力小時彈跳和壓力的關(guān)系并非線性，且壓力越小，所引起的變形也越難確定，亦即輥縫的實際零位很難確定。為了消除這一非線性區(qū)段的影響，實際操作中可將軋輥預(yù)先壓靠到一定程度，即壓到一定的壓力P。然后將此時的輥縫批示定為零位，這就是所謂“零位調(diào)整”。由圖可看出：h= S0+(P-P0)/K式中 S0 考慮預(yù)壓變

3、形的相當(dāng)空載輥縫另一方面，給軋件一定的壓下量（h0-h ），就產(chǎn)生一定的壓力（P），當(dāng)料厚（ h0 ）一定，h 越小即是壓下量越大，則軋制壓力也越大，通過實測或計算可以求出對應(yīng)于一定h 值的 P 值，在圖上繪成曲線B，稱為軋件塑性變形線。B 線與 A 線交點的縱坐標(biāo)即為軋制力P，橫坐標(biāo)即為板帶實際厚度h 。由 P-H 圖可以看出，如果B 線發(fā)生變形（變?yōu)锽），則為了保持厚度h 不變，就必須移動壓下位置，使A 線移到 A ，使 A 和 B的交點的橫坐標(biāo)不變，亦即須使A 線與 B 線的交點始終在一條垂直線C 上。因此，板帶厚度控制實質(zhì)就是不管軋制條件如何變化，總要使A 線和 B 線交到 C 線上，

4、這樣就可得到恒定厚度的板帶材，由此可見， P-h 圖的運用實際上是板帶厚度控制的基礎(chǔ)。專業(yè)資料.二AGC 的控制系統(tǒng)AGC 的目的是消除厚差，則首先必須檢測到軋制過程中的帶鋼的厚差時，然后再采取措施消除這一厚差。因此，歸納為兩個基本構(gòu)成：a.厚度偏差的檢測，目的是掌握軋制過程中，每時每刻帶鋼的厚度偏差的大小。b. 厚度偏差的消除：根據(jù)厚度偏差的大小，計算出調(diào)節(jié)量，輸出控制信號，然后根據(jù)控制信號，調(diào)節(jié)機構(gòu)動作，完成調(diào)節(jié)過程，見下圖1. 測量方式在厚度偏差檢測當(dāng)中，有直接測厚和間接測厚兩種方式。直接測量法的主要缺點是存在時間滯后問題。為解決此問題， 采用間接測厚法。其間接測厚方式有壓力測厚、張力測

5、厚等。間接測量的方法雖然精度較低，但傳遞時差小，設(shè)備簡單，便于維修，故被廣泛采用。2. 控制手段a. 調(diào)節(jié)壓下量， 即改變輥縫是 AGC 控制的主要方式。 一般用來消除因軋制壓力的波動而造成的厚度偏差。b. 通過改變帶鋼的張力來改變軋件變形抗力即塑性曲線B 的斜率以實現(xiàn)厚度控制的目的，則稱為調(diào)節(jié)張力的厚調(diào)方式。c. 軋制速度的變化將影響到張力、摩擦系數(shù)等的變化，即影響軋制壓力的變化。故可通過調(diào)速來改變軋制壓力以實現(xiàn)厚度自動控制的目的。3. 控制系統(tǒng)專業(yè)資料.冷連軋 AGC 的形式和種類繁多，按一般調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分類方法，可分為前饋AGC 和反饋 AGC 兩大類。前饋AGC 是根據(jù)軋前所測得的外擾量

6、（原料厚度偏差H0 或溫度偏差 t ）來調(diào)節(jié)的。反饋AGC 是根據(jù)測量軋制之后的帶鋼厚度偏差來進行調(diào)節(jié)的。根據(jù)構(gòu)成AGC的兩個基本環(huán)節(jié)即測量厚度偏差的方法和調(diào)節(jié)方式的不同，一般可將AGC 分為如下幾種：a. 厚度 AGC （ h-AGC ）亦稱反饋 AGC ，它是利用測厚儀直接測量軋制之后帶鋼的厚度偏差 h ，調(diào)節(jié)軋輥輥縫S 的 AGC 。b. 前饋或預(yù)控AGC（ H-AGC ），測量軋制前帶鋼厚度偏差H ，調(diào)節(jié)軋輥輥縫S 的 AGC ，簡稱前饋或預(yù)控AGC 。單機架可逆式軋機最基本的厚度控制環(huán)節(jié)是前饋AGC 、反饋 AGC 和秒流量 AGC 。前饋 AGC（ H-AGC ），測量軋制前帶鋼厚

7、度（來料）偏差H，調(diào)節(jié)軋輥輥縫S 的 AGC，簡稱前饋或預(yù)控AGC 。S= h0 ×（G/K ）式中：S輥縫調(diào)節(jié)， h0 入口帶鋼厚度偏差，G， K 分別為帶鋼塑性剛度系數(shù)和軋機剛度系數(shù)反饋AGC （ h-AGC ），是利用測厚儀直接測量軋制之后帶鋼的厚度偏差h ，調(diào)節(jié)軋輥輥縫S的AGC。S= h1 ×（1+G/K）式中：S輥縫調(diào)節(jié)， h1 出口帶鋼厚度偏差，G， K 分別為帶鋼塑性剛度系數(shù)和軋機剛度系數(shù)秒流量 AGC ，軋制時，軋件在軋機機架的秒流量的維持不變，即：h1v1=h2v2 =常數(shù)專業(yè)資料.以上所述都是軋機一些常規(guī)的控制理論，下面我們將針對我們公司軋機AGC 控

8、制進行講解。三 1450液壓 AGC 的設(shè)計1 ：厚度控制器系統(tǒng)硬件組成：液壓 AGC 系統(tǒng)主要由一套SIMADYN D控制裝置（ FM458 ）、檢測儀表（包括位移、壓力、厚度、速度的檢測） 、伺服系統(tǒng)、壓上缸等設(shè)備組成，完成壓下輥縫、壓力及AGC ，實現(xiàn)帶材厚度的控制。2 ：厚度控制系統(tǒng)厚度控制系統(tǒng)主要由液壓 HGC 和 AGC 組成，而 HGC 可以分為 液壓 APC（位置控制）、壓力控制兩種。AGC 控制系統(tǒng)可以分為：前饋AGC, 反饋 AGC ，秒流量 AGC ，張力 AGC ，以及偏心補償，等閉環(huán)控制，AGC輔助控制功能包括壓下量微調(diào)、傾斜控制、輥縫同步控制、預(yù)壓靠等功能。（ 1

9、）：液壓 HGC（ 1.1 ）液壓 APC （位置控制）的組成：在液壓缸內(nèi)安裝位移傳感器，用于檢測實際輥縫，在位置控制方式下，每個液壓缸的位置值將與計算的目標(biāo)值相比較，此比較的偏差經(jīng)特定運算后，送到伺服閥去引起液壓油專業(yè)資料.的流動以使位置偏差減少到零。（ 1.2 ）壓力控制的組成在軋制力控制方式下，軋制力控制器用來使冷軋機兩側(cè)油缸的軋制力和實測值保持與設(shè)定值一致。根據(jù)油缸的積分特性，將軋制力控制器設(shè)計成一個比例控制器。軋制力測量方法有壓頭直接測量和壓力傳感器間接測量兩種。當(dāng)采用壓力傳感器方法時，傳感器分別安裝在液壓缸活塞側(cè)和活塞桿側(cè)，測量的是油的壓力，與活塞的面積相乘得出軋制力，總軋制力為兩

10、側(cè)壓力和減去油缸活塞桿測的壓力、彎輥力的影響及軋輥平衡力，我們系統(tǒng)暫時活塞桿側(cè)壓力檢測沒有參與控制使用的是固定值906KN 。（ 2 ）液壓 AGC（ 2.1 ）前饋 AGC前饋 AGC 根據(jù)軋制入口側(cè)測厚儀測得的入口厚度偏差，經(jīng)過一定的延時后對輥縫進行修正， 以消除入口厚度變化對軋出厚度的影響，延時時間是根據(jù)入口側(cè)測速脈沖編碼器或激光測速儀 的速度信號確定的。專業(yè)資料H時滯補償控制器輥輥縫縫/厚度.前饋 AGC控制VEntryVExitKp壓壓下下控控制制六輥可逆冷軋機 AGC 系統(tǒng)前饋控制比較由軋機入口測厚儀測量的厚度值和設(shè)定的帶鋼厚度值之間的偏差，并對偏差信號從測厚儀到輥縫進行跟蹤。即將

11、偏差信號保存到緩沖區(qū)，并在該偏差信號的測量點到達(dá)輥縫時取出并轉(zhuǎn)換成位置偏置，通過對輥縫大小的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對帶鋼入口厚度偏差的校正。為將入口帶鋼偏差信號精確地從入口測厚儀位置跟蹤到輥縫位置，需要考慮以下因素：測厚儀的響應(yīng)時間帶鋼從測厚儀到輥縫之間的移動時間液壓伺服缸的位置調(diào)節(jié)時間控制器執(zhí)行時間前饋控制同樣根據(jù)軋機模數(shù)和軋件模數(shù)以及厚度方程將偏差信號轉(zhuǎn)換成合適的位置偏置。S= h0 ×（G/K ）式中：S輥縫調(diào)節(jié)， h0 入口帶鋼厚度偏差，G，K 分別為帶鋼塑性剛度系數(shù)和專業(yè)資料.軋機剛度系數(shù)。（ 2.2 ）反饋 AGC我們系統(tǒng)中的反饋AGC 是指厚度偏差的反饋，它是監(jiān)控 AGC 中的一種。

12、 而張力 AGC也是監(jiān)控AGC 中的一種。事實上監(jiān)控AGC 包含以下幾種：張力監(jiān)控，軋制力監(jiān)控，加速度監(jiān)控和位置監(jiān)控。監(jiān)控 AGC 控制原理h輥縫 /厚度S壓下系統(tǒng)控制器時滯補償Hh六輥可逆冷軋機AGC 系統(tǒng)反饋 AGC 又稱監(jiān)控AGC ，主要用于消除出口厚差。反饋AGC 是根據(jù)軋制出口側(cè)測厚儀測得的出口厚度偏差，對輥縫進行修正，使出口厚度達(dá)到目標(biāo)值。由于測厚儀安裝于距軋機一定距離的位置上，是典型的純滯后控制系統(tǒng)，采用Smith預(yù)估補償器改善系統(tǒng)的動靜態(tài)特性，滯后時間是根據(jù)出口側(cè)測速脈沖編碼器或激光測速儀 的速度信號確定的。因此只可能采用調(diào)節(jié)速度較低的積分控制器來校正厚度的偏差。也就是說， 反

13、饋控制只能校正長期的厚度偏差。根據(jù)軋機模數(shù)和軋件模數(shù)以及厚度方程將偏差信號轉(zhuǎn)換成合適的位置偏置。S= h1 ×（1+G/K）式中：S輥縫調(diào)節(jié)， h1 出口帶鋼厚度偏差，G， K 分別為帶鋼塑性剛度系數(shù)和軋機專業(yè)資料.剛度系數(shù)。（ 2.3 ）秒流量 AGC根據(jù)軋制過程中流入軋機與流出軋機的帶鋼質(zhì)量恒定的原理，計算出正在軋制帶材的厚度偏差，以此偏差對輥縫進行修正，使軋機軋出的帶材保持較好的一致性。流量 AGC 基于下述公式：V 1 h 1 =V 0 h 0加入厚度偏差的公式：V 1 (h 1 +h 1 ) = V 0 (h 0+h 0 )h 1 = (h 0 +h 0)* V 0 /V

14、1)- h 1V 0：入口帶速度V 1：出口帶速度h 0：入口厚度設(shè)定h 1：出口厚度設(shè)定h 0 ：入口厚度偏差h 1 ：出口厚度偏差S ：位置的改變量即通過測量帶材的入口速度V0 和出口速度V 1 以及出入口厚度h 0，則出口厚度偏差h就被確定。 為此需要有對機架兩側(cè)的速度和厚度進行動態(tài)和精確測定的測量儀表。預(yù)測軋機出口帶鋼的厚度，并與設(shè)定的出口厚度比較，將其差值轉(zhuǎn)換成合適的輥縫控制器的偏置S。流量 AGC 提供了較其它AGC 方式更為有效的厚度補償方法，如果與監(jiān)控AGC 控制方式相配合將是最有效的厚度控制方案。S= h1 ×（1+G/K）式中：S輥縫調(diào)節(jié)， h1 出口帶鋼厚度偏差

15、，G， K 分別為帶鋼塑性剛度系數(shù)和軋機剛度系數(shù)。（ 3 ）預(yù)壓靠控制（液壓壓下位置零點的標(biāo)定）由于輥縫取決于工作輥的相對位置，因此在每次換輥后須重新確定輥縫的零點，即需專業(yè)資料.要進行軋輥預(yù)壓靠。預(yù)壓靠過程由操作工按下預(yù)壓靠按鈕啟動，之后的預(yù)壓靠全過程將自動進行，此時，壓下裝置，傳動裝置等相關(guān)設(shè)備均處于自動受控狀態(tài)，并且相互聯(lián)鎖。預(yù)壓靠開始后，液壓壓下系統(tǒng)自動驅(qū)動軋輥相接觸，并達(dá)到一個預(yù)定壓力，然后，傳動系統(tǒng)投入工作，使軋輥以慢速轉(zhuǎn)動（120m/min），同時繼續(xù)使軋輥達(dá)到預(yù)先設(shè)定的預(yù)壓靠力， 并在此時將軋輥位置設(shè)置為零，預(yù)壓靠工作完成，此時將軋輥上抬，傳動系統(tǒng)停止工作。預(yù)壓靠過程是位置控制

16、和壓力控制相互切換的過程，軋輥運動時，在位置控制方式，當(dāng)軋輥相接觸后，自動切換到壓力控制方式。（ 4 ）傾斜控制1 ：傾斜控制器優(yōu)先級最高，它是直接作用在位置控制器和軋制力控制器的輸出端，也就是直接作用在伺服閥的輸入端。2:由于軋機傳動側(cè)、操作側(cè)的液壓缸之間沒有機械上的聯(lián)結(jié)，而且兩側(cè)負(fù)載不可能完全相同， 設(shè)備的動態(tài)特性也不完全一致，因此兩側(cè)的運動不能保持同步，同步控制的目的就是使位移慢的一側(cè)加快運動，位移快的一側(cè)減慢運動，使兩側(cè)的運動速度保持一致。系統(tǒng)中采用輥縫差信號進行閉環(huán)控制。(5)AGC增益自適應(yīng)在軋制過程中，隨著軋制道次的增加，帶材的硬度逐漸增大，壓下效率逐漸減小，AGC的增益需要逐漸

17、增大，以保證AGC 系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)速度。為適應(yīng)此硬度變化，根據(jù)測得的軋制力及帶材壓下率計算出帶材的硬度系數(shù)，用以修正AGC 的增益。(6) 張力補償當(dāng)原料的厚度和輥縫發(fā)生變化時，會影響張力的變化，為了保證張力恒定，所以需要一個張力補償值，作為卷取機的附加轉(zhuǎn)矩給定。（7 ）加速度補償專業(yè)資料.當(dāng)生產(chǎn)線升速或減速時，勢必會造成卷取機轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化，為了保證張力穩(wěn)定，在加速和減速的過程中，會有一個加速轉(zhuǎn)矩補償?shù)骄砣C中。四 1450液壓 AGC 系統(tǒng)的操作1） 功能液壓 AGC 系統(tǒng)，通過推上缸液壓執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)軋機輥縫，實現(xiàn)板厚縱向厚差控制。液壓 AGC 系統(tǒng)包括 位置、前饋、反饋（監(jiān)控）、流量 AG

18、C 四個個閉環(huán)控制功能環(huán)，以及輥縫人工干預(yù)、 事故自動手動處理功能。液壓 AGC 系統(tǒng)工況監(jiān)視工藝參數(shù)顯示于HMI工程畫面之中。在空載工況下，只有位置環(huán)起作用；在軋制工況下，根據(jù)工藝要求選用其它控制功能。2 ） 必要條件·“ AGC 工作方式”轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“AGC 工作”位置·壓靠過程正常執(zhí)行過·手動“AGC 快泄”和“ AGC 系統(tǒng)恢復(fù)”功能正常·相關(guān)指示燈顯示正常（通過“試燈”按鈕確認(rèn)）3 ） 過程操作A. 厚度及輥縫設(shè)定某一規(guī)格帶材的軋制規(guī)程表由操作人員在HMI 上選定，規(guī)程表中每個道次的厚度及專業(yè)資料.輥縫設(shè)定值由工藝人員根據(jù)工藝條件確定。原始規(guī)

19、程表各道次及輥縫設(shè)定值經(jīng)過試軋后，操作人員可以修正并存儲在控制系統(tǒng)之中。B.輥縫微調(diào)a）輥縫聯(lián)調(diào)輥縫微調(diào)手動干預(yù)輥縫設(shè)定值，在軋機空載和負(fù)載工況都可以執(zhí)行。手動操作“輥縫聯(lián)調(diào)”自復(fù)位轉(zhuǎn)換開關(guān)，同步“增加”或“減少”操作側(cè)和傳動側(cè)輥縫。b) 輥縫傾斜調(diào)整當(dāng)帶材操作側(cè)起波浪（穿帶時）或操作側(cè)張力小傳動側(cè)張力大（已卷取軋制時），操作人員通過點動“輥縫傾斜調(diào)整”之“操作側(cè)”進行糾偏調(diào)整，可以改善上述帶材傾斜現(xiàn)象。當(dāng)帶材傳動側(cè)起波浪（穿帶時）或操作側(cè)張力大傳動側(cè)張力?。ㄒ丫砣≤堉茣r），操作人員通過點動“輥縫傾斜調(diào)整”之“傳動側(cè)”進行糾偏調(diào)整，可以改善上述帶材傾斜現(xiàn)象。主臺和機前及機后操作箱都設(shè)有“輥縫傾

20、斜調(diào)整”操作開關(guān)，用于輥縫傾斜調(diào)整。C. 前饋 AGC前饋 AGC 又稱厚度預(yù)控，用于消除來料厚差對出口厚差的影響。必要條件：·AGC 工作方式·有壓力、有速度軋制狀態(tài)·入口側(cè)厚儀在線且正常工作·前饋AGC 功能投入狀態(tài)前饋 AGC 功能是否投入， 主要視來料厚度偏差情況而定，如果板材縱向同板厚差較專業(yè)資料.小，可以退出此功能，相反，投入此功能。在人機界面（ WINCC ）中可以選擇“前饋AGC ”， “ ON ”表明控制系統(tǒng)準(zhǔn)投入前饋 AGC 功能，待聯(lián)鎖條件滿足后，前饋AGC 功能生效。若要退出前饋AGC 功能，只需按“ OFF”按鈕，前饋AGC 功

21、能退出AGC 系統(tǒng)。D. 監(jiān)控 AGC監(jiān)控 AGC 又稱厚度監(jiān)控， 利用出口側(cè)側(cè)厚儀檢測反饋的縱向厚度差實現(xiàn)帶材的厚度監(jiān)控，該功能是實現(xiàn)目標(biāo)厚度公差的必要控制手段。必要條件：·AGC 工作方式·有壓力、有速度軋制狀態(tài)·出口側(cè)厚儀在線且正常工作·監(jiān)控AGC 功能投入狀態(tài)監(jiān)控 AGC 功能是否投入， 主要視出口厚度偏差情況而定，如果板材縱向同板厚差較小，可以退出此功能，相反，投入此功能。在人機界面（ WINCC ）中可以選擇“監(jiān)控AGC ”， “ ON ”表明控制系統(tǒng)準(zhǔn)投入監(jiān)控 AGC 功能，待聯(lián)鎖條件滿足后，監(jiān)控AGC 功能生效。若要退出監(jiān)控AGC 功能，

22、只需按“ OFF”按鈕，監(jiān)控AGC 功能退出AGC 系統(tǒng)。F. 流量 AGC流量 AGC 利用入出口軋機質(zhì)量流恒定的原理，對出口厚差進行補償控制。必要條件：·AGC 工作方式·有壓力、有速度軋制狀態(tài)·入出口側(cè)厚儀在線且正常工作·流量AGC 功能投入狀態(tài)專業(yè)資料.在人機界面（ WINCC ）中可以選擇“流量AGC ”， “ ON ”表明控制系統(tǒng)準(zhǔn)投入流量 AGC 功能，待聯(lián)鎖條件滿足后，流量AGC 功能生效。若要退出流量AGC 功能，只需按“ OFF”按鈕，流量AGC 功能退出AGC 系統(tǒng)。4) 事故監(jiān)控液壓 AGC 控制系統(tǒng)自動實時檢測判斷系統(tǒng)中的各類故障，當(dāng)故障出現(xiàn)時， 自動給出警示和保護處理。其原則是：A.