带钢热连轧精轧机组自动厚度控制系统研究

摘要

随着钢铁冶金制造技术的不断发展，在钢铁生产中不断应用新的控制方法和新的计算机控制技术，依靠提高产品质量带来更大的经济效益，是钢铁产业技术进步的必由之路。本文以某钢厂热连轧精轧机组仿真系统项目为背景，对热连轧精轧机组自动厚度控制系统进行离线仿真，以建立热连轧精轧厚度控制研究的实验平台，该仿真系统可极大降低新技术研究、试验及应用的成本和风险。 本文首先简要概述了国内外钢铁生产中AGC的应用和发展动态，并介绍了在热连轧精轧机组上占主导地位的压力型AGC的几个主要方法。结合课题研究的控制对象工艺说明了整个热连轧精轧机组自动厚度控制系统仿真研究的总体设计，包括设计思想、模型总体结构和模型特点。 按照总体设计思路，结合某钢厂1580mm热连轧精轧系统设备建立了轧机系统模块、AGC控制模块、活套系统和虚拟带钢模型。轧机设备系统包括液压系统和机架，采用机理分析的方法对液压压下系统进行数学建模；对机架轧制过程进行力学受力分析，将机架上部，上、下辊系简化为一个等效的三自由度弹簧质量系统，与以往的单自由度体系模型相比，更符合轧机的实际工况。同时结合轧制力动态计算模型，这样就建成了完整的轧机系统。通过深入分析和改进现场基础自动化程序，建立AGC控制模块模型。活套和虚拟带钢模型都主要通过功能建模，活套主要实现张力控制及速度调节，虚拟带钢主要实现各个系统模块间的数据传输。最后再联立各子系统建立热连轧精轧自动厚度控制系统。 最后，通过仿真分析与实测值比较验证可得出结论，该系统符合设计的基本要求，如实反映精轧厚度控制的实际情况，可以为研发人员以及工程师提供一个模型、算法研究与测试以及新产品开发的基础平台。