单机架可逆冷轧机自动控制系统单机架可逆冷轧机自动控制系统2011/07/2511:08孙杰1，张殿华?1，曾玉清2?，程平文2，李旭1(1.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室，辽宁沈阳110004;2.新余钢铁公司特殊钢分公司)?摘要:介绍了450mm单机架冷轧机自动控制系统的硬件配置和传感器配置，说明了轧机基础自动化系统的液压位置闭环控制和轧制力闭环控制原理，结合现场应用情况对厚度控制系统中的前馈厚度控制、Smith预估监控厚度控制和加减速厚度补偿做了重点阐述，最后对速度张力控制也做了相应介绍。现场实际应用表明，成品相对厚度精度优于±1%，满足了实际生产的要求。关键词:单机架冷轧机;控制系统;APC;AGC;张力:TG334.9文献标志码:B:1000-7059(2008)01-0045-04AutomaticcontrolsystemofreversiblesinglestandcoldrollingmillSUN激e1，ZHANGDian-hua1，ZENGYu-qing2，CHENGPing-wen2，LIXu1。(1.TheStateKeyLaboratoryofRollingTechnologyandAutomation，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China;2.SpecialSteelBranch，XinyuIronandSteelCoLtd)Abstract:Hardwareandsensorconfigurationofautomaticcontrolsystemfor450mmsinglestandcoldrollingmillareintroduced.Principlesofhydraulicpositioncloseloopcontrolandrollingforcecloseloopcontrolinbasicautomationsystemofrollingmillareexplainedbinedwithsiteapplicationsituation，feedforwardgaugecontrol，Smithpredictionmonitoringgaugecontrolandgaugecompensationduringaccelerationanddecelerationingaugecontrolsystemaredescribedindetail.Inaddition，velocityandtensioncontrolareintroduced.Practicalapplicationshowsthatrelativethicknessaccuracyofproductsiswithin±1%anditmeetstheneedofpracticalproduction.Keywords:singlestandcoldrollingmill;controlsystem;APC;AGC;tension0前言随着我国经济的迅速发展，对冷轧窄带钢的需求越来越大，质量要求也越来越高?。据资料显示，我国目前冷轧窄带钢生产能力过剩，但是高精度产品依然供不应求。新余钢铁公司特殊钢分公司冷轧带钢厂采用的四辊冷轧机大都是20世纪六七十年代的装备水平，产品质量较差。为了提高带钢产品的市场竞争力，该公司决定在2007年新上一套450mm单机架可逆四辊冷轧机，控制系统采用西门子s7-400系列PLC和F58功能模块，传动系统采用西门子6RA70系列直流调速装置，网络通信系统采用Profibus-DP现场总线和工业以太网。本文主要介绍该轧机的自动控制系统及实际应用情况。1系统硬件和传感器配置1.1系统和网络配置控制系统采用西门子公司S7-400PLC加F58功能模块结构实现轧机主要设备控制。S7-400主要完成主令速度控制、张力控制和系统逻辑控制等，F58具有非常高的运算处理速度，主要完成液压系统自动控制和自动厚度控制，s7-400CPU与F58通过机架总线进行快速数据通信。s7-300主要完成AGC液压站、辅助液压站和工艺润滑站控制，s7-300CPU与S7-400CPU之间采用Profibus-DP现场总线主从通信方式。系统硬件配置和网络结构如图1所示。1.2仪表及传感器配置准确检测轧制过程中系统的各种变量，是提高轧机控制精度和产品质量的前提，本系统采用了大量高精度的检测设备，以满足轧机控制的需求。轧机上安装的传感器如表1所示。2?液压缸自动控制(HCC)液压缸自动控制(HCC)指液压缸的位置闭环控制(HAPC)、压力闭环控制(HAFC)和相关的逻辑控制。图2为单侧HAPC和HAFC的工作原理。伺服阀流量不仅受控制电流影响，而且与阀口两侧压力差有关，具有变增益特性，不利于参数整定。为改善控制系统性能，加入了非线性补偿环节。流量非线性补偿分为上行和下行两种情况:上行时液压缸出油，压力差△P=P下行时液压缸进油，压力差△P=PS一P式中，P为液压缸无杆腔内油压;P为系统油源压力。变增益系数式中，Kn为标称增益。采用位置闭环控制方式时，预设位置基准、AGC调节量和手动位置调节量之和作为位置基准，并与液压缸实际位置相比较，偏差值与变增益系数Kp?相乘后送入位置控制器。位置控制器的输出值与轧制力控制器的输出值比较，将二者之中较小的作为给定值输出到隔离转...