1、2020/9/6,酸軋聯合機組 機架控制,2020/9/6,主要內容,液壓輥縫控制，簡稱為HGC( Hydraulic Gap Control),或者RGC（Roll Gap Control)。 機架間張力控制，簡稱ITC( Interstand Tension Control)。 自動厚度控制，簡稱AGC( Automatic Gauge Control)。,2020/9/6,系統結構（外環(huán)內環(huán)）,2020/9/6,內外環(huán)結構,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,主要內容 概述：檢測及執(zhí)行單元等； 控制模式 ：輥縫控制，軋制力控制； 控制技術 ：伺服閥特性補償，泄漏檢測等； 輥縫標定

2、； 機架安全 ；,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,概述 液壓輥縫控制功能（HGC）主要實現機架的輥縫或軋制力控制，以及傾斜控制或軋制力差控制。 每個機架安裝有兩個液壓推上（壓下）缸，一個在操作側，一個在傳動側；液壓缸位置通過安裝在每個液壓缸內的sony磁尺進行檢測。軋制力則通過軋制力儀或者推上缸主油路的壓力傳感器進行檢測。 缸固定，活塞運動。每個活塞的運動由液壓回路的油流量確定，伺服閥控制油流量，伺服閥線圈電流設定來自控制器的模擬輸出。,軋制線,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,概述,比例伺服閥：200L/min，快速打開； 伺服閥：90L/min，精細調節(jié)；,2020/9/

3、6,液壓輥縫控制（RGC）,輥縫控制： 對于兩側輥縫，實際輥縫 零輥縫位置 實際位置。其中，“零輥縫位置”來自標輥程序，作為輥縫計算的基準點； 零輥縫位置：類似使用“增量編碼器接近開關”測量位置時的接近開關，簡單地說，即把兩側的軋制力均加載至300ton（人為定義）時，測得的液壓缸的位置。例如，加載完畢，假設兩側的磁尺位置讀數為50mm，那么此50mm即為零輥縫位置，定義此處的輥縫為0；當液壓缸下降，磁尺位置讀數為40mm時，此時兩側輥縫50mm40mm，即10mm；輥縫標定 平均輥縫即兩側輥縫的算術平均值，輥縫傾斜即傳動側輥縫減去操作側輥縫所得差值 （人為定義）；,2020/9/6,液壓輥縫

4、控制（RGC）,軋制力控制： 實際軋制力由軋制力儀測量或者根據安裝在液壓油路中的壓力傳感器檢測信號進行計算。 使用壓力傳感器計算，單側液壓缸推上力該側液壓缸活塞側油壓*活塞側橫截面積 該側液壓缸桿側油壓*桿側橫截面積； 單側軋制力 該側液壓缸推上力（下支撐輥重量下中間輥重量+下工作輥重量）/2 彎輥力；液壓輥縫控制概述 總軋制力即兩側軋制力之和，軋制力差即傳動側軋制力減去操作側軋制力所得差值（人為定義） 。,2020/9/6,液壓輥縫控制,控制模式 單獨輥縫控制位置模式，以各側的輥縫作為控制對象（分別閉環(huán)控制） ，用于輥縫標定及單缸調試； 單獨軋制力控制軋制力模式，以各側軋制力作為控制對象（分

5、別閉環(huán)控制），用于輥縫標定； 平均輥縫控制位置模式，以平均輥縫作為控制對象，用于位置模式軋制； 總軋制力控制軋制力模式，以總軋制力作為控制對象，用于軋制力模式軋制；通常應用于末機架的光整模式；,2020/9/6,液壓輥縫控制,控制模式 傾斜控制控制傾斜，用于位置模式軋制； 軋制力差控制控制軋制力差，用于軋制力模式軋制； 模式切換 保證切換的互斥性； 通過賦值當前值斜坡函數實現輥縫控制和軋制力控制之間的無沖擊切換！,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,伺服閥特性補償 伺服閥的流量與其入口、出口間壓力差的平方根成正比，使得伺服閥在控制系統表現為一個非線性環(huán)節(jié)，并導致整個伺服系統響應變慢。為了

6、補償這一非線性環(huán)節(jié)，可以通過對伺服閥輸出乘以一個可變增益來實現： 其中，Ps為系統壓力，P為伺服閥入出口壓力差。 由于進出油兩種情況下入出口壓力差不同，所以補償增益也需要分兩種情況考慮,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,3-way,4-way,伺服閥特性補償,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,伺服閥泄露檢測 伺服閥在長期運行后其性能將逐漸下降，泄漏（或稱零漂）增加。通過一個偏差積分單元監(jiān)測伺服閥的泄漏情況，當泄漏檢測值到達一定的限幅值后，伺服閥報警，提示更換伺服閥；,參考值恒定 檢查,Ref,Err,Out,Sat,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,伺服輸出,PID 調

7、節(jié)器,伺服閥參考值,位置參考值,位置反饋,伺服閥流量 線性化補償,Ps,Pm,伺服閥泄露 補償,增益選擇,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,控制輸出 當采用平均輥縫控制時： 傳動側輸出平均輥縫控制環(huán)輸出傾斜控制環(huán)輸出； 操作側輸出平均輥縫控制環(huán)輸出傾斜控制環(huán)輸出； 當采用總軋制力控制時： 傳動側輸出總軋制力控制環(huán)輸出軋制力差控制環(huán)輸出； 操作側輸出總軋制力控制環(huán)輸出軋制力差控制環(huán)輸出；,液壓輥縫控制（RGC）,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,輥縫標定 輥縫標定的目的就在于找到各側的零輥縫位置輥縫計算，為輥縫計算提供參考點；酸軋機組中的機架標定分為有無帶鋼標定和有帶鋼標定兩種；

8、,無帶鋼標定,有帶鋼標定,2020/9/6,液壓輥縫控制（RGC）,機架安全 輥縫鎖定 急停按鈕； “機架鎖定”按鈕； 輥縫傾斜（軋制力差）超限； 檢測元件（SONY磁尺，壓力傳感器）故障 伺服閥（泄漏檢測，閥芯反饋等）故障； 輥縫快開 上游發(fā)生斷帶； 拍下輥縫快開按鈕； 軋制力超限； 液壓站故障； 機架卸荷 有快開請求，同時，伺服系統（檢測元件，執(zhí)行元件，液壓站）故障；,機架間張力控制（ITC),系統結構速度張力模式/輥縫張力模式,2020/9/6,機架間張力控制（ITC),速度張力模式 穿帶期間采用速度張力模式；另外對于4-5機架間張力，當末機架工作于光整模式時，采用速度張力模式； 速度張

9、力模式又分為張力連續(xù)和張力極限兩種方式。 張力連續(xù)指張力控制器連續(xù)調節(jié)使張力保持為恒值； 張力極限指張力控制器僅在張力超限時進行調節(jié)，當張力調回目標區(qū)間時，控制器被保持。 輥縫張力模式 軋制期間（36m/min）采用輥縫張力模式速度張力模式； 輥縫張力模式采用張力極限方式；,2020/9/6,機架間張力控制（ITC),2020/9/6,機架間張力控制（ITC),控制說明； 以1-2機架間張力控制為例：當穿帶進入ST2后，1-2之間設定為穿帶張力，采用張力連續(xù)方式，使帶鋼保持REF恒定，防止帶鋼跑偏。穿帶進入ST3后，1-2間張力為設定張力，采用張力極限方式進行控制，當實際張力位于（TMIN,T

10、MAX）內時，控制器不調節(jié)，當張力波動至（TMIN,TMAX）以外時，控制器投入，調節(jié)張力進入（TL2,TH2）區(qū)間時，控制器被保持。 開始軋制，輥縫張力模式下，采用張力極限方式，當實際張力位于（TL1,TH1）內時，控制器不調節(jié)，當張力波動至（TL1,TH1）以外時，控制器投入，調節(jié)張力進入（TL2,TH2）區(qū)間時，控制器被保持。,自動厚度控制（AGC),系統結構,模式：第五機架-光輥,2020/9/6,自動厚度控制（AGC),系統結構,模式2：第五機架-毛輥（光整模式）,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)入口AGC,C1機架前饋（FF1) 前饋控制用于補償入口來料厚度的動態(tài)偏差。入口

11、測厚儀采樣測量一段未軋帶鋼的偏差（該測量段長度可調），然后跟蹤該測量段至其通過C1輥縫時，通過比例調節(jié)器輸出調整C1機架輥縫，同時對C1機架前張力輥速度進行修正，以補償輥縫調節(jié)引起的張力波動，并保持進入C1機架的金屬秒流量恒定。,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)入口AGC,C1機架反饋（FB1) 反饋控制用于獲得帶鋼所需的絕對出口厚度。 C1機架余下的帶鋼厚度偏差由出口測厚儀THG1進行測量，取采樣段內測量值的平均值作為實際厚度偏差（采樣段長度可調，如可取出口測厚儀與C1輥縫的距離）。厚度偏差經過一個積分控制器后作用于C1機架輥縫，直到出口偏差為零。同樣地，在調節(jié)C1輥縫的同時對C1機

12、架前張力輥速度進行修正，以補償輥縫調節(jié)引起的張力波動，并保持進入C1機架的金屬秒流量恒定。 該積分控制器通過改變積分增益進行優(yōu)化，積分增益由控制系統的純滯后時間決定，該純滯后時間為采樣段帶鋼從輥縫至出口測厚儀的時間延遲，因此在算法中引入了速度，輥縫和測厚儀間的距離越短，系統滯后時間越短，反饋厚度控制質量就越好。,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)入口AGC,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)入口AGC,C1機架秒流量（MFC1) 由于前饋控制是開環(huán)控制，要求系統模型參數準確性，很難完全消除厚差。而反饋控制雖然是閉環(huán)控制，卻存在由于系統帶有純滯后環(huán)節(jié)而響應緩慢的問題。而秒流量控制則解

13、決了上述兩種控制方式的不足，兼具了準確性和快速性。 秒流量控制能夠計算出帶鋼在輥縫中變形的帶鋼單元出口厚度值。根據秒流量方程: h1v0/ v1（H0+h0）H1 式中：v：帶鋼實際速度（由激光測速儀測得） H：帶鋼厚度設定值 h：帶鋼厚度偏差 所以不再需要等待帶鋼出口由軋機出口測厚儀測得的厚度值，這種控制方式能夠對入、出口厚度偏差作出快速反應，避免了輥縫與出口測厚儀的時間延遲。,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)入口AGC,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)入口AGC,C2機架前饋（FF2) C1機架后余留的厚度偏差被測厚儀THG1記錄下來，存入存儲器緩沖區(qū)中，并跟蹤至C2機架的

14、輥縫，然后轉換成適當的速度修正應用到C1機架和入口張力輥中，以保持進入C2機架的秒流量恒定。為了盡量減少C1-C2機架間張力的波動，C2機架輥縫控制需根據速度修正成比例地同時進行調整。 同C1機架前饋一樣，控制信號也需經過跟蹤（FIFO) 輸出給C1機架和入口張力輥速度控制進行修正。,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)出口AGC,出口反饋（FB5S/FB4R) FB5S:該模式用于最后一個機架采用的光輥軋制。利用C5出口測厚儀產生的厚度偏差信號作為反饋控制的修正信號作用于C5機架的速度修正，由于C4-C5間張力設定總是保持恒定（張力控制中，允許張力實際值在設定值上下的一個范圍內，此時張力

15、調節(jié)閉環(huán)無輸出），所以需要C5機架的輥縫控制的同步調整以補償速度調節(jié)引起的過大的張力波動。 FB4R:以下兩種情況時采用模式2：第一，當來料板形不好，而所軋產品厚度及硬度用4臺軋機軋制就能到達所需出口厚度，最后機架就相當于平整或光整機架；第二，C5采用毛輥軋制。 末機架的軋制力保持常數，C5出口測厚儀產生的厚度偏差信號作為反饋控制的修正信號作用于C4機架的速度；為了保持與C5機架以及卷取機的速度關系，由厚度控制給出的速度偏差也必須應用到C5機架以及卷取機的速度控制上。 為使C3-C4間張力設定總是保持恒定，需要C4機架輥縫控制的同步調整以補償速度調節(jié)引起的過大的張力波動。,2020/9/6,自

16、動厚度控制（AGC)出口AGC,監(jiān)控AGC（Monitor) 出口反饋的輸出量改變了C4機架和C5機架的工作狀態(tài)。由于希望C4機架和C5機架盡量保持相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)，因此對出口反饋的調節(jié)量作了限幅，監(jiān)控AGC將出口反饋的 “超限”部分補償轉給入口AGC進行調節(jié)。 在監(jiān)控AGC中，對出口AGC輸出值超出限幅部分進行積分。與C1機架反饋類似，該積分器通過C1機架到C5機架出口測厚儀傳輸時間進行了優(yōu)化。監(jiān)控AGC的輸出分解為以下兩部分： C1機架速度 C1出口測厚儀的厚度偏差 最終的結果是改變進入機架的金屬秒流量；,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)偏心補償,偏心補償 為了彌補軋輥熱膨脹、磨

17、損、彈性變形造成的軋輥偏心對輥縫的周期性影響，使軋輥在受力和受熱軋制時，仍能保持平直的輥縫，采用了軋輥偏心補償。 偏心信號有三種方式：一是入口張力，將張力通過轉換系數（DF_DT）轉換成軋制力參與計算得到偏心信號；二是出口厚度；三是直接選擇軋制力作為偏心輸入信號來參與計算。 將偏心信號按照傅里葉級數展開：,，,其中,：恒定軋制力,：支撐輥轉動角速度,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)偏心補償,偏心補償 因此補償信號主要有6個諧振器組成，其中3個用于上支撐輥，3個用于下支撐輥； 對于每組3個諧振器，分別用于一次諧波（基波）、二次諧波、三次諧波的獲取，根據過去周期（0，2）內的軋制力信號，得到各諧波分量，然后將各諧波分量相加，得到最終的偏心補償信號,，,2020/9/6,自動厚度控制（AGC)加減速補償,加減速補償（軋制效率補償） 軋制過程中，在假設外界條件恒定的情況下，隨著軋制速度的增加，摩擦系數減小，因而達到目標厚度所需軋制力減小，同樣來料厚度時，出口厚度將減小，即出現帶鋼減薄的現象，同樣地，在加速過程中，摩擦系數增大，將出現帶鋼超厚的現象。 加減速補償即是用于消除加減速過程中造成的厚度超差。即在加速過程中，打開輥縫以消除帶鋼減薄，加速過程中