1 引言
板材是冶金工業(yè)的一個重要產(chǎn)品。其品種繁多,性能各異,質(zhì)量要求高,應(yīng)用范圍廣,無論在經(jīng)濟建設(shè)還是國防建設(shè)中都離不開板材。
板厚控制技術(shù)及其理論的發(fā)展經(jīng)歷了由粗到細、由低到高的發(fā)展過程。軋機上普遍采用液壓AGC系統(tǒng)來控制板厚。液壓AGC系統(tǒng)主要由一套SIMADYN D控制裝置、檢測儀表(包括位移、壓力、厚度、速度的檢測)、伺服系統(tǒng)、壓下缸等設(shè)備組成,其實質(zhì)是通過改變壓下位置、軋制壓力、軋制速度等來實現(xiàn)板帶材厚度的自動控制。
2 自動輥縫控制系統(tǒng)原理
自動輥縫控制原理如圖1所示,由軋件厚度設(shè)定系統(tǒng)、自動輥縫控制器、外力干擾補償器、液壓輥縫控制器、電動壓下位置控制器、機座、液壓執(zhí)行機構(gòu)測厚儀等組成。
在壓力反饋回路中,根據(jù)軋件的給定厚度HREF,軋件厚度設(shè)定系統(tǒng)預(yù)先輸入與給定厚度HREF相應(yīng)的軋制力FWO,并將訊號傳輸給自動輥縫控制器。測力計測出軋件的軋制力FDC并傳輸給液壓輥縫控制器,同時壓力傳感器將伺服缸的油壓PCY傳輸給液壓輥縫控制器,液壓輥縫控制器將油壓換算成軋制力PCY1SCY1與F1DC比較后,輸出調(diào)整值FW給自動輥縫控制器,自動輥縫控制器將FW和FWO進行比較后,輸出壓力波動值,經(jīng)過壓力和位置轉(zhuǎn)換器等裝置轉(zhuǎn)換為機座的彈性變形?S1.實際軋制力FW同時傳輸給外力干擾補償器,外力干擾補償器根據(jù)已建立的模型給出外力干擾造成的輥縫偏差?S2。?S1和?S2累加后將結(jié)果傳輸給液壓輥縫控制器。
在位置反饋回路中設(shè)置位置比較器,根據(jù)軋件的給定厚度HREF,自動輥縫控制器預(yù)先輸入與給定厚度HREF的相應(yīng)液壓壓上油缸行程SCEY1。當位置傳感器測出液壓缸行程SCY1輸入液壓輥縫控制器與給定的液壓缸行程SNCY1比較后,輸出液壓缸行程?S3。
上述兩個回路的反饋信號均輸入綜合比例調(diào)節(jié)器。如果兩個訊號S1+S2和S3不相等時綜合比例調(diào)節(jié)器就有訊號輸出。伺服閥根據(jù)這一輸出訊號使液壓缸動作,直至兩個回路的訊號相等時,液壓缸停止動作。
3 寬厚板自動輥縫補償計算
3.1 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 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。
3.2 油柱高度影響補償
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。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P1和P2(機械算出)。
3.3 蝶形補償
蝶形補償是為了解決軋制力(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
3.4 軋制力補償
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4-19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。
4 冷軋軋機輥縫設(shè)定補償計算
4.1 反饋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,對液壓壓下輥縫進行修正,使出口厚度達到目標值,原理如圖2所示。
厚度偏差Δh與輥縫調(diào)節(jié)量ΔS1的對應(yīng)關(guān)系為
ΔS1=Δh(Km+M)/ Km
即ΔS1=K1(1+ M /Km)Δh
其中,M為軋件的塑性剛度,它表征使軋件產(chǎn)生單位壓下量所需的軋制壓力,
M=(P’-P)/Δh’
Km為軋機剛度,通常大于500-600kN/mm
K1為待調(diào)系數(shù),用于模型的自適應(yīng)功能
4.2 前饋AGC系統(tǒng)
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)測速脈沖編碼器的速度信號確定的。前饋 AGC是根據(jù)入口側(cè)測厚儀測得偏差ΔH 后存入前饋表(延遲表),延時后(待具有此ΔH的帶鋼段將進入軋機時)前饋控制液壓壓下,原理如圖3所示。
即給液壓 APC系統(tǒng)一個位置變化量 SSET+ΔS2,ΔS2的公式為:
ΔS2 = K2 MΔH/Km
4.3 秒流量AGC系統(tǒng)
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,(即通過測量帶材的入口速度V0和出口速度V1以及入口厚度h0,則出口厚度偏差Δh就被確定。)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,原理如圖4所示。
流量法測厚,既具有獲得瞬時出口厚度的優(yōu)點,又提高了測厚的精度,在存在的Δh1情況下,變形區(qū)流量方稱為:
V0*h0*=V1* h1
所以Δh1=h0-V0*h0*/V1*
上標帶*號的為實測值,而h0為設(shè)定值,此式相當于實測變形區(qū)出口處的瞬時Δh1,用此Δh1進行反饋控制,得
ΔS3 = K3Δh1(Km + M)/ Km
5 結(jié)束語
軋機軋制過程中軋機震動過大,輥縫值變化劇烈,短時間內(nèi)頻繁進行調(diào)整,造成調(diào)整誤差變大,影響軋件質(zhì)量。由于現(xiàn)場檢測元件靈敏度和精確度有所差異,造成軋鋼過程中計算有所誤差,造成控制數(shù)據(jù)有所偏差,導(dǎo)致鋼板控制不精確。由于從現(xiàn)場檢測到程序判斷出力再到控制輸出有一定的延時,所以會造成一定程度上的跟隨拖后,需要進一步研究解決。
參考文獻:
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