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轧机AGC控制系统

1.       AGC系统配置概述

 AGC系统采用上、下位两级PLC控制方案,是集轧机过程通讯、参数传递、AGC控制和故障报警为一体的计算机系统。下位机集辊缝、压力控制一体,上位机与下位机通过Ethernet网进行数据实时交换完成轧制过程控制。AGC系统采用西门子S7-400+FM458专用轴定位模块实现。AGC系统与基础自动化PLC与传动系统及远程站通过Profibus现场总线连接,实现工艺参数交换。系统稳定、可靠性高。

 

   AGC系统.jpg

 

2.       AGC系统功能

a位置控制(POSITION  CONTROL:位置控制是APC控制的基本内环,它与其他APC模式一起使用。位移传感器可安装在轧机压上油缸上。在轧机的操作侧和传动侧油缸分别有两(1)个传感器获取位置反馈信号,然后把这两个信号加以平均产生一个代表中央位置的信号,这个平均值和一个辊缝给定信号相比较,用两者的差值来驱动伺服阀,调整压上油缸使差值趋于零。

b压力控制(LOAD  CONTROL:压力控制是液压轧机控制的第二个基本内环,它也需与其他控制模式一起使用。安装于压上油缸上的压力传感器检测油缸内的压力,经转换得到轧机轧制力反馈信号,这个信号和一个压力给定信号相比较,用两者的差值来驱动伺服阀,调整压上油缸使差值趋于零。压力控制主要用于压力AGC控制、轧机预压靠调零、轧机调试及故障诊断。

c压力AGC控制(GAUGE  METER:这种控制也被称为液压轧机的可变刚性。压力AGC控制可以有效地增加轧机刚性,使轧机的等效刚性远大于轧机的自然刚性。在轧制过程中,控制系统分别检测轧机操作侧和传动侧的轧制压力,根据轧机的刚性曲线,计算出轧制力所引起的机架拉伸,相对于预计机架拉伸的任何变化被送入辊缝控制环进行动态补偿。如果上述变化被完全补偿,即100%补偿,则轧机将呈现一无限大刚性,轧辊辊缝将不受来料厚度和硬度的影响,可以产生恒定的出口厚度。但是,100%的轧机刚性补偿会使支承辊偏心完全印轧在带材上,影响轧制精度,实际工作中,补偿的百分比需要调整以获得最佳的轧机性能。

d辊缝和压力调偏控制(GAP/LOAD  TILT  CONTROL:通过分别调整操作侧,传动侧轧辊辊缝,使轧辊倾斜,调偏控制用于控制轧机出口侧带材的板形。

e厚度监控(GAUGE  BACKWARD  CONTROL:通过出口侧测厚仪检测轧机出口侧带材的厚度偏差,控制轧辊辊缝或轧制压力,使厚度偏差趋于零。厚度监控可以消除因热膨胀、轧制速度等对出口厚度的影响,消除入口厚度变化和入口带材硬度变化的影响。 

f、厚度预控(GAUGE  FORWARD  CONTROL:通过入口侧测厚仪检测轧机入口带材厚度,存入一先入先出的厚度链表中,经过延时后,根据所存厚度值控制轧辊辊缝或轧制压力,使轧机出口侧带材的厚度偏差减小。延时的时间决定于入口测厚仪至轧辊中心线的距离和轧材的线速度。

g加减速补偿控制(COMPENSATION  CONTROL TO  ACC OR  DEC SPEED:在轧机的加减速段,轧机出口厚度会随轧制速度的变化而变化,出口厚度将严重超差,加减速补偿控制将根据轧机数学模型来实时调整辊缝或轧制压力,以补偿厚度的变化,减少轧机加减速段的厚度误差。(一般情况下,加速时带材会自动减薄,减速时,带材会自动增厚)。

h秒流量控制(MASS FLOW CONTROL):根据流量恒定原理,单位时间内进入轧机的带材体积应等于轧机出口带材的体积,因此,可通过测量轧机入口、出口速度和入口厚度计算出轧机出口厚度,这一计算厚度与设定厚度的偏差用于控制轧辊辊缝或轧制压力,同时,用出口测厚仪测得的带材实际厚度偏差对上述控制进行校正。

i张力AGC(GAUGE  TO  TENSION  CONTROL):张力AGC是通过调整轧机的入口张力,使轧机出口侧带材的厚度偏差趋于零。

j速度AGCGAUGE TO SPEED CONTROL:速度AGC是通过调整轧机的轧机速度,使轧机出口侧带材的厚度偏差趋于零。

k轧制工艺选择(MILL  SET  UP:控制系统配置有轧制工艺数据库,可以存储多达数百种轧制工艺。每种轧制工艺包括:轧制道次、入口厚度、出口厚度、板材宽度、合金号、辊缝、轧制力、轧制速度等控制参数。在轧制不同规格的板材时,只需要调出相应的轧制工艺即可在每道次开始轧制以前自动设置轧制状态。

l数据显示及操作控制(DATA  DISPLAY  AND  MILL  OPERATION:在过程管理及HMI操作站均可实时显示轧机的各种参数和厚度变化曲线,并可在轧制过程中修改这些参数。

m自动报表产生(AUTOMATICALL  REPORTS  GENERATION:在每卷带材或每道次轧制结束后,系统可以自动产生带卷报表,记录此卷带材每一道次的轧制情况。包括:辊缝、轧制力、轧制速度入口及出口厚度曲线、厚度偏差分布曲线、产品精度等。在每一班和每一天生产结束以后,系统可以自动产生班报表和日报表,记录生产情况。带卷报表和班报表、日报表将保存在生产报表数据库中。

n故障诊断系统(FAULT  DIGNOSTICS:一个控制系统的可靠性由两个方面来保证:一是系统的平均无故障时间,这可以通过选择高可靠性的元器件及性能先进的计算机来保证;一是系统的故障修复时间,故障修复时间当然是越短越好,故障诊断系统提供了大量的系统保护和检测手段,可以帮助现场技术人员快速查找系统中可能发生的各种故障,快速排除。

o系统维护(SYSTEM  MAINTENANCE:系统具有自主开发能力,无须借助其他设备就可以进行编程,可在线调试、修改控制参数等,可使厚控系统始终保持最佳工作状态。



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