中板四辊轧机液压AGC系统研究与应用
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摘要
随着生产发展和技术的进步，用户对板厚精度的要求越来越高。液压厚度自动控制系统是保证产品厚度尺寸要求的重要装备。本文以中板2500精轧机液压AGC改造为背景，根据中板的实际情况及计算机的发展，选择了先进、实用的动态设定型压力AGC控制系统，对改造后的AGC系统使用中出现的问题进行了分析，提出了部分改进措施。
在掌握液压厚度控制系统硬件软件配置的基础上，采用计算机仿真的方法，研究了系统的动态特性。计算机仿真的基础是控制系统每个环节的传递函数。在建立了液压AGC系统的数学模型后，研究了系统压力波动对厚度调节效果的影响，利用大型通用数学分析与运算软件—Matlab对系统的时域和频域特性进行了分析研究。
对动态设定型压力AGC控制算法进行了研究及理论推导，由于模型误差影响，AGC控制调节效果受轧机刚度和轧件特性影响较大，当轧机刚度较低，轧件塑性系数较高时，往往达不到理想的调节效果。因此，从设备方面提高轧机刚度，减少非线性影响，工艺方面减少钢板温差，有利于厚度控制。
相对AGC只能保证同板差，绝对AGC能保证异板差，为了消除轧机刚度曲线非线性段的不稳定性，对轧辊进行压靠调零。分析了压靠过程中轴向力的产生原因及消除措施。当轧辊存在水平度误差或两侧刚度不同时，两侧轧制力会出现差异。当轧辊轴线交叉时，会产生较大轴向力，对设备造成损坏，影响轧制稳定，使用中必须加以避免。
With the development of production and technology, customers demand more and more on the gauge accuracy of medium plate . Hydraulic gauge auto control is important equiment in assuring the gauge accuracy of pro duct. This dissertation is based on AGC system revamping of 2500mm finishing rolling mill at medium plate .Advanced and practical dynamic AGC control systems are used in medium plate according to it's actual situation and the developemt of computer. At the same time , analyazing the problems occurred and some better methods are introduced of the revamped AGC system.
On the base of masting the hardware and software of hydraulic automatic gauge control ,we take advantage of the method of digital simulation to investigate the dynamic characteristic of hydraulic AGC system of rolling mill. The base of digital simulation is to transmit function of every loop of control system. On the basis of establishing the math model of hydraulic AGC,we analyaze the effect that pressure fluctuate impact on gauge control. Analying and researching the character of time range and frequence range of system by using the large math analyaze and operation software-Matlab .
Research and perform theoretically calculation on control arithmetic of dynamic AGC,the mill modulus and roll stock characteristic have large influence on the results of AGC control due to the error of control model,when the mill modulus is low and roll stock plastic coefficient is high,it is not easy to reach the perfect purpose.so it's favorable to thickness control by improving the machine modulus,decreasing the influence of non-liner and difference in temperature in mill stock.
Relatively AGC only ensure tolerance in the same plate,absoluteness AGC can ensure tolerance in different plate,in order to reduce the unsteady in non-liner of mill modulus curve,the roller meet tightly and adjust zero.analyzing the cause of axis force and how to reduce the force when the
在掌握液压厚度控制系统硬件软件配置的基础上，采用计算机仿真的方法，研究了系统的动态特性。计算机仿真的基础是控制系统每个环节的传递函数。在建立了液压AGC系统的数学模型后，研究了系统压力波动对厚度调节效果的影响，利用大型通用数学分析与运算软件—Matlab对系统的时域和频域特性进行了分析研究。
对动态设定型压力AGC控制算法进行了研究及理论推导，由于模型误差影响，AGC控制调节效果受轧机刚度和轧件特性影响较大，当轧机刚度较低，轧件塑性系数较高时，往往达不到理想的调节效果。因此，从设备方面提高轧机刚度，减少非线性影响，工艺方面减少钢板温差，有利于厚度控制。
相对AGC只能保证同板差，绝对AGC能保证异板差，为了消除轧机刚度曲线非线性段的不稳定性，对轧辊进行压靠调零。分析了压靠过程中轴向力的产生原因及消除措施。当轧辊存在水平度误差或两侧刚度不同时，两侧轧制力会出现差异。当轧辊轴线交叉时，会产生较大轴向力，对设备造成损坏，影响轧制稳定，使用中必须加以避免。
With the development of production and technology, customers demand more and more on the gauge accuracy of medium plate . Hydraulic gauge auto control is important equiment in assuring the gauge accuracy of pro duct. This dissertation is based on AGC system revamping of 2500mm finishing rolling mill at medium plate .Advanced and practical dynamic AGC control systems are used in medium plate according to it's actual situation and the developemt of computer. At the same time , analyazing the problems occurred and some better methods are introduced of the revamped AGC system.
On the base of masting the hardware and software of hydraulic automatic gauge control ,we take advantage of the method of digital simulation to investigate the dynamic characteristic of hydraulic AGC system of rolling mill. The base of digital simulation is to transmit function of every loop of control system. On the basis of establishing the math model of hydraulic AGC,we analyaze the effect that pressure fluctuate impact on gauge control. Analying and researching the character of time range and frequence range of system by using the large math analyaze and operation software-Matlab .
Research and perform theoretically calculation on control arithmetic of dynamic AGC,the mill modulus and roll stock characteristic have large influence on the results of AGC control due to the error of control model,when the mill modulus is low and roll stock plastic coefficient is high,it is not easy to reach the perfect purpose.so it's favorable to thickness control by improving the machine modulus,decreasing the influence of non-liner and difference in temperature in mill stock.
Relatively AGC only ensure tolerance in the same plate,absoluteness AGC can ensure tolerance in different plate,in order to reduce the unsteady in non-liner of mill modulus curve,the roller meet tightly and adjust zero.analyzing the cause of axis force and how to reduce the force when the
引文
[1] 邹家祥．轧钢机械．北京：冶金工业出版社．1995
[2] 丁修垫．轧制自动化．冶金工业出版社．1986
[3] 赵刚，杨永立．轧制过程的计算机控制系统．北京：冶金工业出版社．2002
[4] 王君．压力AGC模型综述．钢铁研究．2001，(2)：54-57
[5] 王君．厚度计型和动态设定型AGC的统一性证明．控制与决策．2000，(4)
[6] 孙中禹．舞钢4200轧机AGC液压系统分析．宽厚板．2000，(2)：p37
[7] Dutton, K., Groves,C.N. Self-tuning control of a cold mill automatic gauge control system.International Journal of Control. 1996,65 (4); 573-588
[8] 孙本荣，王有铭，陈瑛主编．中厚板生产．冶金工业出版社 1995
[9] 王国栋，刘相华．我国中厚板生产设备、工艺技术的发展．中国冶金．2004 (9) 2—3
[10] 罗先德．谈我国中厚板生产现状及技术改造．轧钢．1997(1)：50-53
[11] 王保军．新钢中板轧机压下控制系统的应用．宽厚板．1997(3)：23-26
[12] 张海军．我国首套中板轧机电液混合控制AGC系统应用成功．宽厚板．1997(3)：20-22
[13] 庞鸣青，刘建昌．前馈与smith预估厚度自动控制．基础自动化．1999(6)6-7
[14] 邓家青．珠钢板带热轧机AGC液压系统分析．机械开发．2002增刊
[15] 张景胜，陈举庆，李洪仁．中板轧机液压AGC系统分析．一重技术 2001．343-44
[16] 杨叔子，杨克冲．机械工程控制基础．华中科技大学出版社 2000 32-33
[17] 张伟，王益群，高英杰．板带轧机液压压下系统的建模与仿真．液压与气动．2004．1 21-22
[18] 罗祯伟，刘路漫．中厚板轧机液压AGC系统的动、静态品质分析．宽厚板．2000．06 20
[19] 曹鑫铭．液压伺服系统．北京：冶金工业出版社，1991，241—248
[20] 陶林．中板轧机厚度控制液压压下装置研究．上海大学硕士学位论文 2000
[21] 丁宏元．2400四辊可逆轧机液压APC系统研究及仿真．北京科技大学硕士学位论文1999
[22] 王君，张殿华，李建平．中厚板轧机液压辊缝控制系统研究及PLC实现．东北大学学报，2001，8(4)：435-438
[23] 薛定宇，陈阳泉．基于Matlab／Simulink的系统仿真技术与应用．北京，清华大学出版社2002
[24] 牛魏，黄效国，管东方 轧机液压厚度控制系统的动态特性分析．液压与气动．2005．03 11
[25] 郝付国，百埃民，张进之．动态设定型AGC在中厚板轧机上的应用．钢铁．1995．7 36
[26] 胡加洪 中厚板轧机厚度自动控制系统的研究．东北大学硕士论文．2004
[27] 白埃民，周和敏．轧机与轧制条件对AGC稳定性和厚控的影响．轧钢．2001．12 18(6)11-12：
[28] 张进之．压力AGC系统参数方程及变刚度轧机分析[J]．冶金自动化，1984(1)
[29] 张进之．动态设定型变刚度厚控方法的效果分析．重型机械．1998(3)31
[30] 王君．压力AGC控制模型的误差分析．控制与决策．1992 (5) 212
[31] 王贞祥，华建新．增量型AGC模型稳定性研究．宝钢技术．2005．1 40
[32] 机械设计手册联合小组．机械设计手册．化学工业出版社 1978(4)，12
[33] 欧光辉等．板带车间机械设备设计．冶金工业出版社．1987 68-70
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