【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 材 料的前滑[13]。末機(jī)架的速度將作為速度基準(zhǔn)。任何兩機(jī)架間的速度關(guān)系修正以 及軋制過(guò)程中對(duì)速度的連續(xù)調(diào)整，均應(yīng)在軋件離開相應(yīng)機(jī)架后再通過(guò)重新修正主 傳動(dòng)的設(shè)定值完成。設(shè)定值對(duì)相關(guān)機(jī)架的分配控制和切換到新調(diào)整值取決于處理 順序和材料所在位置。對(duì)每個(gè)機(jī)架的速度給定值進(jìn)行計(jì)算和精確設(shè)定是根據(jù)HMI或過(guò)程計(jì)算機(jī)計(jì)算的預(yù)設(shè)定值估計(jì)的，同時(shí)考慮了下列附加的影響： 1）速度升降； 2）對(duì)每個(gè)機(jī)架或全部機(jī)架的人工干預(yù)； 3）給定值修正； 4）活套或監(jiān)控系統(tǒng)的修正值； 由于每個(gè)軋機(jī)的負(fù)載一定，速度給定系統(tǒng)必須考慮軋機(jī)目前的負(fù)載狀態(tài)，將給定 值分配到相應(yīng)的機(jī)架。各機(jī)架的運(yùn)行速度基準(zhǔn)設(shè)定值；卷取機(jī)的最大咬入速度基 準(zhǔn)設(shè)定值均由HMI或過(guò)程計(jì)算機(jī)來(lái)提供。來(lái)自速度主控制系統(tǒng)的設(shè)定值，在不同工作狀態(tài)下，對(duì)每個(gè)機(jī)架必須再進(jìn)行計(jì)算和調(diào)整。對(duì)每個(gè)傳動(dòng)裝置， 軋制速度給定值來(lái)源于：速度調(diào)整值；軋輥直徑，工作輥直徑在每次換輥時(shí)由操作人員通 過(guò)過(guò)程計(jì)算機(jī)給出，并送到基礎(chǔ)自動(dòng)化控制器中；最大允許速度和電流；單獨(dú)和 比例調(diào)整（手動(dòng)輸入）；活套控制器的校正值。軋機(jī)速度調(diào)整影響全部架，速度 調(diào)整通過(guò)比例系數(shù)應(yīng)用于全部機(jī)架，使設(shè)定的速度關(guān)系保持不變。 單機(jī)架速度 調(diào)整可手動(dòng)進(jìn)行。該功能允許操作人員手動(dòng)增加或降低傳動(dòng)速度。比例速度調(diào)整 影響全部機(jī)架，單獨(dú)速度調(diào)整僅影響相應(yīng)的機(jī)架。但是如果該機(jī)架是載荷機(jī)架，該機(jī)架的所有上游機(jī)架的速度將通過(guò)速度級(jí)聯(lián)系數(shù)被調(diào)整。 活套控制 活套控制是在兩機(jī)架間保持一定的材料套量。在精軋機(jī)中，為了補(bǔ)償上游機(jī)架出口到下游機(jī)架入口間的質(zhì)量流差異，活套控制是必須的 。如果兩機(jī)架間質(zhì) 量流相等，材料活套將保持常數(shù)[14]。在帶材熱連軋機(jī)上，活套支撐器連續(xù)地監(jiān) 視并控制活套的高度和帶材的張力。活套由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。活套控制的目的是當(dāng) 活套支撐器升到預(yù)定的位置時(shí)，獲得要求的機(jī)架間張力。如果在不同的活套支撐 器位置得到要求的張力，那么就調(diào)整活套電機(jī)的電流。 活套系統(tǒng)的控制包括兩個(gè)電路[15~17]。第1個(gè)控制電路保持恒定的帶材張 力。根據(jù)活套支撐器電機(jī)電流和活套支撐器角度的實(shí)測(cè)值，計(jì)算實(shí)際帶材張力。實(shí)際帶材張力和帶材張力基準(zhǔn)值之間的偏差信號(hào)輸入到活套支撐器電機(jī)的電流 度器中。電流調(diào)節(jié)器調(diào)整活套支撐器電機(jī)的力矩，達(dá)到要求的帶材張力。第2個(gè)控制電路提供恒定的活套支撐器角度。活套的偏差信號(hào)，即實(shí)際活套支撐器角度 和基準(zhǔn)值之間的差值，輸入到一個(gè)相鄰機(jī)架的軋機(jī)電機(jī)速度調(diào)節(jié)器中。速度調(diào)節(jié) 器調(diào)整機(jī)架的速度，以控制要求的活套支撐器角度。為了保證設(shè)定速度的關(guān)系，對(duì)于傳動(dòng)系統(tǒng)任何速度的調(diào)整級(jí)聯(lián)到上游機(jī)架。級(jí)聯(lián)系數(shù)對(duì)每個(gè)機(jī)架是單獨(dú)計(jì) 算，在精軋機(jī)中，對(duì)于級(jí)聯(lián)，末機(jī)架是基準(zhǔn)機(jī)架。軋機(jī)加載后，活套器起套并與 帶鋼接觸，活套控制有效。被計(jì)算的帶鋼尾部從前面機(jī)架在一定的時(shí)間內(nèi)將被拋 出后， 活套控制功能退出。在帶鋼熱連軋基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，活套支撐器連續(xù)監(jiān)視和控制活的高度和帶鋼的架間張力?；钐卓刂浦饕ㄈ糠挚刂苾?nèi) 容：起落套邏輯控制、活套位置控制、活套力矩控制。 液壓輥縫控制（HGC） HGC由兩只安裝在操作側(cè)（OS） 和傳動(dòng)側(cè)（DS），帶有位移傳感器、壓力傳感器的液壓缸組成。HGC控制任務(wù)包括液壓缸的位置控制和機(jī)架彈跳的力控制[13]。 HGC位置和力控制：HGC控制器是由位置和力兩個(gè)獨(dú)立控制器組成，系統(tǒng) 中對(duì)位置控制和力控制兩種方式可以進(jìn)行選擇，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是伺服閥。軋制力測(cè)量 方法有壓頭直接測(cè)量和壓力傳感器間接測(cè)量?jī)煞N。連軋機(jī)的軋制力測(cè)量采用壓 頭方式，同時(shí)亦采用壓力傳感器作為伺服閥流量補(bǔ)償?shù)仁褂?。壓力傳感器分別安 裝在液壓缸活塞側(cè)和活塞桿側(cè)，測(cè)量的是油的壓力，與活塞的面積相乘得出軋制 力，總軋制力為兩側(cè)軋制力和減去軋機(jī)的平衡力。油缸壓力傳感器安裝在伺服閥 塊上，輸出信號(hào)為010V，單位：N[14]。液壓輥縫的控制系統(tǒng)包括了HGC控制器， HGC功能描述，HGC的伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及軋機(jī)輥縫的標(biāo)定。 HGC 控制器 HGC控制器包括5個(gè)組成部分[17]：設(shè)定值處理，控制偏差，增益系數(shù)，控制算法， 輸出值的處理。設(shè)定值處理，設(shè)定值分為位置設(shè)定值和力設(shè)定值。位置設(shè)定值報(bào) 擴(kuò)包括一個(gè)基本設(shè)定值、一個(gè)附加設(shè)定值和一個(gè)傾斜設(shè)定值。力設(shè)定值僅有一個(gè) 基本設(shè)定值。設(shè)定值由OS和DS側(cè)的控制器分別處理，總定值將通過(guò)控制器的速 率限制器?？刂破?，控制偏差是設(shè)定值與實(shí)際值之差，在控制器中進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果傳遞到控制器的控制算法進(jìn)行計(jì)算。 增益系數(shù)，每個(gè)增益系數(shù)均由一個(gè)基本增益系數(shù)和一個(gè)適應(yīng)性增益系數(shù)組成，適 應(yīng)性增益系數(shù)的作用是補(bǔ)償伺服閥的非線性特性。增益系數(shù)被分別計(jì)算并分別傳 遞到OS和DS的控制器的控制算法中。 控制算法，控制算法由一個(gè)比例控制算法和一個(gè)積分控制算法組成，積分主要作 為對(duì)油的泄漏的補(bǔ)償。OS和DS兩側(cè)控制器的算法被分別計(jì)算。 輸出值處理，經(jīng)計(jì)算的輸出值進(jìn)入輸出值處理部分，后輸出去驅(qū)動(dòng)伺服閥控制液 壓缸動(dòng)作，本方案中的OS和DS側(cè)各配置一只伺服閥。 HGC 功能描述 HGC功能包括三個(gè)方面：位置控制功能，同步控制功能，傾斜微調(diào)功能 。位置 控制功能：HGC工作時(shí)，位移傳感器輸出信號(hào)反饋到液壓控制器，控制器按一定的控制算法計(jì)算出控制信號(hào)去控制伺服閥驅(qū)動(dòng)液壓缸的抬起與壓下。 同步控制功能：由于軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)、操作側(cè)的液壓缸之間沒(méi)有機(jī)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(dòng)態(tài)特性也不完全一致，因此兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，位移快的一側(cè)減慢運(yùn) 動(dòng)，使兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)速度保持一致使得軋輥兩側(cè)能相對(duì)水平的壓下。 傾斜微調(diào)功能：在軋機(jī)換輥后或壓靠時(shí)，存在機(jī)械的不水平，通過(guò)傾斜微調(diào)功能 將軋輥調(diào)水平；在軋制過(guò)程中，由于鋼板橫向厚度不均或楔形出現(xiàn)鐮刀彎，操作工也可用此功能校正。 HGC 伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu) HGC常用的配置有3種方式：電動(dòng)壓下＋液壓短行程AGC、長(zhǎng)行程HGC＋電動(dòng)階 梯墊、長(zhǎng)行程HGC。這3種HGC的共同點(diǎn)都是通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)輥縫實(shí)現(xiàn)帶鋼 厚度自動(dòng)控制，不同之處在于換輥時(shí)軋輥的升降調(diào)節(jié)方式不一樣。HGC的伺服 執(zhí)行機(jī)構(gòu)由閥控液壓缸組成，液壓缸由伺服閥驅(qū)動(dòng)。在HGC系統(tǒng)中，有每側(cè)一支伺服閥（單閥）和每側(cè)兩支伺服閥（雙閥）兩種類型。本套軋機(jī)采用每側(cè)單閥 控制方式。HGC主要由液壓缸、位置傳感器、壓力傳感器、伺服閥、壓頭及控制系統(tǒng)組成。 圖 執(zhí)行機(jī)構(gòu)框圖HGC具有的特 性 有[18][19]：1)響應(yīng)速度快，反應(yīng)靈敏，截止頻率高達(dá)（16~20）Hz，可用于克服支持輥偏心的影響，而電動(dòng)AGC截止頻率只有（6~7）Hz。 2)壓下速度快，可達(dá)4mm/s以上；，HGC只需43ms即可完成。 3)輥縫設(shè)定精度高。 4)加速度可達(dá)50 mm/s2， 而電動(dòng)AGC小于2mm/s2。 5)控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，采用液壓系統(tǒng)和弱電控制系統(tǒng)，而電動(dòng)AGC是采用復(fù)雜的 直流電控系統(tǒng)或交流變頻控制系統(tǒng)。 6)HGC精度可達(dá)30um，而電動(dòng)AGC精度一般為50um。 7)采用HGC系統(tǒng)的軋機(jī)模數(shù)可根據(jù)控制方式而改變，而采用電動(dòng)AGC系統(tǒng)的軋機(jī) 模數(shù)是固定的常數(shù)。 世界上的熱軋帶鋼精軋機(jī)組大多數(shù)為6~7架軋機(jī)， 由于HGC在帶鋼厚度精度和板 形控制等諸多方面明顯優(yōu)于電動(dòng)AGC，所以現(xiàn)代熱軋帶鋼精軋機(jī)組厚度自動(dòng)控制 幾乎都是全部軋機(jī)采用液壓輥縫控制[20]。 HGC 輥縫標(biāo)定 標(biāo)定是一個(gè)重要的工作，因?yàn)檐垯C(jī)的彈跳曲線值及零點(diǎn)等常數(shù)的獲得均是在標(biāo)定 時(shí)完成的。標(biāo)定之后，20組與彈跳曲線相關(guān)的值將被儲(chǔ)存在軟件中，在AGC控制時(shí)使用。 在換輥后， 標(biāo)定過(guò)程應(yīng)被啟動(dòng)，進(jìn)行換輥后的零點(diǎn)標(biāo)定。對(duì)標(biāo)定而言，液壓壓下系統(tǒng)的實(shí)際位置值處理系統(tǒng)處于正常軋制模式是一個(gè)先決條件。在標(biāo)定 過(guò)程中，壓力過(guò)大保護(hù)控制始終有效。標(biāo)定之后，軋輥將保持相對(duì)水平，在預(yù)設(shè) 力標(biāo)定點(diǎn)，如5MN，實(shí)際位置值顯示為0mm 。 輥縫標(biāo)定有手動(dòng)標(biāo)定和自動(dòng)標(biāo)定兩 種。 3 硬度前饋控制系統(tǒng)（AGC）熱連軋帶鋼厚度精度一直是提高產(chǎn)品質(zhì)量的主要目標(biāo)，它主要取決于精軋機(jī)組?，F(xiàn)代熱連軋精軋機(jī)組都裝備有自動(dòng)厚度控制系統(tǒng)，它用來(lái)克服帶鋼工藝參數(shù)波動(dòng)對(duì)厚差的影響并對(duì)軋機(jī)參數(shù)的變動(dòng)給予補(bǔ)償[7]。長(zhǎng)期以來(lái)AGC系統(tǒng)以反饋GMAGC(或稱RFAGC)+MNAGC為主體，對(duì)厚度控制采用“基于出口厚度偏差反饋閉環(huán)控制”的方法[8]，缺乏對(duì)厚度偏差產(chǎn)生原因分析，針對(duì)不同原因采用不同措施的控制策略。影響帶鋼厚差的主要因素有三個(gè)[9]：來(lái)料硬度波動(dòng)(主要來(lái)自溫度的波動(dòng))、來(lái)料厚度波動(dòng)(來(lái)自粗軋區(qū))和軋輥偏心，理論與實(shí)踐都證明來(lái)料硬度波動(dòng)是影響厚差的主要原因。帶鋼厚差主要決定與精軋機(jī)組。為了更好地消除帶鋼弧度偏差（以下簡(jiǎn)稱為厚差），需對(duì)其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，以便針對(duì)不同的原因采取不同的對(duì)策。造成帶鋼厚差的原因可以分為兩大類：，這包括來(lái)料頭尾溫度不勻、水印、來(lái)料厚度不勻以及化學(xué)成分偏析等。，這包括支撐輥偏心、軋輥熱膨脹、軋輥磨損以及軸承油膜厚度變化等。軋機(jī)參數(shù)變動(dòng)將使輥縫發(fā)生周期變動(dòng)（偏心）及零位漂移（熱膨脹）等。這將使輥縫不調(diào)整情況下，軋件厚度發(fā)生緩慢變化活周期波動(dòng)。自動(dòng)厚度空子系統(tǒng)用來(lái)克服帶鋼工藝參數(shù)波動(dòng)對(duì)厚差的影響，并對(duì)軋機(jī)參數(shù)的變動(dòng)給于補(bǔ)償。 硬度前饋AGC的提出最早采用的AGC算法是基于彈跳方程的反饋AGC。彈跳方程的應(yīng)用解決了精軋機(jī)組僅采用一個(gè)成品測(cè)厚儀時(shí)能間接“測(cè)量”各機(jī)架出口厚度以用作反饋信號(hào)來(lái)控制厚度，因此具有里程碑意義，反饋AGC的主要優(yōu)點(diǎn)是閉環(huán)反饋來(lái)消除偏差。但反饋控制存在的缺點(diǎn)很大一部分亦正是由于采用了彈跳方程，而基于彈跳方程計(jì)算出的厚度不精確是影響反饋控制精度的主要因素，目前所用的彈跳方程為： () 為軋機(jī)預(yù)壓靠到將輥縫儀清零后上抬軋輥時(shí)輥縫儀的輸出值。輥縫儀信號(hào)反映不出軋輥偏心。其中，為軋制力；為軋制力時(shí)的軋機(jī)縱向剛度；為預(yù)壓靠力； 為軋輥預(yù)壓靠到時(shí)的軋機(jī)縱向剛度；為油膜厚度(模型計(jì)算)；為軋輥熱膨脹量(模型計(jì)算)；為軋輥磨損量(模型計(jì)算)；為緄縫零位(一般對(duì)其自學(xué)習(xí))。由此可見造成彈跳方程不精確的原因有：1) 軋機(jī)縱向剛度：即使通過(guò)預(yù)壓靠去掉小軋制力的明顯非線性段后軋機(jī)彈性變形特性仍然有一定的非線性，因此在一塊軋件軋制過(guò)程中對(duì)一個(gè)軋機(jī)僅用一個(gè)