冷连轧机组AGC控制技术研究与应用

摘要

本钢浦项冷轧薄板机组具备年产190万吨的生产能力。主要包括三条自动化生产线:酸洗连轧生产线，连续退火生产线和镀锌生产线。其产品面向汽车和家电用板的高端市场，以求改变我国此类产品生产能力严重不足的局面。
　　冷轧技术的核心是AGC控制系统，其作用是能够使轧机按照预设定的目标厚度进行控制。随着AGC控制技术不断地提高与完善，使得轧机出口厚度控制精度不断提高。
　　本文在深入学习和研究本钢二冷轧厂引进的五机架冷连轧自动厚度控制系统(AGC)系统的基础上，重点研究冷轧测厚仪式AGC系统存在检测滞后和在异常情况下甩架轧制控制的问题。
　　针对冷轧测厚仪式AGC系统存在检测滞后的问题，运用Smith预估控制原理，设计了一种新型测厚仪式AGC系统，在系统中使用测厚仪和Smith补偿原理去补偿这个时间延时，以得到较快的响应速度，消除了纯滞后对系统稳定性的影响。
　　针对轧制过程中的异常情况，以AGC控制技术为理论基础，对甩架轧制技术进行较为细致地研究。围绕一级、二级系统进行程序修改，包括确定甩架的机架号，考虑在4个机架轧制状态下各机架功率平衡、压下量、轧制力、带钢张力、机架速度等预设定参数的计算。通过修改轧制工艺实现了4机架轧制模式，并轧制出板形和板厚都合格的产品，最终实现了甩架轧制的稳定运行。
　　实际运行结果表明，采用“甩架轧制”技术的5架UCM连轧机组，其轧制模式切换平稳快速，能够弥补异常情况下生产线长时间停机所带来巨大的经济损失。进一步完善了冷连轧机自动化系统的控制工艺。
　　本论文工作的研究成果对国内同行业的技术改造有一定的借鉴作用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 本选题研究领域的背景和意义

1．3 AGC控制技术的国内外发展现状

1．4 本课题的研究内容

1．5 本文的主要内容

第2章 本钢冷连轧机系统简述

2．1 本钢冷连轧机系统简介

2．2 轧机入口设备组成

2．3 轧机主传动系统

2．3．1 机械主传动系统

2．3．2 电气主传动系统

2．4 轧机出口设备(卡罗赛尔卷取机)

2．5 自动化控制系统配置

2．6 二级过程计算机控制系统

2．6．1 二级系统简介

2．6．2 二级计算机功能

2．6．3 轧机设定计算数学模型

2．7 本章小结

第3章 冷连轧机自动厚度(AGC)控制系统

3．1 概述

3．2 2#～5#机架FB AGC控制功能

3．3 通过MF原理进行厚度的精度控制

3．4 前馈AGC(FF AGC)控制功能

3．5 BISRA AGC(1#机架压下量控制)

3．6 一种新型的微张力控制策略

3．7 加／减速补偿

3．8 本章小结

第4章 Smith补偿AGC控制技术应用

4．1 概述

4．2 Smith补偿控制器的应用

4．2．1 Smith预估控制策略

4．2．2 Smith预估控制算法的工程化改进

4．2．3 带有Smith补偿的GM AGC系统

4．2．4 GM Smith AGC(Gauge meter smith AGC)控制器

4．2．5 1#机架GM Smith AGC系统的投入条件分析

4．3 系统稳定性分析

4．4 本章小结

第5章 甩架轧制技术方案的设计与实现

5．1 概述

5．2 甩架轧制控制基本原理

5．3 二级系统技术方案设计与实现

5．3．1 轧机段预设定计算

5．3．2 设定计算(SUC)主要完成的功能

5．3．3 轧制规程设定程序suc600

5．3．4 初始压下率设定

5．3．5 压下率设定范围检测

5．3．6 功率平衡的检验

5．3．7 甩架后计算不收敛解决方案

5．3．8 甩架轧制二级系统模型切换

5．4 一级系统技术方案设计与实现

5．4．1 轧机一级系统变更综述

5．4．2 PLC软开关的设计及其作用

5．4．3 甩架轧制现场仪表设备变更

5．4．4 甩架轧制轧机AGC／ATR控制模式调整

5．4．5 AGC模式选择方式

5．4．6 轧机加减速补偿

5．5 机架间张力控制

5．6 产品大纲变更

5．7 甩架轧制实际应用

5．8 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

致谢