宽厚板轧机学习

1、tdc控制系统主要负责热区，包括：l 从加热炉出口到冷床入口的所有辊道l 粗轧机及精轧机l 3个主要系统的过程控制和与其他系统的数据交换。tdc控制系统主要由三个部分组成：l speed master（辊道控制系统，简称sm）l roughing mill（粗轧，简称rm）l finishing mill（精轧，简称fm）三个部分分别由各自的tdc机架进行控制，由一个gdm机架进行通讯。宽厚板轧机部分控制功能sds(screw down system 压下系统)压下系统包括: hgc (hydraulic gap control) 液压辊缝控制 agc (automatic gauge con

2、trol) 自动厚度控制 egc（electrical gap control）电动辊缝控制弯辊 rbs (roll bending system)窜辊 rss (roll shifting system)弯辊和窜辊只在精轧机中出现。粗轧机部分的控制：l rm主要控制粗轧机包括轧边机、轧机前后辊道以及导位。l 主要控制功能为：sds、hgc、agc、edger、sgc、转钢几个重要的部分。sgc: side guide control 导卫控制sds 电动压下系统：l 此机械压下系统，由双交流电机驱动，用于辊缝设定，并用于换辊期间。（只有换辊期间用压下系统，轧制过程中的辊缝调节用hgc） 升降

3、变化范围约650毫米，最大速度约25mm/s。l 两座轧机的上辊都是电动压下。具体的机械构件有：电机、齿轮箱、压下螺杆及锁紧设备。l 电机转动带动齿轮箱，从而使压下螺杆能够自由升降。轧机的传动侧和操作侧分别拥有一套独立的设备。l 锁紧设备连接在两个电机的主轴上，用来保证两个电机在轧制过程中的同步运行。压下系统的监测元件主要有：l 监测压下行程的线性磁尺 (绝对值)l 监测压下压力的kelk / load cell。（应安装在压下螺杆和上支撑辊接触中间位置）l 同时系统通过与电机的变频器通讯，监控电机的动作。l 压下系统采用位置闭环控制。线性磁尺作为实际行程的反馈。l 在轧机调整上辊平衡的过程中

4、，互锁设备处于打开状态，两侧电机分别调整各自的压下系统。当程序得知两侧工作辊到达目标位置后，将会发出指令将互锁设备锁紧。在轧制过程中，两个电机始终处于互锁主从状态，以保证两侧压下系统的同步运行。l 压下电机为主从结构。通常情况下，传动侧电机为主，操作侧电机为从。操作侧电机的控制指令将直接从传动侧电机传来，这个功能将会从电机的变频设备处通过硬线连接来完成。液压agc缸：（hydraulic agc cylinders） 自动厚度控制单方向执行轧制负载液压agc缸，4个agc外部拖回液压缸。l 两座轧机的agc系统具有相同的机械设备。由于agc系统要求高速调整，所以使用液压动力。每座轧机的下辊通过

5、位于轧辊下面的两个液压缸来调整。l 单方向执行轧制负载液压agc缸（活塞直径1580毫米，缸力5000吨/边，中间安装索尼位置传感器，4个agc外部拖回液压缸，用于无负载时使液压缸复位）将安装在轧制牌坊底部，用于自动化厚度控制，动态轧制中心调节和锥形轧制。 监测元件：l 每个液压缸都有两个线性磁尺，分别是sony的增量型磁尺和ssi的绝对值型磁尺。同时每个液压缸配有单独的压力传感器作为实时压力的反馈。l 在轧件咬入过程中，巨大的冲击力使得液压缸会发生轻微的倾斜。为了确保轧制中心线，对位于下部的两个液压缸内的4个磁尺进行交叉安装。使得磁尺的4个监测点形成一个有机的平面。从而准确的得到有效的辊缝。

6、l 每个液压缸配有各自的伺服系统。l 伺服系统有分为：动力系统、控制系统和安全系统。l 动力系统通常具备：伺服阀、先导阀、泄压阀及电源供应回路。工作压力350bar。l 控制系统拥有：先导阀、限压阀。工作压力170bar。l 安全系统拥有：泄压阀、压力开关等安全设备。sonyssil agc补偿分为：形变补偿、轧辊形变补偿、压下系统应力补偿、油压补偿。l a轧机形变补偿l 当轧机在受到巨大压力的时候，整个机架会向上扩张。最大可到15mm。在轧制过程中，系统根据实际反馈的轧制力来补偿实际机架形变量。l b轧辊形变补偿l 当轧辊在受到巨大压力或者长时间轧制后受温度影响，轧辊也会发生一些形变。系统将

7、根据实际轧制力、轧制温度及轧制时间来进行具体的补偿。l c压下系统应力补偿l 由于压下系统采用电机驱动和螺杆动作，当轧件咬入和轧制过程中，巨大的压力势必会导致机械构件发生微小的应力位移。l d油压补偿l 液压缸内的液压油在咬入过程中，受到巨大的冲击，在这种冲击的作用下，无杆腔内液压油的密度瞬间增大，这个时间使用伺服系统进行调整只会造成一定的反作用。所以系统提前对辊缝进行油压补偿，使得在咬入之后，辊缝恰好到达二级设定位置。油压补偿将根据油腔容积和轧制力。hgc 控制1、选择 servo valve hgc控制系统在ds侧和os侧各有两个servo valve ds servo valve1 ds

8、 servo valve2 os servo valve1 os servo valve2操作人员通过hmi选择四个servo valve 的主从工作方式， ds servo valve1 和os servo valve1为一组； ds servo valve2 和os servo valve2为一组.2、输出给定值在主从servo valve 中的分配 使用两个连续的lim对主从servo valve 给定值进行分配bias compensation(漏油偏差补偿）由于伺服阀漏油，使的伺服阀的给定在特定时间内达不到设定，设定值与反馈总存在偏差为了补偿此偏差，程序一直检测servo valve

9、 rmp发生器，一旦在特定时间内检测到反馈没有到达设定值，则激活此补偿补偿方法： 设定值减去反馈值得到的差平均分给主从伺服阀同时产生新的servo valve 输出上下限。油柱高度影响补偿（oil compression compensation factor）由于不同油位在挤压时其可伸缩性是不同的，油位高，可压缩性好，补偿就大；油位低，可压缩性相对差，补偿就小。此补偿实际就是对油可压缩性的补偿。 100mm50mm图1和图2中，由于其油腔内油柱高度不同，所以两种状况下如果servo valve设定都为5ma,产生的动作快慢效果是不同。位置与补偿系数的关系是线性的，根据轧辊直径和油柱高度给出p

10、1和p2（机械算出）yx1x2oil compressionx3x4p1p2t1 (e,5)iyx1 t1 (e,5)x21oil pressure compensation on = 1 compression compensation factorx3(ds)x3(os)x1:ds输入侧实际位置x2: ds输出侧实际位置x3: os输入侧实际位置x4:os输出侧实际位置p1:psl_k 斜率p2:psl_d 于c轴交接点h1:最大辊径、补偿系数为1时的油柱高度h2:最小辊径、补偿系数为最大时的油柱高度（横轴为油柱高度，纵轴为补偿系数）蝶形补偿（butterfly curve）蝶形补偿是为了

11、解决轧制力(及轧辊重量、弯辊力（fm)、轧机接轴重量）对主给定的影响不同轧制力下，相同的给定，伺服阀的动作效果是不同在实际应用中，是用液压腔中的缸内压力替代轧制力轧制力大轧制力小理想pos.ref.setpointpos.reftiy (os) x2x1 t1 (e,5)x2 ds 侧轧制力（腔内压力）os 侧轧制力yx1t1 (c,6)x2xlullyt2 (c,6)xlimquql0.049.030.00.55.0e-2iy (ds) x2x1 t1 (e,5)x211butterfly curve correction on = 1y1x1x2butterfly curvex3x4p1p

12、2t1 (e,5)p3y2y (ds) 给定x1y (os) 给定x1p1:对称轧制力（最大轧制力的一半）（fmax= 9.0e+7)p2：有效区域设定值 （%）p3：辊缝变化有效区域设定值 （%）x3/x4：提供液压缸方向（open close) / p3k：补偿因数x：fr -轧制力 fr，sym-最大轧制力的一半p2：有效区域设定值 （%）-adaptpercp3：有效区域设定值 （%)- adaptlin cntrlout根据轧制力及开关辊缝的方向计算出kopen（开辊缝因数）和kclose （关辊缝因数）；然后根据kopen和kclose及 p3（adaptlin cntrlout

13、有效因数的辊缝变化范围）得出有效因数keff图4x1根据轧制力及开关辊缝的方向计算出kopen（开辊缝因数）和kclose （关辊缝因数）；然后根据kopen和kclose及 p3（adaptlin cntrlout 有效因数的辊缝变化范围）得出有效因数keff即：为避免由图3计算出的因数过大而使调节波动过大，蝶形补偿是非线性的，但是在adaptlin范围内输出的是一个线性值。精轧机部分的控制：主要控制功能为：sds、agc、rbs、rss、tilting、ski、sgc几个重要的部分。sds、agc及sgc功能于rm基本相同。弯辊rbs:l 8个上弯辊液压缸（内径260mm，冲程150mm）

14、位于为上工作辊楔机翼，为上工作辊楔支架提供弯曲力。l 8个下弯辊液压缸（内径260mm，冲程110mm）位于附属于轧机牌坊的4个弯辊支撑，为下工作辊提供弯辊力。l 最大弯辊力每边400吨。l 为了保证工作辊达到良好的弯曲度，对8个液压缸进行分两组交叉控制。（下图）l 每个液压缸内配置独立的压力传感器 l 因为轧件轧制过程中横向上温度的差异，板材材质的差异，导致轧制过程中会出现轧制力的不均匀分布。这样会导致出现板材边浪的情况。l 通过调整弯辊液压缸来改变轧件在工作辊中两边和中间受力的大小，最终达到良好的出口平整度。l 弯辊控制系统主要功能是为了保证板材良好的平整度，用于实时调整双边浪和中间浪的情

15、况。l 采用压力环控制回路。可进行在线调整。l 精轧区域的弯辊系统由tdc系统来控制。同侧的上下辊的弯辊液压缸同时为两组伺服系统来控制。l 这两组伺服系统根据工作辊窜动位移来配合使用，以达到合理的弯曲效果，并形成有效的弯曲辊缝。l 每道次二级都会发送针对轧件的7个点的弯辊控制参考值，同时操工作可以根据需要进行实时调整。l 每道次轧制结束后，tdc将结果数据传送给二级系统，重新计算并下发新参考值，进行下道次轧制。l 所有的弯辊液压缸的有杆腔处于恒压状态由plc来控制。在粗轧区域，弯辊液压缸只起到保持上辊平衡的作用，所以是由plc来控制的。f1f2f1=f2窜辊rss:l 共有4个液压缸，工作横移范围是+/-150mm。短程横移速度50mm/s,长程15mm/s。l 位于传动侧的