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      AGC控制技术及其在铝板带轧制中的应用进展

      来源:http://kushang66.com??发布时间:2019-11-27 08:56??浏览量:返回列表

      一、前言

      在一定程度上铝是作为第一大有色金属材料, 其具有耐腐蚀、质量较轻以及加工性能好、比强度较高与可再生利用等优点, 被广泛的应用在交通运输、航空航天以及机械、电力、包装与军事装备等多个行业, 铝材也是我国经济发展以及国防建设的主要物资。铝板带材大约占据整个铝材加工的百分之六十左右, 其实际应用是极为广泛的。现代轧机板厚自动控制技术, 下面简称AGC技术是具有控制精度高以及响应速度快的特点, 现已经成为轧制高精度铝板带材必不可少的装备技术之一, 其不仅是能够满足高质量与高性能的铝板产品需求, 还能够提升其成才的几率, 从而降低原材料的实际消耗, 并且还可以提升板带轧机自动化水平等多方面的作用。

      二、铝板带轧制综合分析

      国内的铝板带轧制是一种具有多变量、滞后、非线性、时变的复杂工业工程。铝板带加工工艺的主要要求包含了下面几点:第一综合性能, 其对于重要用途的铝板, 其还要求具有极为良好的韧性与工艺性能以及冲压性等诸多要求之外, 还需要具有极强的综合性能;第二是铝板带表面的质量, 铝板带表面是不能出现拉裂、气泡以及结疤和刮伤等损伤;第三是铝板带尺寸的精度, 其也包含了铝板带的长度、宽度以及厚度等方面的精确度;第四是铝板带的板型精度, 铝板带必须要平坦, 不出现瓢曲。在当前的铝板带轧制生产加工过程中, 对于板带的工艺要求也都是实现了自动化的控制, 其自身尺寸的精确度主要是由厚度的准确度, 其不仅是影响到了铝板带的实际施工性能以及连续的冲压之后工序, 并且还在生产加工中难度较大, 铝板的厚度是板带产品最为重要的质量标准之一。在很大程度上充分使用自动化技术对于铝板带的厚度进行控制被称之为AGC技术。该技术主要是通过测试履带板的厚度和传感器对于板带的厚度进行连续测量, 然后根据给定值的偏差信号, 借助装置与计算机的辅助功能, 调整轧制压力与压下量和张力等, 从而把履带板轧机的出口厚度控制在一定范围之内。

      在一定程度上影响轧制履带板的产品质量客观因素包含了轧制机械精度的实际影响;轧辊的膨胀和损伤;材料物理化学特性的不均匀性质;来料的厚度转变;以及轧制速度的实际影响等多方面因素。在某种程度上正是因为存在上面的多方面因素和不确定因素, 让履带板厚度的控制出现多变的现象。

      三、液压AGC系统利用液压压下装置的系统特点分析

      第一安全可靠, 操作灵敏。在一定程度上因为AGC液压缸的行程大约是在5毫米到20毫米之内, 其可以调整的范围是相对较大的, 因此具有过载保护性能, 伺服阀的控制灵敏极为稳定。

      第二惯性较小, 响应速度较快, 控制的精度要求高。因为AGC缸的运动部件惯性是要比设备的电机小的, 其自身的加速度较大, 最高是可以达到2020mm/s, 在压力下的速度能够达到6mm/s, 设备的系统频率也能够带到15赫兹以上。

      第三液压系统是采用的标准液压器件, 在通用性能中是较好的, 也能够在一定程度上去简化设备的机械机构, 并且还会比机械设备自身的传动效率更高, 更稳定。

      第四是使用液压压下能够根据所需要改进的轧机当量的刚度与强度, 去实行对铝板带轧机从恒压力到恒辊缝的有效控制。在传统的液压AGC控制手段下, 是不能满足当前的高精度与高速度以及高可靠性和安全性等铝板带轧制需求的, 因此要对于铝板带轧机的厚度精度和应用需要保持一定的优化, 轧机的厚度控制因素有多方面的, 其中不确定性的因素对于铝板带的系统控制作用是不难显现的, 比如轴承的油膜厚度和空载辊缝与死区、饱和、间隙等固有的线性因素, 铝板带轧机液压的厚度控制系统动态性能对于AGC也是有着较大的影响, 与此同时, 铝板带的轧制设备刚度也是能够直接影响到板厚精度的。上面所描述的多方面因素针对履带板的厚度精度影响都是比较重要的, 所以需要相关人员综合的考虑多方面因素针对AGC的诸多影响。

      在履带板轧机液压AGC系统的后滑与滞后等现象中, 其会对于铝板的厚度控制影响不断增大。在高速轧制和多变量与不确定以及外干扰等交叉作用复杂加工工序情况下, 若是液压AGC系统控制作用没有达到要求, 那么作为执行机构中的铝板厚度控制液压AGC系统就会出现后滑与滞后等现象, 简单来说就是液压厚度控制系统的动作准确性能与快速响应性能, 是会直接影响到铝板带轧制的效率以及整体质量的。一方面在液压AGC系统中的控制理论与方式中, 综合智能控制优化控制等于一体的液压板厚控制理论方式, 这对于保障与完善铝板带轧机液压AGC系统性能是有着极为重要的作用;另一个方面是准确的弹跳去对铝板带轧机液压系统有着极为重要的现实意义, 在给予弹跳方程系统中, 若是轧机的强度计算值存在偏差的话, 那么实际的铝板厚度是不能通过控制而消除的, 在某种特定情况下, 其反馈的铝板厚度控制甚至会因为辊缝的调制方向的误差, 直接导致铝板厚度的反馈现象出现。

      四、AGC液压控制技术在铝板带轧制中的实际应用

      在一定程度上传统的PID控制是具有稳定性好, 使用方式便利以及结构简单等特征。所以, 在实际中铝板带的厚度控制系统中大多数都是使用的以前的PID控制器, PID控制器在铝板带的厚度控制中有着极为重要的作用。但是伴随着我国铝板带轧制逐渐趋于高精度和高速度以及自动化与智能化方向发展, 甚至被控制对象模型的PID控制都是很难实现理想的板带厚度控制的效果, 因此需要相关人员寻求更为先进的铝板带厚度控制理论和技术的成熟, 最近几年来, 我国铝板带轧机的液压AGC控制技术也得到了发展。

      通过在2000热轧机改造过程中增加液压AGC控制系统轧机控制精度中也有所提升, 产品的质量以及精确度有着极为明显的增高。和传统的系统相对比, 可以实现自动程序和手动程序控制, 并且还具有自动测定的轧机强度与刚度等多方面功能。在本文研究中主要是分析了FM458在铝板带轧机厚度控制系统的应用, 详细分析了液压AGC履带板控制技术厚度控制系统的原理和完成其控制硬件的设备配置, 与此同时也提出了传动系统的张力方案。

      (一) 现代铝板带厚度控制阶段分析

      在二十世纪五十年代, 国外有很多专家根据轧机弹跳曲线的交点, 推导了轧机出口铝板带表达方式, 这也就奠定了铝板带厚度控制的理论基础。在某种程度上液压AGC也会得到极为快速的发展, 特别是压力AGC技术控制系统, 在很大程度上该系统的基本理由是最先提出的曲线方程。在铝板带轧机制作过程中, AGC负载的加工是极为复杂的, 尤其是液压AGC动态性能受到液压缸和机架的综合刚度等多方面影响较大。在西方发达国家钢铁协会所发明的厚度控制系统, 一般都是被称之为相对值的AGC系统轧机的刚度压力AGC系统, 其压力补偿环的方式是能够抵消轧机的弹性变量, 从而以压力的补偿方式变量, 其自身也是弹跳曲线方程的厚度也会发生变化在之后的实际轧制压力P和锁定的稳定压力P之间的差距, 是能够计算出其中差值的, 然后根据这个偏差值的修正液压AGC给定值, 是能够减少铝板带的厚度偏差。

      (二) 常规的自动调节阶段分析

      电动压下的铝板带厚度调节是为了解决手动压下的板厚度调节的问题所产生出的一种自动控制方式, 但是电动压下铝板带的厚度调节是应用在厚板的轧制当中, 板带的厚度偏差精度较大, 偏差较大。为了能够在一定程度上去提升铝板带的厚度控制精度, 是能够给予细调相互结合的思想于粗调的思想, 从而也会出现一种电动双压下板厚度调节的系统, 这种情况的出现也会导致在某种程度上的实际工作效率和质量不断降低的问题出现, 是不能满足当前铝板带轧机的速度需求的。因此也出现了一种基于全液压下的AGC板厚控制方式, 其准确度和精度也是有着极为重要的积极作用, 若是要想AGC控制技术在铝板带轧制中的应用更为广泛, 就需要相关研究人员更为深入的研发, 从而保障铝板带轧制的效益提升。

      五、结语

      总而言之, 铝板带轧制AGC系统所面临的是高精度和高自动化以及高性能的要求, 在很大程度上相关人员必须要针对AGC系统进行技术、理论以及方法的深入研究。此外, 铝板带轧机中的AGC系统还存在外干扰和多变量以及不确定等综合性的问题, 这些方面的问题也是需要相关人员进行长期的探讨的, 只有这样才能够保障AGC控制技术在铝板带轧制中更为实用的效果。


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