浅析平整机辊逢控制

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1、浅析平整机辊缝控制孟德霞马卫山李连山（唐钢冷轧薄板厂）摘要：简单介绍了冷轧平整的目的和意义。分析了应用于唐钢冷轧厂平整机组的辊缝控制系统，描述了基本控制功能、基准值选择、基准值斜坡及辊缝标定。关键词：辊缝控制、传感器、控制器、基准值、辊逢标定1、前言冷轧带钢经过再结晶退火，消除了加工硬化组织，但却使力学性能和加工性能变坏出现屈服平台，为抑制屈服平台平整轧制是最有效的一种加工方法。带钢经过平整后，可以消除带钢退火过程中产生的屈服平台，防止冲压成形时产生滑移线，同时也可以改善带钢的平直度，调整并给出带钢表面的光洁度和粗糙度。唐钢冷轧薄板厂1780平整机组冷轧平整是一个小

2、压下率的冷轧变形过程，冷轧工艺及设备由德国西马克公司提供，为单机架四辊平整。电气控制采用ABB公司基础自动化控制系统800XA，它的恒延伸率控制系统是国际上先进和成熟的技术。由于恒延伸率调节，用轧制力和倾斜控制系统调节，最终都是通过控制机架液压压上缸的位置/压力来实现的。因此液压辊缝控制是平整机控制的核心。本文以冷轧平整机组为例，对平整机辊缝控制系统进行浅析。2、辊缝控制说明轧辊辊缝控制（RGC）是ABB程序控制的一个软件包。它通过安装在机架液压压上缸的位置传感器值和压力传感器值控制伺服阀输出调节上、下辊系位置/压力（辊缝）控制，以实现恒延伸率控制。RGC控制是一个

3、快速反馈控制，运行周期为2ms。包括：从压力传感器的模拟量输入、从增量位置传感器的脉冲数输入、伺服系统/比例阀的模拟量输出、数据记录的实际位置输出、轧制力和辊缝偏差值模拟量输出第二部分是带有各个控制模式使用条件逻辑的基本控制功能，还有基准值的选择。第三部分包括一个标定位置计数器的顺序步骤，以在换辊等操作之后通过标定获得一个确定位置的平行辊缝。3、辊缝控制（RGC）液压辊缝控制可进行位置控制或轧制力控制，但辊缝打开时只能进行位置控制，当辊缝闭合时才能使用轧制力控制。不论在任何时候，位置控制和轧制力控制这两种控制方式都应能平稳地进行转换，所以，要求在任何时间内，未使用的

4、控制回路应与使用的控制回路的输出信号进行修正，并且进行实际值与参考值的比较。一个同步/调整倾斜的控制系统用于位置控制和轧制力控制，确保两侧HGC液压缸平行动作，这就可使上辊系水平的处于轧机中心线并且在过载情况下可打开辊系。辊缝控制图如下：4图1液压辊缝控制图每一个液压缸的实际位置值都是用增量式位置传感器来测量的。传感器发出的位置上升/下降脉冲由预设的硬件计数器读取。实际位置值是传动侧和操作侧位置计数器读数的平均值。实际辊缝倾斜值是由传动侧位置值减去操作侧位置值得到的。基本控制功能中标定逻辑发出的脉冲将会用实际位置偏差值重置位置计数器。两个位置计数器同时被重置，倾斜值

5、将被置为零。在每一个液压缸上都安装有压力计测量实际轧制力。把传动侧和操作侧的单侧轧制力加起来得到总的轧制力。3.1伺服阀位置、倾斜和轧制力控制器对于不同的控制模式使用了几种控制器：(1)伺服阀位置控制：基准值和实际值作差值作为控制器输入。控制器增益随着辊缝从打开到闭合逐渐增大，反之亦然。通过一个斜坡完成从低到高的切换以避免冲击。输出限制在伺服输出的+/-80%，从而有倾斜控制的裕量。(2)总轧制力控制：控制计算得到的轧制力。所以，变化的弯辊力的影响也得到了补偿。输出限制在伺服输出的+/-80%，从而有倾斜控制的裕量。(3)倾斜控制：控制器增益随着辊缝从打开到闭合逐渐

6、增大，反之亦然。输出限制在伺服输出的+/-20%，从而有位置和总轧制力控制的裕量。(4)单侧轧制力控制：每一侧的轧制力由单独的控制器分别控制。辊缝调节速度和活塞侧液压缸压力/轧制力的关系是非线性的，下图显示了典型压下系统的闭合/打开速度：4图2压下系统的闭合/打开速度曲线为了补偿这个系统内在的非线性，伺服控制信号增益修正量在线修正。通过这个修正得到了一个线性的液压系统输出，通过活塞侧实际轧制力计算而得。因此，闭环控制的响应时间在整个轧制力范围内都是恒定的。补偿油柱取决于实际活塞冲程，不同控制器的放大系数都得到了连续的修正。3.2基本控制功能和基准值选择3.2.1基本

7、控制功能基本控制功能包括控制RGC程序的逻辑和产生控制环（如位置、总轧制力、单侧轧制力和倾斜控制）所使用的基准值。设计了给叠加控制程序、板形控制和操作（HMI）的界面。给定值、预设值的数据传输、二进制控制命令和状态显示命令通过这些界面完成。3.2.1.1基本操作模式选择对于基本操作模式，有一个确定的规程来闭合/断开电磁阀。一般地有两种操作模式：辊缝控制：当所有电气和机械条件都满足并且辊缝标定或闭合之后，辊缝控制将起作用。它启动电磁阀使伺服阀工作和杆侧压力控制，并且是所有闭环控制模式的条件，如位置、总轧制力和单侧轧制力控制。快速打开：当紧急情况要求快速打开辊缝时，