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板带轧机AGC控制技术 2.液压AGC厚度控制系 莱钢1500mm宽带热连轧生产线实践证明液压AGC系统通过提高整套轧机控制水平，使得产品质量大幅度提高。液压AGC控制响应时间 40ms，响应频率 1 5Hz，使板带纵向厚差控制在 范围内，促使莱钢板带产品质量达到世界水平。 2.1 AGC的组成 2.1.1工艺原理 液压压下装置一般由位移传感器，液压缸和电液伺服阀等所组成，如图1所示。系统通过电液伺服阀对液压缸的流量和压力的调节来控制液压缸上、下移动的行程来调节轧辊辊缝值。 液压AGC系统通过测厚仪、位移传感器和压力传感器等对相应参数的连续测量，连续调整压下缸位移、轧制压力等，从而控制板带材的厚差。一个完整的液压伺服控制厚度自动控制系统的主要设备由计算机、检测元件为主的控制装置和以一套液压缸(每侧一个)为主的执行机构组成。检测元件主要有：测厚仪、测压仪(每侧一个)以及安装在液压缸上的四个位置传感器(每个液压缸两个)和两个压力传感器(每个液压缸一个)。 2.1.2液压AGC阀台 图2 液压AGC阀台示意 （1）阀站下方P口连通液压站的系统供油油路，用于为液压AGC系统提供液压动力，T口连通液压站油箱，用于回油。 （2）阀站右方的P口，T口，X口用于检修或排查故障时检测阀站内系统供油压力P以及伺服阀控制油路X是否正常。 （3）阀站上方A口连通液压AGC液压缸无杆腔，B口连通液压AGC液压缸的有杆腔。 （4）过滤器对阀站内的P油路和X油路中的杂质进行过滤，如果过滤器DPS1堵塞，将发出故障信号，应及时更换。 （5）阀站的P口手动阀主要用于检修时把该阀站的系统供油油路断开。 （6）油压传感器SP1和SP2安装于阀站外油管路上，用于检测液压AGC液压缸无杆腔和有杆腔油压。 2.1.3电磁阀工作原理 Y=T，X选择P或者T，来阻断或者开通P，A，B油路。 2.1.4溢流阀工作原理 工作方式1：A，B油路大于某值将自动流回到T； 工作方式2：控制溢流阀线圈得电，自动将A，B油路回流到T。 2.1.5伺服阀工作原理 通过输出模拟量±10mA电流来控制伺服阀阀芯位置，使得伺服阀工作在三个不同的工作状态： 状态1：P(B, A(T 状态2：P(A,B(T 状态3：或者截止（理论状态） 3 .1液压AGC系统的功能 3.1.1 功能设计 一个完整的液压AGC系统应完成若干个功能，其中最主要的是以下几方面： （1)压下缸位置闭环1 随轧制条件变化及时准确地控制压下位移。XP1,XP2，：分别是操作侧和传动侧活塞相对缸体的位移，取其平均值Xpd作为实测位移值Xps为给定信号， 是测厚仪监控环的反馈量。 （2)轧制压力闭环2 通过控制轧制压力来达到控制厚度的目的。Pd是轧制压力的实测值，Ps为初始设定值。 为修正值。 （3)测厚仪监控闭环3 消除轧辊磨损、热膨胀及设定值误差等的影响。C为轧机纵向刚度系数，Q为轧件的塑性刚度系数，hd为实测轧件厚度，hs为设定轧制厚度。 3.1.2 液压AGC数学模型 液压AGC位置控制系统是一种典型具有弹性负载的位置伺服控制系统，其方框图如图3所示。 位移传感器 PI调节器 压力传感器 液压缸 伺服阀 伺服放大器 放大与校正 轧辊动作 指令信号 图3液压AGC伺服控制系统方框图 方框图分如下几个主要部分：电液伺服阀、阀控液压缸、位移传感器、伺服放大器。各部分的数学模型如下： （1)阀控液压缸。 液压缸可用如下传递函数来近似： （1） 式中：Xp一柱塞行程，m； QL一伺服阀输出流量，m3／s； A 一液压缸工作面积，m2； 一负载弹簧刚度与阻尼系数之比，rad／s； 一液压弹簧与负载弹簧串联耦合时的刚度与阻尼系数之比， rad／s； 一液压弹簧与负载弹簧并联工作与负载质量构成的系统固有频 率，rad／s： 一液压阻尼比，取 =0.2； （2)电液伺服阀。电液伺服阀具有高度非线性特点，其输出流量QL的线性化方程为： (2) 式中 Qsv0一伺服阀的空载流量，Qsv0= Ic一输入电流信号 Ksv一伺服阀的静态流量放大系数 Kc一伺服阀的压力流量系数 △PL一负载压力变化 伺服阀传递函数可按二阶振荡环节来取： （3) 但通常当液压执行机构的固有频率 低于50Hz时，伺服阀的动态特性可 用一阶环节表示 （4） 式中， 为伺服阀固有频率，可以从伺服阀制造厂提供的频率响应曲线获 （3)位移传感器和压力传感器。位移传感器可视为惯性环节，差动变压器式位移传感器的传递函数为： （5） 压力传感器可视为比例环节 Pd/PL=Kf （6） 式中Kf一压力反馈系数。 （4)伺服放大器。伺服放大器(包括功率放大器)由集成电子元件组成，响应速度很快，也 可不计其时间常数，按比例环节处理。 （7）