迁钢2250mm热轧精轧机AGC控制系统研究

摘要

从我国目前热轧板卷市场需求和热轧板卷的生产能力来看，热轧板卷的生产能力已远远高于市场的需求。因此产品性能、质量、成本决定了一个企业的竞争实力和生存能力，在产品质量中，产品厚度是带钢的一项极为重要指标。迁钢2250mm热连轧精轧机组采用了AGC（自动厚度控制）控制方式，以实现高水平的厚度控制精度。2008年以来，迁钢2250mm热连轧生产线一度受产品厚度偏差和轧制不稳定问题的困扰，严重影响了产品的竞争力和降成本任务。
　　本文以迁钢热轧2250mm生产质量控制的核心部分—AGC控制为研究对象。在查阅了大量国内外的相关文献、总结系统技术资料的基础上，本文做了大量的研究工作，揭示了宽带轧钢板厚控制的特点，深入分析了系统AGC控制中的核心部分—HGC系统;以期系统能够减小带钢厚度偏差、提高带钢厚度精度、稳定轧制生产。
　　首先，对迁钢2250mm热连轧厚度控制系统进行了研究，给出了系统控制模型和AGC控制的一系列的控制和补偿策略，分析得出这些都是建立在HGC系统响应速度快，刚性好等的基础上;为此我们深入研究了其并对系统稳定性、对轧机刚度的影响，轧机变刚度的实现进行了深入的探讨并进行了必要的仿真研究。
　　随着对HGC控制系统进行研究的深入，文中给出HGC对AGC响应速度优化及轧机刚度的改进的策略和可行性改善建议。对轧制过程中的轧机轧制稳定性，给出了各种因素的影响规律、控制措施和补偿方法。
　　通过对比精轧机的实际动态特性参数，验证了轧机AGC系统动态性能主要取决于系统HGC的性能。通过仿真厚控制系统阶跃响应曲线和实际系统测试时PDA监测数据的比对分析，验证了HGC仿真的准确性。
　　本文分析结论用于实际生产，解决了许多现场实际发生的厚度偏差问题和轧制不稳定等原系统存在的问题。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 课题来源与研究意义

1．2 轧机发展简史

1．3 课题研究背景

1．4 本文主要研究工作

第2章 迁钢2250mm轧线及精轧机组简介

2．1 迁钢2250mm热连轧工艺简介

2．2 主要产品

2．3 精轧机组简介

2．3．1 精轧机组主要参数

2．3．2 单台精轧机结构简介

2．3．3 精轧区轧机控制功能

2．3．4 厚度控制的核心

2．4 本章小结

第3章 2250精轧机组AGC控制原理与特点

3．1 厚度控制的基本原理

3．2 板带轧机AGO控制技术及发展

3．3 AGC理论基础

3．3．1 AGC基本控制原理

3．3．2 自动闭环厚度控制方式

3．3．3 AGC类型

3．3．4 AGC驱动方式

3．3．5 液压AGC的特点

3．4 液压AGC系统的组成

3．5 液压AGC系统的主要功能

3．5．1 压下位置定位功能

3．5．2 板材厚度控制功能

3．5．3 过程参数计算功能

3．6 迁钢精轧机组的厚度控制

3．7 轧机刚度可变控制

3．8 AGC控制方式

3．8．1 相对AGC

3．8．2 绝对AGC

3．9 轧机调零

3．10 轧机刚度测试

3．11 AGC控制补偿

3．11．1 偏心补偿

3．11．2 油膜厚度补偿

3．11．3 头尾温差辊缝补偿

3．11．4 冲击补偿

3．12 本章小结

第4章 迁钢2250精轧机HGC动态建模与仿真分析

4．1 HGC系统动态模型建立

4．1．1 迁钢HGC系统的组成

4．1．2 HGC控制中的位置闭环控制(HGC)实现

4．1．3 HAPC控制轧制力闭环控制实现轧制力补偿

4．1．4 精轧机传动侧和操作业侧的HGC／HAPC控制独立实现

4．2 单一液压HGC控制系统方框图和动态模型

4．2．1 AGC系统方框图

4．2．2 伺服阀方程

4．2．3 液压缸流量连续性方程

4．2．5 轧机辊系基本方程

4．2．6 位移传感器

4．2．7 控制调节器

4．2．8 阀控系统的传递函数

4．2．9 液压AGC控制系统的动态方框图

4．3 HGC系统动态特性分析

4．3．1 空载与轧制状况的特性分析

4．3．2 系统动态性能分析

4．3．3 系统压力波动对厚度控制的影响

4．4 液压系统动态仿真

4．4．1 仿真技术发展简介

4．4．2 2250mm四辊精轧机主要技术参数

4．4．3 液压AGC系统

4．4．4 确定2250精轧机HGC系统实际的动态数学模型

4．4．5 阀控缸系统的传递函数

4．4．6 仿真实施及系统稳定行和响应速度分析

4．4．7 动态分析结论

4．5 仿真结论与实际参数对比及实际应用效果

4．5．1 仿真结果的拟合性

4．5．2 系统动态特性分析和仿真对现场处理问题意义

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢