冷連軋控制系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、 第一部分第一部分 各功能簡(jiǎn)介各功能簡(jiǎn)介 第二部分第二部分 厚度自動(dòng)控制厚度自動(dòng)控制冷冷 連連 軋軋第一部分第一部分 各功能簡(jiǎn)介各功能簡(jiǎn)介 一、跟蹤功能一、跟蹤功能 二、運(yùn)行控制二、運(yùn)行控制 三、輥縫控制三、輥縫控制 四、厚度控制四、厚度控制 五、張力控制五、張力控制 六、動(dòng)態(tài)變規(guī)格六、動(dòng)態(tài)變規(guī)格一、跟蹤功能一、跟蹤功能（1 1） 板帶跟蹤板帶跟蹤 基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)的板帶跟蹤包括正在運(yùn)行的板帶跟蹤，例如基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)的板帶跟蹤包括正在運(yùn)行的板帶跟蹤，例如焊縫、厚度變化、寬度變化和板帶缺陷等焊縫、厚度變化、寬度變化和板帶缺陷等 機(jī)架內(nèi)的板帶跟蹤由基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，跟蹤信號(hào)被存機(jī)架內(nèi)的板帶跟蹤由基礎(chǔ)自

2、動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，跟蹤信號(hào)被存儲(chǔ)在物料跟蹤圖中，也相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)了跟蹤的可視化儲(chǔ)在物料跟蹤圖中，也相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)了跟蹤的可視化 設(shè)備分段可以實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量與跟蹤。這些段有不同的設(shè)備分段可以實(shí)現(xiàn)高精度的測(cè)量與跟蹤。這些段有不同的特征，例如：特征，例如： 有恒定長(zhǎng)度的段，如輸入段有恒定長(zhǎng)度的段，如輸入段 有恒定長(zhǎng)度和可變長(zhǎng)度的段，如軋機(jī)機(jī)架有恒定長(zhǎng)度和可變長(zhǎng)度的段，如軋機(jī)機(jī)架（2 2） 特征點(diǎn)跟蹤特征點(diǎn)跟蹤 所謂特征點(diǎn)是指：帶頭、帶尾、焊縫、楔形區(qū)開始位置、所謂特征點(diǎn)是指：帶頭、帶尾、焊縫、楔形區(qū)開始位置、缺陷頭、缺陷尾、帶鋼段斷頭。缺陷頭、缺陷尾、帶鋼段斷頭。 隨著這些特征點(diǎn)到達(dá)軋機(jī)區(qū)隨著這些特征點(diǎn)到達(dá)軋

3、機(jī)區(qū) 的不同位置需啟動(dòng)不同功能的不同位置需啟動(dòng)不同功能或作不同處理，因此應(yīng)根據(jù)這些位置把軋線分為或作不同處理，因此應(yīng)根據(jù)這些位置把軋線分為n n段，并段，并根據(jù)測(cè)厚儀和壓力儀設(shè)置，確定根據(jù)測(cè)厚儀和壓力儀設(shè)置，確定m m的測(cè)量點(diǎn)。帶鋼特征點(diǎn)的測(cè)量點(diǎn)。帶鋼特征點(diǎn)跟蹤根據(jù)帶鋼的數(shù)據(jù)（包括焊縫位置、缺陷頭尾位置等）跟蹤根據(jù)帶鋼的數(shù)據(jù)（包括焊縫位置、缺陷頭尾位置等）確定各特征點(diǎn)到各測(cè)量點(diǎn)的距離（需根據(jù)每一機(jī)架的壓下確定各特征點(diǎn)到各測(cè)量點(diǎn)的距離（需根據(jù)每一機(jī)架的壓下率、前滑等計(jì)算）。帶鋼特征點(diǎn)的行程距離可用軋機(jī)主傳率、前滑等計(jì)算）。帶鋼特征點(diǎn)的行程距離可用軋機(jī)主傳動(dòng)碼盤傳感器測(cè)量或利用現(xiàn)代冷連軋所設(shè)置的帶

4、速激光測(cè)動(dòng)碼盤傳感器測(cè)量或利用現(xiàn)代冷連軋所設(shè)置的帶速激光測(cè)速儀來測(cè)量。速儀來測(cè)量。（3 3） 物料跟蹤物料跟蹤 板帶從入口傳送帶通過冷連軋機(jī)到輸出段的出口稱重臺(tái)被板帶從入口傳送帶通過冷連軋機(jī)到輸出段的出口稱重臺(tái)被連續(xù)跟蹤，其中某些必要信號(hào)作為動(dòng)作點(diǎn)在線傳輸。物料連續(xù)跟蹤，其中某些必要信號(hào)作為動(dòng)作點(diǎn)在線傳輸。物料跟蹤的當(dāng)前狀態(tài)可通過跟蹤的當(dāng)前狀態(tài)可通過HMIHMI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可視化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可視化物料跟蹤功能：物料跟蹤功能： 包含軋機(jī)中單個(gè)卷的程序和位置信息，并通過圖形顯示通包含軋機(jī)中單個(gè)卷的程序和位置信息，并通過圖形顯示通知操作工知操作工 協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流量協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)流量 準(zhǔn)備要開始軋制規(guī)程計(jì)算的卷數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

5、要開始軋制規(guī)程計(jì)算的卷數(shù)據(jù) 把測(cè)量數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)歸檔的主數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)庫把測(cè)量數(shù)據(jù)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)歸檔的主數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)庫 啟動(dòng)生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)到生產(chǎn)控制計(jì)算機(jī)的傳輸啟動(dòng)生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)到生產(chǎn)控制計(jì)算機(jī)的傳輸 物料跟蹤隨著帶卷在入口傳送帶被操作工接受開始，在輸物料跟蹤隨著帶卷在入口傳送帶被操作工接受開始，在輸出段成品卷卸載之后結(jié)束出段成品卷卸載之后結(jié)束物料跟蹤的同步物料跟蹤的同步 物料跟蹤可能由于在入口段的時(shí)候被人工干預(yù)擾亂，如一物料跟蹤可能由于在入口段的時(shí)候被人工干預(yù)擾亂，如一個(gè)卷可能被天車吊走個(gè)卷可能被天車吊走在入口段的這個(gè)動(dòng)作可以在物料在入口段的這個(gè)動(dòng)作可以在物料跟蹤顯示上被同步地清除。還可以實(shí)現(xiàn)以下功能

6、：跟蹤顯示上被同步地清除。還可以實(shí)現(xiàn)以下功能： 從跟蹤位置去除一個(gè)卷從跟蹤位置去除一個(gè)卷 從跟蹤位置移動(dòng)一個(gè)卷到另一個(gè)位置從跟蹤位置移動(dòng)一個(gè)卷到另一個(gè)位置 增加一個(gè)卷到一個(gè)跟蹤位置增加一個(gè)卷到一個(gè)跟蹤位置 連軋機(jī)出口處新鋼卷的生成連軋機(jī)出口處新鋼卷的生成二、運(yùn)行控制二、運(yùn)行控制 為了軋機(jī)的安全高效、高速運(yùn)行，設(shè)有一批順序控制對(duì)軋為了軋機(jī)的安全高效、高速運(yùn)行，設(shè)有一批順序控制對(duì)軋機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)操作，這包括了自動(dòng)加速、減速，自動(dòng)機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)操作，這包括了自動(dòng)加速、減速，自動(dòng)停車，以及整個(gè)生產(chǎn)線的速度協(xié)調(diào)控制停車，以及整個(gè)生產(chǎn)線的速度協(xié)調(diào)控制 如果將冷連軋主要控制功能如果將冷連軋主要控制功能自

7、動(dòng)位置自動(dòng)位置/ /壓力控制、主壓力控制、主速度級(jí)聯(lián)、自動(dòng)厚度控制、自動(dòng)張力控制、自動(dòng)板型控制速度級(jí)聯(lián)、自動(dòng)厚度控制、自動(dòng)張力控制、自動(dòng)板型控制以外的其他功能總稱為運(yùn)行控制，則運(yùn)行控制包括以下兩以外的其他功能總稱為運(yùn)行控制，則運(yùn)行控制包括以下兩類功能：類功能： 與軋機(jī)自動(dòng)運(yùn)行控制有關(guān)的速度控制與軋機(jī)自動(dòng)運(yùn)行控制有關(guān)的速度控制 與人工操作有關(guān)的速度控制與人工操作有關(guān)的速度控制 屬于第一類的有活套小車及活套前后端速度控制，過焊縫屬于第一類的有活套小車及活套前后端速度控制，過焊縫自動(dòng)減速，以及傳統(tǒng)冷連軋具有的自動(dòng)加速、自動(dòng)減速和自動(dòng)減速，以及傳統(tǒng)冷連軋具有的自動(dòng)加速、自動(dòng)減速和自動(dòng)停車控制。自動(dòng)停車

8、控制。 屬于第二類的有由操作工人進(jìn)行的升速、恒速、降速、穿屬于第二類的有由操作工人進(jìn)行的升速、恒速、降速、穿帶、甩尾、急停、過焊縫及標(biāo)定各項(xiàng)操作帶、甩尾、急停、過焊縫及標(biāo)定各項(xiàng)操作三、輥縫控制三、輥縫控制 軋機(jī)是通過輥縫控制系統(tǒng)來完成帶鋼厚度的控制軋機(jī)是通過輥縫控制系統(tǒng)來完成帶鋼厚度的控制 輥縫控制系統(tǒng)的壓下方式有機(jī)械壓下和液壓壓下兩種輥縫控制系統(tǒng)的壓下方式有機(jī)械壓下和液壓壓下兩種 機(jī)械壓下采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械螺桿來改變輥縫，可以利用蝸機(jī)械壓下采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械螺桿來改變輥縫，可以利用蝸輪蝸桿、螺桿的自鎖性能，使輥縫保持恒定，因此其穩(wěn)態(tài)輪蝸桿、螺桿的自鎖性能，使輥縫保持恒定，因此其穩(wěn)態(tài)特性是十分理想

9、的。但是機(jī)械壓下動(dòng)態(tài)特性較差，不能滿特性是十分理想的。但是機(jī)械壓下動(dòng)態(tài)特性較差，不能滿足厚度控制系統(tǒng)中的高速響應(yīng)，而且對(duì)于軋機(jī)本身引起的足厚度控制系統(tǒng)中的高速響應(yīng)，而且對(duì)于軋機(jī)本身引起的厚度偏差無能為力厚度偏差無能為力 液壓壓下采用液壓缸來改變輥縫液壓壓下采用液壓缸來改變輥縫 由于采用液壓控制，系統(tǒng)中或多或少會(huì)有泄漏，液壓缸在由于采用液壓控制，系統(tǒng)中或多或少會(huì)有泄漏，液壓缸在高壓的情況下，不可能穩(wěn)定在一指定位置，在正常工作狀高壓的情況下，不可能穩(wěn)定在一指定位置，在正常工作狀態(tài)下，需要依靠壓下油缸的位置傳感器或壓力傳感器來檢態(tài)下，需要依靠壓下油缸的位置傳感器或壓力傳感器來檢測(cè)液壓缸位置和壓力，通

10、過不斷調(diào)節(jié)，保持液壓缸位置和測(cè)液壓缸位置和壓力，通過不斷調(diào)節(jié)，保持液壓缸位置和壓力達(dá)到需要的精度壓力達(dá)到需要的精度 液壓壓下在輥縫保持恒定方面不如機(jī)械壓下，但是液壓壓液壓壓下在輥縫保持恒定方面不如機(jī)械壓下，但是液壓壓下動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性較好，能滿足厚度控制系統(tǒng)中的高速響應(yīng)下動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性較好，能滿足厚度控制系統(tǒng)中的高速響應(yīng) 現(xiàn)代化的連軋機(jī)均采用了液壓輥縫控制系統(tǒng)，液壓輥縫控現(xiàn)代化的連軋機(jī)均采用了液壓輥縫控制系統(tǒng)，液壓輥縫控制系統(tǒng)控制的主要研究?jī)?nèi)容是保持液壓缸控制的精度和穩(wěn)制系統(tǒng)控制的主要研究?jī)?nèi)容是保持液壓缸控制的精度和穩(wěn)定性定性 在冷連軋機(jī)的整個(gè)控制系統(tǒng)中，輥縫控制、速度控制共同在冷連軋機(jī)的整個(gè)控制系

11、統(tǒng)中，輥縫控制、速度控制共同肩負(fù)厚度控制信號(hào)的執(zhí)行肩負(fù)厚度控制信號(hào)的執(zhí)行 (L0 (L0級(jí)級(jí)) )。它們可以直接接受工。它們可以直接接受工藝控制級(jí)藝控制級(jí)L2L2級(jí)的設(shè)定目標(biāo)值進(jìn)行控制，也同時(shí)接受基礎(chǔ)自級(jí)的設(shè)定目標(biāo)值進(jìn)行控制，也同時(shí)接受基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)動(dòng)化級(jí)L1L1 中自動(dòng)厚度控制中自動(dòng)厚度控制(AGC)(AGC)、自動(dòng)張力控制、自動(dòng)張力控制(ATC)(ATC)、動(dòng)態(tài)變規(guī)格等調(diào)節(jié)回路的控制，多級(jí)控制系統(tǒng)共同組成了動(dòng)態(tài)變規(guī)格等調(diào)節(jié)回路的控制，多級(jí)控制系統(tǒng)共同組成了冷連軋機(jī)的厚度控制系統(tǒng)，如下圖所示。冷連軋機(jī)的厚度控制系統(tǒng)，如下圖所示。四、厚度控制四、厚度控制 為了保證成品全長(zhǎng)厚度達(dá)到所需精度，必須既

12、要保證同一為了保證成品全長(zhǎng)厚度達(dá)到所需精度，必須既要保證同一規(guī)格的一批帶卷厚度達(dá)到目標(biāo)厚度，又要保證一個(gè)鋼卷內(nèi)規(guī)格的一批帶卷厚度達(dá)到目標(biāo)厚度，又要保證一個(gè)鋼卷內(nèi)帶鋼全長(zhǎng)的厚度均勻帶鋼全長(zhǎng)的厚度均勻 這兩個(gè)控制目標(biāo)實(shí)際上是分別由兩個(gè)完全不同但又相互關(guān)這兩個(gè)控制目標(biāo)實(shí)際上是分別由兩個(gè)完全不同但又相互關(guān)聯(lián)的功能完成聯(lián)的功能完成 頭部厚度的精度主要取決于厚度設(shè)定模型。設(shè)定模型的任頭部厚度的精度主要取決于厚度設(shè)定模型。設(shè)定模型的任務(wù)是穿帶前對(duì)各機(jī)架輥縫、速度以及張力等進(jìn)行預(yù)設(shè)定務(wù)是穿帶前對(duì)各機(jī)架輥縫、速度以及張力等進(jìn)行預(yù)設(shè)定（對(duì)于連續(xù)冷軋和酸性（對(duì)于連續(xù)冷軋和酸性- -軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組必須在帶鋼已在各軋機(jī)聯(lián)

13、合機(jī)組必須在帶鋼已在各機(jī)架中的條件下對(duì)各機(jī)架輥縫、速度及張力進(jìn)行調(diào)節(jié)以過機(jī)架中的條件下對(duì)各機(jī)架輥縫、速度及張力進(jìn)行調(diào)節(jié)以過渡到另一個(gè)規(guī)格）渡到另一個(gè)規(guī)格） 冷連軋冷連軋AGCAGC系統(tǒng)需要克服的：系統(tǒng)需要克服的： 一是帶鋼帶來的來料厚差，來料硬度波動(dòng)；一是帶鋼帶來的來料厚差，來料硬度波動(dòng)； 二是軋機(jī)本省產(chǎn)生的軋輥偏心，潤(rùn)滑狀態(tài)變化（包括軋制二是軋機(jī)本省產(chǎn)生的軋輥偏心，潤(rùn)滑狀態(tài)變化（包括軋制速度變化）造成的摩擦系數(shù)波動(dòng)及張力波動(dòng)。速度變化）造成的摩擦系數(shù)波動(dòng)及張力波動(dòng)。 冷連軋冷連軋AGCAGC系統(tǒng)分為粗調(diào)系統(tǒng)分為粗調(diào)AGCAGC（第一、二機(jī)架）和精調(diào)（第一、二機(jī)架）和精調(diào)AGCAGC（第四、五

14、機(jī)架），包含多項(xiàng)子功能。（第四、五機(jī)架），包含多項(xiàng)子功能。五、張力控制五、張力控制 保證軋制過程正常進(jìn)行的條件是各機(jī)架在單位時(shí)間內(nèi)的保證軋制過程正常進(jìn)行的條件是各機(jī)架在單位時(shí)間內(nèi)的“秒流量秒流量”完全相等。如完全相等。如“秒流量秒流量”不等便會(huì)引起機(jī)架之不等便會(huì)引起機(jī)架之間的軋機(jī)有張力波動(dòng)，從而導(dǎo)致拉鋼或堆鋼間的軋機(jī)有張力波動(dòng)，從而導(dǎo)致拉鋼或堆鋼 在軋制過程中影響機(jī)架間張力的工藝參數(shù)很多（如壓下量、在軋制過程中影響機(jī)架間張力的工藝參數(shù)很多（如壓下量、軋制壓力、軋制力矩、軋制速度和前滑等），不可能做到軋制壓力、軋制力矩、軋制速度和前滑等），不可能做到絕對(duì)的張力穩(wěn)定。因此張力控制要求將張力控制在設(shè)

15、定張絕對(duì)的張力穩(wěn)定。因此張力控制要求將張力控制在設(shè)定張力的某一范圍內(nèi)即可，比例范圍越小越有利于厚度的控制力的某一范圍內(nèi)即可，比例范圍越小越有利于厚度的控制張力的作用：張力的作用： 1 1）. .防止軋件跑偏防止軋件跑偏 2 2）. .使所軋的帶鋼板形平直使所軋的帶鋼板形平直 3 3）. .降低變形抗力和變形功降低變形抗力和變形功 4 4）. .適當(dāng)調(diào)節(jié)主電機(jī)的負(fù)荷適當(dāng)調(diào)節(jié)主電機(jī)的負(fù)荷 5 5）. .適當(dāng)調(diào)節(jié)帶鋼厚度適當(dāng)調(diào)節(jié)帶鋼厚度六、動(dòng)態(tài)變規(guī)格六、動(dòng)態(tài)變規(guī)格 動(dòng)態(tài)變規(guī)格是全連續(xù)冷連軋或酸洗動(dòng)態(tài)變規(guī)格是全連續(xù)冷連軋或酸洗- -軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組不可缺軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組不可缺少的功能，當(dāng)不同熱軋卷（可以是不同

16、鋼種、不同厚度或少的功能，當(dāng)不同熱軋卷（可以是不同鋼種、不同厚度或不同寬度）焊接后連續(xù)進(jìn)入冷軋機(jī)組（此時(shí)速度降到不同寬度）焊接后連續(xù)進(jìn)入冷軋機(jī)組（此時(shí)速度降到300m/min300m/min以下）時(shí)將其軋制成不同規(guī)格的冷軋卷以下）時(shí)將其軋制成不同規(guī)格的冷軋卷 對(duì)于過程計(jì)算機(jī)設(shè)定模型來說，對(duì)前后卷分別設(shè)定并不困對(duì)于過程計(jì)算機(jī)設(shè)定模型來說，對(duì)前后卷分別設(shè)定并不困難，困難的是如何來執(zhí)行，按什么時(shí)序逐架對(duì)輥縫和速度難，困難的是如何來執(zhí)行，按什么時(shí)序逐架對(duì)輥縫和速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使經(jīng)過一個(gè)不太長(zhǎng)的楔形區(qū)后達(dá)到后材所需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，使經(jīng)過一個(gè)不太長(zhǎng)的楔形區(qū)后達(dá)到后材所需要的設(shè)定厚度和設(shè)定張力并保證平穩(wěn)過渡，不產(chǎn)

17、生大的張力的設(shè)定厚度和設(shè)定張力并保證平穩(wěn)過渡，不產(chǎn)生大的張力波動(dòng)波動(dòng) 為了平穩(wěn)過渡，將前后材設(shè)定值的變化分間斷實(shí)施，放慢為了平穩(wěn)過渡，將前后材設(shè)定值的變化分間斷實(shí)施，放慢過渡過程對(duì)張力的控制有利，但楔形區(qū)又不能太長(zhǎng)，一旦過渡過程對(duì)張力的控制有利，但楔形區(qū)又不能太長(zhǎng)，一旦楔形區(qū)大于機(jī)架間距離使過渡段同時(shí)處于兩個(gè)機(jī)架將使問楔形區(qū)大于機(jī)架間距離使過渡段同時(shí)處于兩個(gè)機(jī)架將使問題更加復(fù)雜，故除了分階段改變?cè)O(shè)定值外，關(guān)鍵還是要加題更加復(fù)雜，故除了分階段改變?cè)O(shè)定值外，關(guān)鍵還是要加強(qiáng)對(duì)厚度、速度、張力的綜合控制，以加快過渡（使不合強(qiáng)對(duì)厚度、速度、張力的綜合控制，以加快過渡（使不合格的帶材減少）格的帶材減少）

18、動(dòng)態(tài)變規(guī)格要求精確跟蹤焊縫，并在第一機(jī)架形成過渡段動(dòng)態(tài)變規(guī)格要求精確跟蹤焊縫，并在第一機(jī)架形成過渡段后，要求后面的機(jī)架按延伸率保持過渡段，關(guān)鍵是控制好后，要求后面的機(jī)架按延伸率保持過渡段，關(guān)鍵是控制好過渡段的開始位置和結(jié)束位置過渡段的開始位置和結(jié)束位置 在楔形區(qū)通過某一機(jī)架時(shí)要求該機(jī)架以及其前后機(jī)架的速在楔形區(qū)通過某一機(jī)架時(shí)要求該機(jī)架以及其前后機(jī)架的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)以使張力過渡到后材所要求的張力設(shè)定值，以度進(jìn)行調(diào)節(jié)以使張力過渡到后材所要求的張力設(shè)定值，以及保證前面張力為前材所要求的設(shè)定值，并且在調(diào)節(jié)過程及保證前面張力為前材所要求的設(shè)定值，并且在調(diào)節(jié)過程中張力波動(dòng)不能太大中張力波動(dòng)不能太大 動(dòng)態(tài)變規(guī)

19、格要求動(dòng)態(tài)變規(guī)格要求L2L2、L1L1協(xié)同配合，并及時(shí)切換協(xié)同配合，并及時(shí)切換AGCAGC、ATCATC等等閉環(huán)控制功能閉環(huán)控制功能第二部分第二部分 自動(dòng)厚度控制自動(dòng)厚度控制 一、板帶鋼厚度波動(dòng)的原因一、板帶鋼厚度波動(dòng)的原因 二、自動(dòng)厚度控制的工藝基礎(chǔ)二、自動(dòng)厚度控制的工藝基礎(chǔ) 三、厚度變化的原因和特點(diǎn)三、厚度變化的原因和特點(diǎn) 四、厚度控制的方法四、厚度控制的方法 五、厚度自動(dòng)控制的原理及基本型式五、厚度自動(dòng)控制的原理及基本型式 六、案例分析六、案例分析一、板帶鋼厚度波動(dòng)的原因一、板帶鋼厚度波動(dòng)的原因 1 1、溫度變化的影響、溫度變化的影響 溫度變化的影響實(shí)質(zhì)是溫度差對(duì)厚度波動(dòng)的影響溫度變化的

20、影響實(shí)質(zhì)是溫度差對(duì)厚度波動(dòng)的影響 溫度波動(dòng)主要是通過對(duì)金屬變形抗力和摩擦系數(shù)溫度波動(dòng)主要是通過對(duì)金屬變形抗力和摩擦系數(shù)的影響而引起厚度差的影響而引起厚度差 2 2、張力變化的影響、張力變化的影響 張力是通過影響應(yīng)力狀態(tài)，以改變金屬變形抗張力是通過影響應(yīng)力狀態(tài)，以改變金屬變形抗力，從而引起厚度發(fā)生變化力，從而引起厚度發(fā)生變化 冷軋之所以采用大張力進(jìn)行軋制，一是屬于冷冷軋之所以采用大張力進(jìn)行軋制，一是屬于冷態(tài)軋制，二是在軋制過程中，會(huì)產(chǎn)生加工硬化態(tài)軋制，二是在軋制過程中，會(huì)產(chǎn)生加工硬化 3 3、速度變化的影響、速度變化的影響 主要是通過摩擦系數(shù)、變形抗力、軸承油膜主要是通過摩擦系數(shù)、變形抗力、軸承

21、油膜厚度來改變軋制壓力和壓下量而引起作用厚度來改變軋制壓力和壓下量而引起作用 4 4、輥縫變化的影響、輥縫變化的影響 軋制過程中，因軋機(jī)部件的熱膨脹、軋輥的磨軋制過程中，因軋機(jī)部件的熱膨脹、軋輥的磨損、軋輥偏心等會(huì)引起輥縫變化，進(jìn)而影響帶損、軋輥偏心等會(huì)引起輥縫變化，進(jìn)而影響帶鋼成品厚度鋼成品厚度1.p-h1.p-h圖的建立圖的建立 軋出的帶材厚度等于理論空載輥縫加彈跳值。軋出的帶材厚度等于理論空載輥縫加彈跳值。 軋出厚度：軋出厚度：h=Sh=S0 0 +P/CG+P/CG軋機(jī)的彈跳方程軋機(jī)的彈跳方程 S0 空載輥縫空載輥縫 P 軋制壓力軋制壓力 CG軋機(jī)的剛度系數(shù)軋機(jī)的剛度系數(shù) （1 1）軋

22、制時(shí)的彈性曲線）軋制時(shí)的彈性曲線 二、厚度自動(dòng)控制的工藝基礎(chǔ)二、厚度自動(dòng)控制的工藝基礎(chǔ) 根據(jù)彈跳方程繪制成的曲線（近似一條直線）根據(jù)彈跳方程繪制成的曲線（近似一條直線）軋機(jī)彈性變形曲線，用軋機(jī)彈性變形曲線，用A A 表示表示A A（2 2）軋件的塑性曲線）軋件的塑性曲線 根據(jù)軋制壓力與壓下量的關(guān)系繪制出的曲線根據(jù)軋制壓力與壓下量的關(guān)系繪制出的曲線軋件軋件塑性變形曲線，用塑性變形曲線，用B B表示表示 B B（3 3）彈塑性曲線的建立）彈塑性曲線的建立 將軋機(jī)彈性變形曲線與軋件塑性變形曲線繪制在一個(gè)坐將軋機(jī)彈性變形曲線與軋件塑性變形曲線繪制在一個(gè)坐標(biāo)系中，稱為彈塑性曲線，簡(jiǎn)稱標(biāo)系中，稱為彈塑性曲

23、線，簡(jiǎn)稱P-hP-h圖圖。 A A線與線與B B線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為軋制力線交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為軋制力 A A線與線與B B線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為板帶實(shí)際軋出厚度線交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為板帶實(shí)際軋出厚度2. p-h2. p-h圖的運(yùn)用圖的運(yùn)用 板帶厚度控制的板帶厚度控制的實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)：不管軋制條件如何變化，總要使：不管軋制條件如何變化，總要使A A線和線和B B線交到線交到C C線上。線上。 由由p-hp-h圖看出圖看出：無論：無論A A線、線、B B線發(fā)生變化，實(shí)際厚度都要線發(fā)生變化，實(shí)際厚度都要發(fā)生變化。發(fā)生變化。 例如例如：B B線發(fā)生變化（變?yōu)榫€發(fā)生變化（變?yōu)锽B），為保持厚度不變，），為保持厚度不變，A A線線

24、移值移值A(chǔ) A，使交點(diǎn)的坐標(biāo)不變。，使交點(diǎn)的坐標(biāo)不變。保證實(shí)際厚度不變就要進(jìn)行調(diào)整。保證實(shí)際厚度不變就要進(jìn)行調(diào)整。C C線線等厚軋制線等厚軋制線 作用作用：板帶厚度控制的工藝基礎(chǔ)：板帶厚度控制的工藝基礎(chǔ)p-h圖圖影響板帶厚度變化的因素：影響板帶厚度變化的因素：1 1、軋件溫度、成分和組織性能不均勻的影響、軋件溫度、成分和組織性能不均勻的影響溫度溫度變形抗力變形抗力軋制壓力軋制壓力軋機(jī)彈跳軋機(jī)彈跳板厚度板厚度變形抗力變形抗力對(duì)軋出厚對(duì)軋出厚度的影響度的影響三、板帶厚度變化的原因和特點(diǎn)三、板帶厚度變化的原因和特點(diǎn)2 2、來料厚度不均勻的影響、來料厚度不均勻的影響來料厚度來料厚度壓下量壓下量軋制壓力

25、軋制壓力軋機(jī)彈跳軋機(jī)彈跳板厚度板厚度來料厚度來料厚度對(duì)軋出厚對(duì)軋出厚度的影響度的影響3 3、張力變化的影響、張力變化的影響 張力張力變形抗力變形抗力軋制壓力軋制壓力軋機(jī)彈跳軋機(jī)彈跳板厚度板厚度張力對(duì)軋張力對(duì)軋出厚度的出厚度的影響影響4 4、軋制速度變化的影響、軋制速度變化的影響 通過影響摩擦系數(shù)和變形抗力來改變軋制壓力。通過影響摩擦系數(shù)和變形抗力來改變軋制壓力。摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)變形抗力變形抗力軋制壓力軋制壓力軋機(jī)彈跳軋機(jī)彈跳板厚度板厚度摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)對(duì)軋出厚對(duì)軋出厚度的影響度的影響5 5、原始輥縫的影響、原始輥縫的影響 原始輥縫減小，板厚度變薄。原始輥縫減小，板厚度變薄。 原始輥縫原始輥縫對(duì)

26、軋出厚對(duì)軋出厚度的影響度的影響1 1、調(diào)壓下、調(diào)壓下（1 1）來料厚度發(fā)生變）來料厚度發(fā)生變化的調(diào)整化的調(diào)整原理：改變?cè)驾伩p原理：改變?cè)驾伩p 四、厚度控制的方法四、厚度控制的方法 （2 2）張力、軋制速度、軋制溫度及摩擦系數(shù)等變化的調(diào)整）張力、軋制速度、軋制溫度及摩擦系數(shù)等變化的調(diào)整（3 3）壓下調(diào)整量）壓下調(diào)整量SS0 0的計(jì)算的計(jì)算問題一問題一SS0 0與與HH的關(guān)系的關(guān)系問題二問題二SS0 0與與hh的關(guān)系的關(guān)系提示：提示： CG= tan CG= tan CM=tanCM=tan SS0 0與入口厚度偏差與入口厚度偏差HH的關(guān)系：的關(guān)系： S S0 0 tantanH tanH t

27、an S S0 0H tan/ tanH tan/ tan S S0 0 H CM/CGH CM/CG CMCM軋件的塑性剛度系數(shù)（軋件的塑性剛度系數(shù)（CM=tanCM=tan） CGCG軋機(jī)的剛度系數(shù)（軋機(jī)的剛度系數(shù)（CG= tanCG= tan） SS0 0與出口厚度偏差與出口厚度偏差hh的關(guān)系的關(guān)系 h tanh tantantan（SS0 0hh） 整理后得：整理后得：h/Sh/S0 0CG/(CM+CG)CG/(CM+CG) SS0 0hh（CM+CG)/ CGCM+CG)/ CG 、調(diào)張力、調(diào)張力 利用前后張力來改變軋件塑性變形曲線的斜率以利用前后張力來改變軋件塑性變形曲線的斜率以

28、 控制厚度?？刂坪穸?。 當(dāng)來料有厚差當(dāng)來料有厚差HH（增加）時(shí)，軋件出口厚度出現(xiàn)（增加）時(shí)，軋件出口厚度出現(xiàn)偏差偏差hh，如何通過調(diào)張力來控制厚度？，如何通過調(diào)張力來控制厚度？ 原原理理舉舉例例調(diào)調(diào)整整 加大張力，使加大張力，使B B斜率改變斜率改變( (變?yōu)樽優(yōu)锽 B) )，從而可以在，從而可以在S S0 0不變的情況下使不變的情況下使h h保持不變。保持不變。調(diào)整張力厚控原理圖調(diào)整張力厚控原理圖3 3、調(diào)軋制速度、調(diào)軋制速度 軋制速度的變化影響到張力、溫度和摩擦系數(shù)等因素的軋制速度的變化影響到張力、溫度和摩擦系數(shù)等因素的變化。故可通過調(diào)速來調(diào)張力和溫度，從而改變厚度。變化。故可通過調(diào)速來調(diào)

29、張力和溫度，從而改變厚度。 在實(shí)際生產(chǎn)中為了達(dá)到精確控制厚度的目的，往往是將多在實(shí)際生產(chǎn)中為了達(dá)到精確控制厚度的目的，往往是將多種厚控方法有機(jī)的結(jié)合起來使用，才能取得更好的效果。種厚控方法有機(jī)的結(jié)合起來使用，才能取得更好的效果。 最主要、最基本、最主要、最基本、最常用的是調(diào)壓下最常用的是調(diào)壓下注意注意1.1.厚度自動(dòng)控制的基本原理厚度自動(dòng)控制的基本原理 通過測(cè)厚儀或傳感器通過測(cè)厚儀或傳感器( (如輥縫儀和壓頭等如輥縫儀和壓頭等) )對(duì)帶鋼實(shí)際對(duì)帶鋼實(shí)際軋出厚度連續(xù)地進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)實(shí)測(cè)值與給定值相比較軋出厚度連續(xù)地進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)實(shí)測(cè)值與給定值相比較后的偏差信號(hào)，借助于控制回路和裝置或計(jì)算機(jī)的

30、功能程后的偏差信號(hào)，借助于控制回路和裝置或計(jì)算機(jī)的功能程序，改變壓下位置、張力或軋制速度，把板帶厚度控制在序，改變壓下位置、張力或軋制速度，把板帶厚度控制在允許偏差范圍之內(nèi)。允許偏差范圍之內(nèi)。五、厚度自動(dòng)控制的原理及基本型式五、厚度自動(dòng)控制的原理及基本型式給定給定環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)比較比較環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)校正校正環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)放大放大環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)執(zhí)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)被控被控對(duì)象對(duì)象輸出量輸出量干擾干擾厚度自動(dòng)控制的原理框圖厚度自動(dòng)控制的原理框圖檢測(cè)檢測(cè)裝置裝置反饋反饋回路回路 2. 2. 厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成（1 1）檢測(cè)裝置）檢測(cè)裝置（測(cè)厚儀、測(cè)壓儀、張力計(jì)等）：用來檢測(cè)（測(cè)厚儀、測(cè)壓儀、張力計(jì)等）

31、：用來檢測(cè)實(shí)際值并反饋到系統(tǒng)輸入端。實(shí)際值并反饋到系統(tǒng)輸入端。（2 2）控制器）控制器（調(diào)節(jié)器、放大器、校正器等）：根據(jù)實(shí)測(cè)值與（調(diào)節(jié)器、放大器、校正器等）：根據(jù)實(shí)測(cè)值與給定值相比較計(jì)算被控量，并反饋到系統(tǒng)輸出端。給定值相比較計(jì)算被控量，并反饋到系統(tǒng)輸出端。（3 3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（主電機(jī)、壓下裝置等）：接受控制器輸出（主電機(jī)、壓下裝置等）：接受控制器輸出的控制信號(hào)，及時(shí)把控制量調(diào)整到位。的控制信號(hào)，及時(shí)把控制量調(diào)整到位。（4 4）被控對(duì)象）被控對(duì)象：指軋制變形區(qū)、生產(chǎn)設(shè)備等。：指軋制變形區(qū)、生產(chǎn)設(shè)備等。 3. 3. 厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本型式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本型式 （1 1）反饋式厚

32、度自動(dòng)控制系統(tǒng)（反饋式）反饋式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（反饋式AGCAGC） 控制原理：控制原理： 測(cè)厚儀安裝在軋機(jī)出口側(cè)，測(cè)量出實(shí)際軋測(cè)厚儀安裝在軋機(jī)出口側(cè)，測(cè)量出實(shí)際軋出厚度，并與給定厚度值相比較，當(dāng)有厚度偏差時(shí)，便計(jì)算出厚度，并與給定厚度值相比較，當(dāng)有厚度偏差時(shí)，便計(jì)算出所需的輥縫調(diào)節(jié)量出所需的輥縫調(diào)節(jié)量SS，然后由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（壓下螺絲）作，然后由執(zhí)行機(jī)構(gòu)（壓下螺絲）作相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以消除厚度偏差。相應(yīng)的調(diào)節(jié)，以消除厚度偏差。 滯后的調(diào)節(jié)手段；滯后的調(diào)節(jié)手段； 調(diào)整的精確度高。調(diào)整的精確度高。反饋式厚度自動(dòng)控制反饋式厚度自動(dòng)控制特點(diǎn)特點(diǎn)（2 2）前饋式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（前饋式）前饋式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)

33、（前饋式AGCAGC） 控制原理：測(cè)厚儀安裝在軋機(jī)入口側(cè)，測(cè)量出其入口控制原理：測(cè)厚儀安裝在軋機(jī)入口側(cè)，測(cè)量出其入口厚度厚度H H，并與給定厚度值，并與給定厚度值H H0 0相比較，當(dāng)有厚度偏差相比較，當(dāng)有厚度偏差HH時(shí)，時(shí)，便預(yù)先估計(jì)出可能產(chǎn)生的軋出厚度偏差便預(yù)先估計(jì)出可能產(chǎn)生的軋出厚度偏差hh，確定為消除，確定為消除此此hh值所需的輥縫調(diào)節(jié)量值所需的輥縫調(diào)節(jié)量SS ，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成調(diào)節(jié)時(shí)，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成調(diào)節(jié)時(shí)，檢測(cè)點(diǎn)正好到達(dá)輥縫處，厚差消失。檢測(cè)點(diǎn)正好到達(dá)輥縫處，厚差消失。 超前的控制手段超前的控制手段 用來控制入口厚度波動(dòng)引起的軋出厚度波動(dòng)。用來控制入口厚度波動(dòng)引起的軋出厚度波動(dòng)。 （與

34、反饋式配合使用）（與反饋式配合使用）前饋式厚度自動(dòng)控制前饋式厚度自動(dòng)控制特點(diǎn)特點(diǎn)（3 3）厚度計(jì)式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（厚度計(jì)）厚度計(jì)式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（厚度計(jì)AGCAGC或或P-AGCP-AGC） 控制原理控制原理：實(shí)際的輥縫值由輥縫儀檢測(cè)，經(jīng)自整角機(jī)：實(shí)際的輥縫值由輥縫儀檢測(cè)，經(jīng)自整角機(jī)將信號(hào)送給編碼器，由編碼器將模擬量變?yōu)閿?shù)字量，通過將信號(hào)送給編碼器，由編碼器將模擬量變?yōu)閿?shù)字量，通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行輥縫差的運(yùn)算。實(shí)際的軋制壓力由壓頭檢測(cè)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行輥縫差的運(yùn)算。實(shí)際的軋制壓力由壓頭檢測(cè)，經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行壓力差運(yùn)算。然后再將輥縫經(jīng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行壓力差運(yùn)算。然后再將輥縫S S0 0與軋機(jī)的彈跳值與軋機(jī)的彈跳值

35、相加便得實(shí)際軋出厚度相加便得實(shí)際軋出厚度h h。再經(jīng)。再經(jīng)AGCAGC運(yùn)算得消除厚差運(yùn)算得消除厚差hh所需所需的輥縫調(diào)節(jié)量的輥縫調(diào)節(jié)量SS，通過，通過APCAPC和可控硅調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)輥縫和可控硅調(diào)速系統(tǒng)，調(diào)節(jié)輥縫來消除此時(shí)的厚度偏差來消除此時(shí)的厚度偏差hh。 克服反饋式克服反饋式AGCAGC的檢測(cè)滯后的檢測(cè)滯后; ; 可以消除軋件及工藝方面等多種原因造成的厚差可以消除軋件及工藝方面等多種原因造成的厚差; ; 控制精度較低?？刂凭容^低。特點(diǎn)特點(diǎn)（4 4）張力式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（張力）張力式厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（張力AGCAGC） 控制原理控制原理：由測(cè)厚儀直接測(cè)得帶鋼軋出厚度偏差，改：由測(cè)厚儀直

36、接測(cè)得帶鋼軋出厚度偏差，改變張力系統(tǒng)的張力設(shè)定值，以改變軋制壓力，或直接改變變張力系統(tǒng)的張力設(shè)定值，以改變軋制壓力，或直接改變軋制速度來控制帶鋼軋出厚度。軋制速度來控制帶鋼軋出厚度。 使用范圍使用范圍：張力法只用于調(diào)節(jié)小厚度偏差的情況，作：張力法只用于調(diào)節(jié)小厚度偏差的情況，作為精調(diào)。為精調(diào)。六、案例分析六、案例分析 1.1.前饋控制前饋控制 通過裝在軋機(jī)入口的測(cè)厚儀測(cè)量得到的來料厚度偏差由第通過裝在軋機(jī)入口的測(cè)厚儀測(cè)量得到的來料厚度偏差由第1 1機(jī)架的前饋控制修正機(jī)架的前饋控制修正 入口測(cè)厚儀到軋機(jī)輥縫間的距離被分成幾段，在每一段上入口測(cè)厚儀到軋機(jī)輥縫間的距離被分成幾段，在每一段上及平均速度部

37、分里厚度誤差被測(cè)量，這個(gè)段被存儲(chǔ)在一個(gè)及平均速度部分里厚度誤差被測(cè)量，這個(gè)段被存儲(chǔ)在一個(gè)移位存儲(chǔ)器中，隨著該段被傳送到輥縫執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)的移位存儲(chǔ)器中，隨著該段被傳送到輥縫執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)的修正量按時(shí)施加，需要考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間和測(cè)厚儀修正量按時(shí)施加，需要考慮執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間和測(cè)厚儀的延遲時(shí)間對(duì)誤差段通過輥縫時(shí)的影響的延遲時(shí)間對(duì)誤差段通過輥縫時(shí)的影響 補(bǔ)償了不可避免的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間。如果前饋控制有補(bǔ)償了不可避免的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)時(shí)間。如果前饋控制有足夠的分辨率、液壓輥縫控制足夠快的話輥縫就能夠快速足夠的分辨率、液壓輥縫控制足夠快的話輥縫就能夠快速跟隨厚度的變化而變化跟隨厚度的變化而變化

38、2 2、第、第1 1機(jī)架的反饋控制機(jī)架的反饋控制 監(jiān)控厚度控制環(huán)負(fù)責(zé)第監(jiān)控厚度控制環(huán)負(fù)責(zé)第1 1機(jī)架上的長(zhǎng)期厚度誤差修正。第機(jī)架上的長(zhǎng)期厚度誤差修正。第1 1機(jī)架后剩余厚度誤差通過測(cè)厚儀機(jī)架后剩余厚度誤差通過測(cè)厚儀h1h1記錄并被統(tǒng)計(jì)性的分記錄并被統(tǒng)計(jì)性的分析來產(chǎn)生一個(gè)平均的厚度誤差析來產(chǎn)生一個(gè)平均的厚度誤差 在隨動(dòng)控制環(huán)中這個(gè)平均值取自一個(gè)具體板帶長(zhǎng)度（如在隨動(dòng)控制環(huán)中這個(gè)平均值取自一個(gè)具體板帶長(zhǎng)度（如出口測(cè)厚儀和輥縫之間的距離）上測(cè)量的厚度誤差。控出口測(cè)厚儀和輥縫之間的距離）上測(cè)量的厚度誤差?？刂破鞑粩喈a(chǎn)生修正值直到出口厚度誤差為零。制器不斷產(chǎn)生修正值直到出口厚度誤差為零。 由于誤差是在輥縫后被測(cè)量，短時(shí)誤差不可能通過反饋由于誤差是在輥縫后被測(cè)量，短時(shí)誤差不可能通過反饋控制被修正。測(cè)厚儀的實(shí)際值是由測(cè)厚儀時(shí)間常數(shù)和附控制被修正。測(cè)厚儀的實(shí)際值是由測(cè)厚儀時(shí)間常數(shù)和附加的依賴于速度的延遲時(shí)間決定。輥縫和測(cè)厚儀之間的加的依賴于速度的延遲時(shí)間決定。輥縫和測(cè)厚儀之間的距離越短，反饋厚度控制環(huán)的質(zhì)量就越好距離越短，反饋厚度控制環(huán)的質(zhì)量就越好 3 3、第、第2 2機(jī)架的前饋控制機(jī)架的前饋控制 第第1