中厚板轧机计算机控制系统的开发

1、 中厚板轧机计算机控制系统的开发作者:何纯玉, 矫志杰, 胡贤磊, 王君, 吴迪作者单位:东北大学,轧制技术及连轧自动化国家重点实验室相似文献(10条1.学位论文杜平中厚板轧机AGC计算机控制系统2006厚度精度是衡量中厚板质量的重要指标,随着计算机控制技术和AGC技术的发展,AGC计算机控制系统有了新的进展。本文综述了中厚板轧机AGC技术的发展现状及应用情况,结合我国某钢铁公司中厚板轧钢厂3000mm中厚板轧机AGC计算机控制系统工程项目的设计、调试,主要完成以下工作:1.基于轧机弹跳方程、塑性方程及P-H图等基础理论,从控制框图和控制模型两方面详细介绍了中厚板轧制过程中主要采用的压力AGC

2、,给出了控制原理和模型公式及其优缺点,并对BISRAAGC、动态设定型AGC、GM-AGC、AbsoluteAGC、AEGAGC和RALAGC进行比较分析,为AGC控制模型的选择及现场分析调试提供模型研究。2.根据中厚板轧制过程控制的特点,选择合理的计算机系统和计算机网络完成了AGC计算机控制系统的整体设计,本AGC计算机控制系统采用二级控制,一级为基础自动化级,采用西门子的S7-400PLC;二级计算机系统即过程控制系统,采用美国COMPAQ服务器。3.从电动、液压APC和液压AGC两个方面来对轧机压下控制系统进行了分析,研究选择适合本系统的相对AGC和绝对AGC相结合的AGC控制方式。分析

3、电机速降曲线及液压缸控制原理,给出了实际应用中辊缝实际值和设定值的计算公式,实现了电动、液压联合APC控制系统。4.利用SIEMENS公司的STEP7、WINCC语言及VisualC+完成了AGC计算机控制系统程序开发,完成了轧机的基础自动化控制和过程控制功能,实现实时数据的采集与显示。调试完成后,对轧机刚度测试、调零和液压缸阶跃响应的数据进行了记录和分析,系统实际应用结果和轧出钢板的性能表明各项性能指标均达到了程序设计和现场调试要求。5.建立了液压AGC系统的动态模型,利用MATLAB语言中Simulink工具箱,根据现场数据进行了仿真,离线研究液压AGC系统的动、静态特性。通过分析其开、闭

4、环波德图,得出本系统为稳定系统,经过PID校正后,系统的响应速度提高。分析了轧制过程中,轧件来料厚度、轧件塑性系数和液压缸初始油柱高度变化对出口厚度的影响,对液压AGC系统进行离线仿真和优化设计。2.期刊论文张殿华.王君.李建平.张其生.赵胜国.刘仁辅.ZHANG Dian-hua.WANG Jun.LI Jian-ping.ZHANG Qi-sheng.ZHAO Sheng-guo.LIU Ren-fu首钢中厚板轧机AGC计算机控制系统-轧钢2001,18(1介绍了首钢中厚板轧钢厂3340mm中厚板轧机液压AGC系统工艺参数和计算机系统的硬件配置和传感器配置,给出了轧机弹跳模型和液压缸HCC

5、的控制原理和液压缸的系统频率响应特性,描述了本系统所采用的头部锁定AGC和绝对AGC的控制策略,并对支撑辊偏心补偿、油膜厚度补偿等厚度控制补偿方法进行了说明。3.学位论文胡红中厚板轧机厚度自动控制系统研究2001该文以某钢铁公司中厚板轧钢厂3340中厚板轧机液压厚度自动控制(AutomaticGaugeControlAGC 改造工程为研究背景,在查阅了大量国内外相关文献的基础上,综述了中厚板轧机AGC技术的发展历程、研究现状及今后的发展趋势,从中厚板轧制工艺对控制系统的客观要求出发,对压力AGC理论及其实践中的问题进行了系统的研究.该文主要完成下面几项工作: 对轧机消除厚差的机理进行了分析,并

6、对轧机当量刚度、变刚度等概念进行了讨论.在此基础上,对压力AGC的三种模型(BISRA-AGC、动态设定型AGC及GM-AGC进行了详细的分析和理论推导,并对其优缺点进行了评价,为AGC控制模型的选择及系统设计与调试提供了理论基础. 鉴于硬件系统在实际工程项目中的重要地位,论文还对该套计算机系统的硬件配置作了详细的描述,介绍其计算机配置、传感器配置以及它们的性能参数.4.学位论文朱铁成中厚板轧机液压AGC技术的应用研究2006本文以作者所在单位中厚板轧机工艺升级改造工程为背景,介绍了工程改造的目的和意义以及改造前后产品质量发生的变化。 本文的主要工作是对改造后新四辊轧机的液压厚度控制系统进行研

7、究,这部分被认为是本工程技术含量最高的部分。文章首先阐述了目前国内外中厚板轧机的厚度控制应用情况以及对轧机消除厚差的机理进行了分析,并对压力AGC的三种模型:BISRA.AGC、动态设定型AGC及绝对AGC进行了详细的分析并加以理论推导,并对其优缺点进行了评价,为AGC控制模型的选择及现场分析调试提供了理论基础。 同时,鉴于硬件系统在实际工程中的重要作用,本文推导了新的伺服阀流量公式,并对液压系统的主要设备参数进行了计算,给设备选型提供了依据,本文还对本套计算机系统的硬件配置作了详细的描述,介绍其计算机配置、传感器配置以及它们的性能参数。 此外本文还从液压缸控制入手来对轧机压下控制系统进行了研

8、究,分析了其中液压缸和伺服阀控制原理。并根据现场实测数据求出了本轧机的液压APC系统频率响应特性。 最后,本文还对高精度绝对AGC的工程实现进行了系统的研究,特别是针对油膜厚度补偿问题和轧辊偏心补偿问题的成因和解决方法进行探讨,并根据本套系统的实际情况,提出了新的补偿方案。5.学位论文李众首钢中厚板轧机厚度控制策略应用研究2000该文以首钢中厚板轧钢厂3340mm四辊精轧机压下系统改造为实例,论述了中厚板轧机液压AGC系统的工作原理、控制特点和发过程.介绍了这次首钢3340mm轧机液压AGC系统改造的总体设计方案、控制功能和特点.对电动压下APC系统和液压压下AGC系统的工作原理和设计特点进行

9、了分析和探讨.该文重点研究了这次液压AGC系统改造的功能之一,轧制过程控制计算机系统所需的控制策略.对于首钢中厚板生产线离线轧制规程的计算策略,议论也进行了较为深入的研究,确定了轧件展宽、伸长阶段轧制规程的计算策略,确定了在精轧道次的板型恒凸度计算方法和轧制温度的预测方法.该文结合理论中厚板机的控制特点,研究确定了轧制过程计算中所需的轧制压力、轧制温度、轧制力矩、板凸度等数学模型,并根据3340mm中厚板轧机的工艺和设备特点,结合现场的实测数据,确定了模型中的有关参数.6.会议论文何纯玉.王君.矫志杰.孙承兵.吴迪.王国栋首钢中厚板厂控制轧制和控制冷却系统的开发2006介绍了首钢3500mm中

10、厚板改造项目计算机系统的组成和功能,包括网络结构以及基础自动化与过程计算机之间的衔接,并详细论述了基础自动化和过程控制系统的配置、接口设计及控制方法.该控制系统已在现场成功使用.7.学位论文胡加洪中厚板轧机厚度自动控制系统的研究2004二十一世纪钢铁工业仍然发挥着不可替代的重要作用,而且在质量方面的竞争越来越激烈.加入"WTO"后,中国钢铁工业将面临更加严峻的挑战.中厚板在钢铁工业中占有重要地位,钢板厚度精度是衡量中厚板质量的重要指标,如何提高液压AGC的水平进而减小钢板厚差便成为科研技术人员为之不懈努力的课题.该文以国内某钢铁公司中厚板轧钢厂3500中厚板轧机液压AGC改

11、造工程为研究背景.在查阅大量国内外文献的基础上,综述了中厚板轧机AGC的发展历程,研究现状及今后的发展趋势.从中厚板轧制工艺对控制系统的客观要求出发,对压力AGC理论及其实践中的问题进行了系统的研究.该文主要完成下面几项工作:首先,对轧机消除轧件厚差的机理进行了分析.在此基础上,对压力AGC的三种模型:BISRA-AGC、动态设定型AGC及GM-AGC进行了详细的分析并加以理论推导,并对其优缺点进行了评价,为AGC控制模型的选择及现场应用提供了理论基础.鉴于硬件系统在实际工程中的重要地位,对该套计算机系统的硬件配置和传感器作了描述.作为AGC的执行机构,还对轧机压下系统进行了研究,分析了其构成

12、特点、机械安装特点、电机降速曲线及液压控制原理.为了提高目标厚度的命中精度,对控制轧件出口厚度的基础工作轧机调零和刚度测试做了介绍,把其思想成功地应用到了实践中.在掌握了上述基本理论和系统配置后,投入了GM型的相对AGC.通过应用,发现了常用的积分形式GM-AGC的不足,针对其缺点尝试地采用了非积分形式的GM-AGC,并从系统框图、数值模拟和实测数据等方面验证了其优越性,在实际应用中取得了显著成效,使钢板同板厚差由±200m减小为±100m.该文还对对高精度绝对值AGC所需要的轧机扰动补偿进行了研究,包括:轧辊偏心补偿,沉入补偿.8.期刊论文牛文勇.李建平.王君.李勃.NI

13、U Wen-yong.Li Jian-ping.WANG Jun.LI Bo首钢3500mm中厚板轧机AGC基础自动化系统-冶金自动化2006,30(1后介绍了厚度自动控制(AGC的控制方式、投入条件以及AGC系统的运行情况. 9.学位论文 陈磊 中厚板AGC和ACC控制系统的研究与应用 2006 中厚板的厚度精度和产品性能是衡量中厚板质量的重要指标，在激烈的产品竞争中应用控制轧制和控制冷却技术是取得优势的关键。而AGC、ACC技 术是实现控制轧制和控制冷却的核心，快速响应的液压厚度控制系统实现对中厚板厚度的精确控制，轧后加速冷却系统主对中厚板性能的改善起到至关 重要的作用。本文在参阅大量参考

14、文献的基础上，结合我国某钢铁公司中厚板轧钢厂3500mm中厚板轧机AGC和ACC计算机控制系统工程，对AGC、ACC系统 进行了设计调试，并对实际应用效果进行了分析检测，主要完成以下工作： 1针对AGC计算机控制系统，在轧机弹跳方程、塑性方程和P-H图等基 础理论上，详细介绍了中厚板轧制过程中主要采用的压力AGC，分析了控制原理和模型公式及其优缺点，并对BISRA AGC、动态设定型AGC、GM-AGC、 Absolute AGC、AEG AGC和RALAGC进行比较分析，为AGC控制模型的选择提供模型依据。针对ACC计算机控制系统，分析了控制冷却的方法和形式。 2设计的网络连接和基本框架，A

15、GC计算机控制系统和ACC采用二级控制，一级为基础自动化级，采用西门子的S7-400；二级计算机系统为过程控制系统 ，采用惠普服务器系统。 3编写了的PLC程序，完成了从电动、液压APC和液压AGC对轧机压下控制系统进行控制调节，研究选择适合本系统的相 对AGC和绝对AGC相结合的AGC控制方式。分析电机速降曲线及液压缸控制原理，给出了实际应用中辊缝实际值和设定值的计算公式，完成了对控冷集管的 流量标定和调宽电机的宽度控制等，实现了AGC计算机控制系统及ACC控制系统的基础自动化功能。 4对AGC和ACC计算机控制系统进行了现场实际 检测，该系统达到了设计要求。 10.期刊论文 何纯玉.吴迪.王君.王国栋.HE Chun-yu.WU di.WANG Jun.WANG Guo-dong 中厚板轧制过程计