宝钢厚板轧机压下控制系统的分析与改进研究

论文摘要

宝钢5m厚板轧机是国内的第一套特宽幅现代化厚板轧机,机械供应商为德国西马克公司,电气供应商是德国西门子公司,于2005年3月全面投入生产。其中轧机控制部分采用西门子TDC系列控制器,具有动态响应及时、控制精度高的特点。但是在生产过程中,轧机控制的核心部分——压下控制系统暴露出以下问题：外方程序核心处理部分采用大量“黑箱”模块,我方未能完全掌握核心控制技术；外方在现场调试时主要针对普碳钢,未考虑其他特殊钢种,目前产线承担大量薄板、TMCP钢板的生产任务,厚度控制精度难以达到生产要求。针对此情况,本文通过对原有控制系统尤其是其中的自动厚度控制系统(AGC)的深入分析,掌握其数学原理和调节方法,进而实施优化,对应地制定了具体措施并实施,最终对实施的效果进行了评估,解决了原有系统中存在的问题并大幅地提高了厚度控制精度。本课题研究内容可归纳为以下几个方面：(1)对当前的控制模型深入分析。分析压下系统和现有西门子AGC模型的工作原理、实现方式、功能逻辑,整理出完整的压下系统控制框图。(2)压下系统的特性分析。整个压下系统,特别是液压压下系统的特性分析是本课题的一项重要内容。通过特性分析,掌握整个机架的物理特性。(3)AGC模型改进和关键控制参数优化。研究和实现了动态设定AGC模型在厚板轧制控制中的应用,该模型清晰地反应了AGC的动态调节过程,能自动识别外界扰动,提高整个系统的响应速度和控制精度。(4)厚板压下控制新技术应用的总结。通过该课题的实施有效地提高了系统运行的稳定性、控制水平和产品质量,意义重大。同时本课题的研究成果具备技术上的独创性,具有良好的技术推广价值和经济效益价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 压下系统及AGC模型分析的背景和意义
• 1.2 宝钢5m宽厚板轧机压下系统简介
• 1.2.1 机械结构
• 1.2.2 技术参数
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 压下控制系统TDC程序分析
• 2.1 实际值处理
• 2.1.1 HGC和EGC位置值处理
• 2.1.2 实际轧制力的计算
• 2.2 液压辊缝控制（HGC）和电动压下控制（EGC）
• 2.3 轧机零调
• 2.4 设定值分配
• 2.5 油膜位置计算
• 2.6 AGC系统
• 2.6.1 基本控制逻辑
• 2.6.2 AGC计算模型
• 2.6.3 AGC补偿
• 2.7 黑箱模块分析
• 2.8 轧机液压压下系统特性分析
• 2.8.1 HGC动态特性理论分析
• 2.8.2 HGC系统框图
• 2.8.3 HGC实测数据分析
• 2.9 本章小结
• 第3章 AGC模型分析与改进
• 3.1 西门子AGC模型
• 3.2 优化后程序的AGC模型
• 3.2.1 油膜补偿计算优化
• 3.2.2 动态弯辊的优化
• 3.3 项目实施过程中开发的新技术
• 3.3.1 刚度补偿
• 3.3.2 厚度前馈控制
• 3.3.3 轧制力滤波法轧辊偏心补偿
• 3.4 本章小结
• 第4章 系统原有缺陷的修正
• 4.1 头部偏薄
• 4.2 设定值曲线拟合不准
• 4.3 零调不能通过的缺陷
• 4.4 咬钢速度低导致AGC Hold
• 4.5 本章小结
• 第5章 效果验证与总结
• 5.1 效果验证
• 5.1.1 厚度精度效果分析
• 5.1.2 厚度改规效果分析
• 5.1.3 浪形效果分析
• 5.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 致谢