板带轧机电动及液压压下联合控制系统.docx

板带轧机电动及液压压下联合控制系统随着科学技术的进步我国经济得到了快速的发展汽车、电子等行业对板带钢材的质量要求越来越高。厚度是板带材最重要的质量指标之一厚度自动控制AGC控制性能的优劣将直接影响轧制产品的质量。本文对该轧机采取的改造方案为电动压下和液压压下联合控制板厚由电动压下进行辊缝粗调液压压下系统负责辊缝精调。板带轧机厚度控制理论1.1.影响轧制产品厚度的因素轧制过程当中影响轧制产品厚度的因素很多根据弹跳方程生产实际中影响轧制产品厚度的因素主要如下：1.1.1.轧机的机械装置和液压装置在轧机加工装配过程当中零部件之间的误差对轧机的刚度和空载辊缝造成直接影响从而使得轧制产品的厚度偏离目标值。轧机开始运作之后其零部件会发生变形或扭曲这都会改变轧机辊缝的大小和形状。一般情况轧机的刚度越大轧机的弹跳量越小辊缝的变化程度和轧制产品厚度偏差都越小产品尺寸精度就越高。1.1.2.轧件的来料特性厚度不均、硬度变化、截面变化、平直度变化等来料特性会对轧制生产过程当中的轧制力大小和辊缝值变化产生一定影响。当影响因素已知而来料特性未知这就难以满足轧制产品的厚度要求此时只有轧机的厚度自动控制系统才能更好的保证产品的质量。1.1.3.轧机的控制系统轧机的控制系统分为轧机硬件设备和控制模型。限制轧机厚度控制精度的硬件因素主要有计算机的速度与精度、传感器的精度与稳定性等。板带轧机压下控制系统2.1.电动压下自动控制系统2.1.1.电动压下控制过程本轧机的传动侧和操作侧分别安装一台西门子直流电机用于空载时粗调轧机辊缝当接收到粗调辊缝设定值后将电动辊缝调到目标设定值此外通过进行倾斜度的监控使得传动侧和操作侧的压下位置偏差控制在允许的范围以内即上辊的倾角保持在允许的偏差范围以内。电动压下控制方式为电机带动齿轮、蜗杆、涡轮传动压下两台50HP电机带动齿轮啮合。由于通过大齿轮连接轴上的蜗杆带动轧机两侧蜗轮蜗轮与压下螺丝转动蜗轮旋转是压下螺丝上下运动。电机之间的电磁离合器可以同步控制两边的压下离合器离开时两边压下电机可以进行单独调节。2.1.2.电动压下定位过程的控制算法2.1.3.电动压下电机的控制方式在此调速系统中转速调节器是主导调节器它使控制电机的转速时刻随着给定电压发生变化而变化转速调节器的输出限幅值决定控制电机的最大允许电流稳态运转时可以对负载的变化起抗扰作用从而实现无静差转速。2.2.液压压下控制传统电动AGC存在很多问题比如响应速度慢、调节精度差、压下效率低等。此案待会的轧机一般都采用液压压下控制方式或者电液相结合的控制方式。液压压下控制系统可以根据轧制实际情况改变实现动态调节从而保证轧制产品的厚度保持不变。其优点主要有以下几点：2.2.1.液压AGC的响应速度快调整精度高。液压AGC系统的伺服系统灵敏度高、摩擦力小使得系统的惯性大幅度降低得以快速响应控制信号。相对于电动AGC来说其具备较高的阶跃响应频率这个数值一般在25Hz左右。同时液压采用先进的反馈方式控制精度可以达到2.5um这远抄电动装置的精度。2.2.2.液压AGC的过载保护简单可靠。液压压下系统有防止轧机过载的安全阀等这可以方式损坏轧辊与轴承。在出现异常情况时如卡钢、堆钢等可以快速排出液压缸中的压力油实现过载保护。采用液压压下方式可以根据工艺需要灵活地进行控制。液压压下方式可以方便的对轧机的当量刚度进行控制实现轧机的“恒辊缝控制”与“恒压力控制”之间的转换以满足不同轧制阶段对机架当量刚度的要求适应各种金属、各种规程及不同厚度的轧制要求。2.2.3.液压AGC的体积小、重量轻具备惯性低、工作平稳的优点在功率相同的情况下尤其是在大功率工况下液压AGC与电动AGC相比上述优点的体现极为明显。2.2.4.液压AGC装置均采用标准液压元件结构简单使琐碎繁杂的机械结构得以简化更能节约成本。3.基于AMESIM和MATLAB的HAPC仿真研究3.1.电液伺服位置仿真模型建立根据液压压下伺服系统的物理模型特点在AMESIM环境下构造其机械液压模型具体步骤如下所述：3.1.1.建立系统模型：首先选择AMESIM的“绘图模式”根据轧机液压压下系统的实际物理模型搭建好液压压下系统框架如图3所示。利用AMESIM能够实现与MATLAB/Simulink进行联合仿真的接口在已经搭建好的液压压下模型中搭建进行联合仿真控制模块。3.1.2.选择系统子模型：根据实际需要对系统中各个模块选择合适的子模型并进行储存。3.1.3.设置系统参数：根据实际设置系统的参数进行联合仿真时使用这一步骤生成的S函数。3.1.4.运转系统：点击菜单“Tools”中的“startMATLAB”选项这时系统的AMESIM物理模型被MATLAB软件当作一个普通的S函数完成数据交换实现液压压下系统的联