厚板轧机液压AGC系统油膜补偿控制

厚板轧机液压AGC系统油膜补偿控制

高明强冯铁

辽宁科技大学辽宁鞍山114051

摘要：油膜补偿是液压AGC系统的一个重要的补偿量，是控制轧钢成品板厚的重要因素。本文结合某厚板生产线，介绍油膜补偿速度和负载函数的计算方法及补偿量的控制实现。

关键词：油膜补偿；液压AGC；油膜轴承；轧机速度；轧制力

一、概述

液压AGC系统是宽厚板轧制过程中极为重要的组成部分，是控制成品板厚精度的有力手段，具有控制精度高、响应速度快等优点，目前已被国内外轧钢系统普遍采用。液压AGC系统在实现自动厚度控制过程中，为进一步提高板厚精度，需采用多种补偿措施，其中一个重要的补偿量就是油膜补偿。

厚板轧机的上、下支撑辊采用的是油膜轴承，轴承的周围充满着润滑油，而油膜的厚度直接受轧机的速度和轧制力影响，导致轧辊中心的移动，其作用体现在使辊缝产生变化。当轧机速度提高或轧制力减少时，油膜轴承的油膜厚度增加，使轧辊间隙变小，造成出口侧板厚变薄；反之，当轧机速度减少或轧制力提高时，油膜轴承的油膜厚度减少，使轧辊间隙变大，造成出口侧板厚变厚。

此偏差的出现，严重影响板厚控制的精度，因此在液压AGC系统中加入油膜补偿的控制环节，目的在于消除轧制过程中由于油膜厚度变化而带来的板厚偏差。油膜补偿环节是液压AGC系统的必要补充和完善，可以更好地保证轧钢产品的质量。

油膜厚度的变化在轧制过程中位于轴承内部的变化，无法通过检测仪器仪表对其进行测量，而影响油膜厚度变化的两个因素：轧机速度和轧制力可通过检测直接获得，其中轧机速度可以通过主传动的反馈速度获得，压力可通过安装在现场的压力传感器获得。因此油膜补偿都是依据轧机速度和轧制力而实施补偿量的控制。

二、油膜补偿量计算

油膜补偿有多种方法计算油膜厚度，如雷诺兹方程等，其各种系数的确定稍显复杂。本文介绍通过速度函数和负载函数取得油膜补偿量的计算方法。

1、关于速度和负载函数的计算：

图1油膜补偿量曲线

；轧机速度或轧制力的变化量；

；油膜补偿量的变化量；

；提高计算的精确度；

；求出相应的函数关系；

；当前轧机速度或轧制力的变化量；

；当前轧机速度或轧制力对应的油膜补偿量；

；恢复原值；

；计算出油膜补偿量。

2、关于加速和减速的补偿

根据当前速度与前次记录速度的比较，若大于或小于一定值，则可判断当前轧机是在加速或减速中，然后加以相应的补偿量：若轧机在加速中，油膜因加速而增厚，这样油膜补偿就赋以相应的负值，减小液压缸油柱的高度，使辊缝变大，补偿由于油膜厚度增加而引起的辊缝变化；若轧机在减速中，则油膜补偿赋以相应的正数值，增加液压缸油柱的高度，使辊缝变小，补偿由于油膜厚度减小而引起的辊缝变化。这样就保证AGC系统不会因轧机的加速或减速而影响成品板厚。

三、油膜补偿的控制

轧机速度和轧制力是影响油膜厚度变化的重要因素，因此也成为油膜补偿的必要依据量。由生产现场实时采集的轧机速度和轧制力的模拟信号，送入控制系统中，控制系统首先完成A/D转换，将其转变为可处理的数字量值；然后经过速度函数和负载函数计算，得到相应的油膜厚度补偿量，最后将计算得到的补偿量送入恒定位置控制（CPC）单元。

整个液压AGC系统控制的中心对象是液压缸，它与来自过程计算机系统的油柱设定信号和自动调平信号、来自磁尺传感器（MSD）的油柱反馈信号一起构成了一个CPC控制系统，称为液压缸恒定位置控制系统。由CPC单元根据该补偿量来调节液压缸的油柱位置，以改变轧机辊缝的间隙，使出口侧板厚不受油膜厚度变化的影响，从而实现油膜补偿的功能。

图２油膜补偿控制原理图

函数变换及补偿量的计算是整个油膜补偿环节的中心。

四、结束语

经某厚板生产线实践证明，通过速度函数和负载函数计算油膜补偿量的方法简单有效，便于油膜补偿控制的实施，保证了轧钢成品的板厚和质量。

参考文献：

[1]陈建华，张其生，李冰，等．中厚板轧机油膜厚度模型的研究[J]．钢铁，2001，36（11）：42-45．

[2]张殿华，王君，褚恩辉，等．东北大学国家重点实验室冷连轧机厚控系统[J]．冶金自动化，1999，23（1）：24-27．

[3]刘相华，胡贤磊，杜林秀.轧制参数计算模型及其应用[M].北京：化学工业出版社．2007.

[4]张少峰．4100mm厚板轧机厚度自适应模型的研究与应用[J]．宽厚板．2008，（6）：22—25．