轧钢自动化_酸轧联合机组方案38页-BD

2019/8/1酸轧联合机组机架控制演讲人：**2019/8/1主要内容液压辊缝控制，简称为HGC(HydraulicGapControl),或者RGC（RollGapControl)。机架间张力控制，简称ITC(InterstandTensionControl)。自动厚度控制，简称AGC(AutomaticGaugeControl)。2019/8/1系统结构（外环－内环）VCVCVCVCVCMFCRGCVCTCMonTHFFTHFBTHFFRGCITCITCITCRGCRGCTHFBRGCITC2019/8/1内外环结构厚度外环位置内环伺服阀S磁尺RefAGC_Corr张力外环位置内环伺服阀S磁尺ITC_CorrRef2019/8/1液压辊缝控制（RGC）主要内容概述：检测及执行单元等；控制模式：辊缝控制，轧制力控制；控制技术：伺服阀特性补偿，泄漏检测等；辊缝标定；机架安全；2019/8/1液压辊缝控制（RGC）上支撑辊上中间辊上工作辊下支撑辊下中间辊下工作辊操作侧驱动侧概述液压辊缝控制功能（HGC）主要实现机架的辊缝或轧制力控制，以及倾斜控制或轧制力差控制。每个机架安装有两个液压推上（压下）缸，一个在操作侧，一个在传动侧；液压缸位置通过安装在每个液压缸内的sony磁尺进行检测。轧制力则通过轧制力仪或者推上缸主油路的压力传感器进行检测。缸固定，活塞运动。每个活塞的运动由液压回路的油流量确定，伺服阀控制油流量，伺服阀线圈电流设定来自控制器的模拟输出。轧制线2019/8/1液压辊缝控制（RGC）概述下支撑辊操作侧传动侧比例伺服阀卸荷阀PT压力传感器PT压力传感器Sony磁尺Sony　磁尺锁紧阀伺服阀锁紧阀比例伺服阀锁紧阀伺服阀锁紧阀卸荷阀比例减压阀有杆腔无杆腔比例伺服阀：200L/min，快速打开；伺服阀：90L/min，精细调节；2019/8/1液压辊缝控制（RGC）辊缝控制：对于两侧辊缝，实际辊缝＝零辊缝位置－实际位置。其中，“零辊缝位置”来自标辊程序，作为辊缝计算的基准点；零辊缝位置：类似使用“增量编码器＋接近开关”测量位置时的接近开关，简单地说，即把两侧的轧制力均加载至300ton（人为定义）时，测得的液压缸的位置。例如，加载完毕，假设两侧的磁尺位置读数为50mm，那么此50mm即为零辊缝位置，定义此处的辊缝为0；当液压缸下降，磁尺位置读数为40mm时，此时两侧辊缝＝50mm－40mm，即10mm；辊缝标定平均辊缝即两侧辊缝的算术平均值，辊缝倾斜即传动侧辊缝减去操作侧辊缝所得差值（人为定义）；2019/8/1液压辊缝控制（RGC）轧制力控制：实际轧制力由轧制力仪测量或者根据安装在液压油路中的压力传感器检测信号进行计算。使用压力传感器计算，单侧液压缸推上力＝该侧液压缸活塞侧油压*活塞侧横截面积－该侧液压缸杆侧油压*杆侧横截面积；单侧轧制力＝该侧液压缸推上力－（下支撑辊重量＋下中间辊重量+下工作辊重量）/2－弯辊力；液压辊缝控制－概述总轧制力即两侧轧制力之和，轧制力差即传动侧轧制力减去操作侧轧制力所得差值（人为定义）。2019/8/1液压辊缝控制控制模式单独辊缝控制－位置模式，以各侧的辊缝作为控制对象（分别闭环控制），用于辊缝标定及单缸调试；单独轧制力控制－轧制力模式，以各侧轧制力作为控制对象（分别闭环控制），用于辊缝标定；平均辊缝控制－位置模式，以平均辊缝作为控制对象，用于位置模式轧制；总轧制力控制－轧制力模式，以总轧制力作为控制对象，用于轧制力模式轧制；通常应用于末机架的光整模式；控制器过程对象测量变送器REFFBK2019/8/1液压辊缝控制控制模式倾斜控制－控制倾斜，用于位置模式轧制；轧制力差控制－控制轧制力差，用于轧制力模式轧制；模式切换保证切换的互斥性；通过赋值当前值＋斜坡函数实现辊缝控制和轧制力控制之间的无冲击切换！！2019/8/1液压辊缝控制（RGC）伺服阀特性补偿伺服阀的流量与其入口、出口间压力差的平方根成正比，使得伺服阀在控制系统表现为一个非线性环节，并导致整个伺服系统响应变慢。为了补偿这一非线性环节，可以通过对伺服阀输出乘以一个可变增益来实现：其中，Ps为系统压力，△P为伺服阀入出口压力差。由于进出油两种情况下入出口压力差不同，所以补偿增益也需要分两种情况考虑PPKSSV22019/8/1液压辊缝控制（RGC）PsPmP=Ps-PmPmP=Pm到油箱PsPmP=Ps-PmPb到油箱PsPmP=Ps-PbPb到油箱01230255075100主腔压力[%Ps]k_cl01230255075100主腔压力[%Ps]K_op3-way4-way)PmPs(2PsK_clPm2PsK_op020255075100主腔压力[%Ps]K_cl)PmPs(2PsK_cl020255075100杆腔压力[%Ps]K_op)PbPs(2PsK_op油流动方向移动位置伺服阀特性补偿2019/8/1液压辊缝控制（RGC）伺服阀泄露检测伺服阀在长期运行后其性能将逐渐下降，泄漏（或称零漂）增加。通过一个偏差积分单元监测伺服阀的泄漏情况，当泄漏检测值到达一定的限幅值后，伺服阀报警，提示更换伺服阀；参考值恒定检查RefErrOutSat2019/8/1液压辊缝控制（RGC）伺服输出PID调节器伺服阀参考值位置参考值位置反馈伺服阀流量线性化补偿PsPm伺服阀泄露补偿增益选择2019/8/1液压辊缝控制（RGC）控制输出当采用平均辊缝控制时：传动侧输出＝平均辊缝控制环输出＋倾斜控制环输出；操作侧输出＝平均辊缝控制环输出－倾斜控制环输出；当采用总轧制力控制时：传动侧输出＝总轧制力控制环输出＋轧制力差控制环输出；操作侧输出＝总轧制力控制环输出－轧制力差控制环输出；2019/8/1液压辊缝控制（RGC）ActualPositionDSZeroPositionDSActualPositionOSZeroPositionOSActualGapDSActualGapOS2GapSetpointDSActualTiltingActualGapGapSetpointTiltingSetpointGapSetpointOSRampRampRampRampGapControlDSTiltingControlGapControlGapControlOS2ActualFRDSActualFROSFRSetpointDSActualDiff.FRActualFRFRSetpointDiff.FRSetpointFRSetpointOSRampRampRampRampFRControlDSDiff.FRControlFRControlFRControlOS2PistPressureDSPistAreaDSBendingFRRollsWeight/2PistPressureOSPistAreaOSIndi./Avg.GapCtrlIndi./Avg.GapCtrlIndi./TotalFRCtrlIndi./TotalFRCtrlGap/FRCtrlGap/FRCtrlGap/FRCtrlRodSidePressurePistonSidePressureDSPistonSidePressureOSValveAdaptionDSValveAdaptionOSHydr.CylinderDSHydr.CylinderOS22019/8/1液压辊缝控制（RGC）辊缝标定辊缝标定的目的就在于找到各侧的零辊缝位置辊缝计算，为辊缝计算提供参考点；酸轧机组中的机架标定分为有无带钢标定和有带钢标定两种；关闭辊缝启动顺控，进入两侧辊缝单独控制打开辊缝该侧加载至最小轧制力联锁条件满足该侧切换为轧制力控制某侧到达接触轧制力两侧均达到最小轧制力加载轧制力至标定轧制力转动轧辊，获取新的零辊缝位置记忆辊缝启动顺控，减少轧制力至标定值停止轧制加载至标定轧制力联锁条件满足打开辊缝，并换辊换辊完毕将当前辊缝标定为记忆辊缝获取新的零辊缝位置无带钢标定有带钢标定2019/8/1液压辊缝控制（RGC）机架安全辊缝锁定急停按钮；“机架锁定”按钮；辊缝倾斜（轧制力差）超限；检测元件（SONY磁尺，压力传感器）故障伺服阀（泄漏检测，阀芯反馈等）故障；辊缝快开上游发生断带；拍下辊缝快开按钮；轧制力超限；液压站故障；机架卸荷有快开请求，同时，伺服系统（检测元件，执行元件，液压站）故障；2019/8/1机架间张力控制（ITC)VC1VC2VC3VC4VC5RGC1VCTCRGC2ITC1-2ITC2-3ITC3-4RGC3RGC4RGC5ITC4-5ITC1-2ITC2-3TCITC3-4ITC4-5去卷取机6#张力辊TC机架0系统结构速度张力模式/辊缝张力模式2019/8/1机架间张力控制（ITC)速度张力模式穿带期间采用速度张力模式；另外对于4-5机架间张力，当末机架工作于光整模式时，采用速度张力模式；速度张力模式又分为张力连续和张力极限两种方式。张力连续指张力控制器连续调节使张力保持为恒值；张力极限指张力控制器仅在张力超限时进行调节，当张力调回目标区间时，控制器被保持。辊缝张力模式轧制期间（36m/min）采用辊缝张力模式速度张力模式；辊缝张力模式采用张力极限方式；2019/8/1机架间张力控制（ITC)2019/8/1机架间张力控制（ITC)控制说明；以1-2机架间张力控制为例：当穿带进入ST2后，1-2之间设定为穿带张力，采用张力连续方式，使带钢保持REF恒定，防止带钢跑偏。穿带进入ST3后，1-2间张力为设定张力，采用张力极限方式进行控制，当实际张力位于（TMIN,TMAX）内时，控制器不调节，当张力波动至（TMIN,TMAX）以外时，控制器投入，调节张力进入（TL2,TH2）区间时，控制器被保持。开始轧制，辊缝张力模式下，采用张力极限方式，当实际张力位于（TL1,TH1）内时，控制器不调节，当张力波动至（TL1,TH1）以外时，控制器投入，调节张力进入（TL2,TH2）区间时，控制器被保持。2019/8/1自动厚度控制（AGC)系统结构VC1VC2VC3VC4VC5MFCRGC1VCTCMonFF1FB5SFF2RGC2ITC1-2ITC2-3ITC3-4RGC3RGC4FB1RGC5ITC4-56#张力辊测厚仪激光测速仪带钢张力计ITC：中间机架张力控制RGC：辊缝控制FB：反馈控制MFC：秒流量控制FF：前馈控制VC：速度控制Mon：监控控制模式１：第五机架-光辊2019/8/1自动厚度控制（AGC)系统结构VC1VC2VC3VC4VC5MFCRGC1ITC4-5VCTCMonFB4RRGC2ITC1-2ITC2-3ITC3-4RGC3RGC4FB1RGC5测厚仪激光测速仪带钢张力计ITC：中间机架张力控制RGC：辊缝控制FB：反馈控制MFC：秒流量控制FF：前馈控制VC：速度控制Mon：监控控制FF1FF2模式2：第五机架-毛辊（光整模式）2019/8/1自动厚度控制（AGC)－入口AGCC1机架前馈（FF1)前馈控制用于补偿入口来料厚度的动态偏差。入口测厚仪采样测量一段未轧带钢的偏差（该测量段长度可调），然后跟踪该测量段至其通过C1辊缝时，通过比例调节器输出调整C1机架辊缝，同时对C1机架前张力辊速度进行修正，以补偿辊缝调节引起的张力波动，并保持进入C1机架的金属秒流量恒定。轧制力模式CM-CM/CGADdHKP自适应FF1辊缝修正FF1控制框图f(H,h)FIFO2019/8/1自动厚度控制（AGC)－入口AGCC1机架反馈（FB1)反馈控制用于获得带钢所需的绝对出口厚度。C1机架余下的带钢厚度偏差由出口测厚仪THG1进行测量，取采样段内测量值的平均值作为实际厚度偏差（采样段长度可调，如可取出口测厚仪与C1辊缝的距离）。厚度偏差经过一个积分控制器后作用于C1机架辊缝，直到出口偏差为零