3500mm中厚板轧机AGC系统的研究与应用

摘要

本文以国内某钢铁公司中板厂3500mm中厚板轧机液压AGC(Automatic Gauge Control)计算机控制系统项目为研究背景，主要包括如下内容： 1.对中厚板AGC的历史和发展进行了简要介绍，对工业过程控制常用的控制方法--PID控制原理及参数整定方法进行了分析。 2.对轧机弹塑性方程及轧件出口厚度影响因素等液压AGC系统的理论基础进行了介绍，并基于控制模型及控制框图对BISRA-GC、厚度计型AGC、动态设定型AGC、绝对值AGC、AEG-AGC和RAL-AGC等中厚板生产中广泛采用的压力AGC模型进行了分析和比较。 3.对液压AGC系统进行建模，得到系统的开环传递函数，运用控制理论对系统进行性能分析。使用：PID控制器对系统进行校正，优化系统性能，以满足液压AGC控制要求。 4.基于项目中实际设备参数建立液压AGC系统动态模型，利用Matlab软件及Simulink工具箱对系统进行仿真，分析了来料厚度波动、轧件变形抗力波动、轧辊偏心以及液压缸初始行程对轧件出口厚度的影响，并给出了初步解决方案。 5.对实际项目中采用的硬件及软件系统进行设计及分析。对电动自动位置控制系统(EAPC)、液压辊缝控制系统(HGC)、电液联摆系统、自动厚度控制系统(AGC)、轧机调零和刚度测试系统等比较重要的程序进行详细分析。 6.通过对现场实测数据进行统计分析得出：成品钢板厚度偏差达到设计要求；液压AGC系统运行稳定，具有良好的动态性能和稳态精度。将实际控制器参数与仿真控制器参数进行对比，说明了离线仿真对实际现场调试具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1选题的背景和意义

1.2 AGC技术的发展

1.2.1液压AGC

1.2.2绝对值AGC

1.2.3以接近式γ射线测厚仪为基础的新AGC

1.3工业过程控制的常用方法-PID控制

1.3.1 PID控制原理

1.3.2 PID控制器参数整定的方法

1.4本文研究内容

2 AGC基本理论

2.1轧制状态下的弹塑性曲线

2.1.1轧机弹性曲线

2.1.2轧件塑性曲线

2.1.3 P-H图的应用

2.2影响轧件出口厚度的因素

2.3本章小结

3压力AGC模型及算法

3.1 BISRA-AGC

3.2厚度计型AGC

3.3动态设定型AGC

3.4绝对值AGC

3.5 AEG-AGC

3.6 RAL-AGC

3.7各种压力AGC比较

3.8本章小结

4液压AGC系统动态数学模型分析

4.1液压AGC位置伺服系统动态元件及其数学描述

4.1.1伺服阀

4.1.2液压缸

4.1.3背压回油管道

4.1.4位移传感器和压力传感器

4.1.5控制器

4.2液压AGC位置伺服系统传递函数

4.3液压位置伺服系统性能分析

4.3.1液压位置伺服系统开环传递函数

4.3.2主要仿真参数

4.3.3校正前液压位置伺服系统性能分析

4.3.4校正后液压位置伺服系统性能分析

4.4液压AGC系统动态模型

4.5液压AGC系统动态仿真

4.5.1来料厚度波动对出口厚度的影响

4.5.2轧件变形抗力波动对出口厚度的影响

4.5.3支撑辊偏心对轧件出口厚度的影响

4.5.4油缸初始位置对出口厚度的影响

4.6本章小结

5液压AGC计算机控制系统的设计及应用

5.1液压AGC计算机控制系统硬件分析

5.1.1基础自动化级控制系统的硬件配置

5.1.2过程控制系统的硬件配置

5.1.3人机界面(HMI)系统硬件配置

5.1.4液压AGC计算机控制系统网络结构

5.1.5液压AGC计算机控制系统检测设备

5.2液压AGC计算机控制系统软件分析

5.2.1液压AGC计算机控制系统软件开发平台

5.2.2液压AGC系统软件结构及功能

5.3本章小结

6实际应用效果

6.1液压APC系统动态性能测试

6.2钢板厚度偏差测试

6.2.1 AGC投入前钢板厚度偏差测试

6.2.2 AGC投入后钢板厚度偏差测试

6.2.3厚度偏差测试结论

7结论

参考文献

硕士期间完成的工作

致谢