收稿日期:!"""#$"#!%
基金项目:国家自然科学基金资助项目(&’’’&%%")
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作者简介:王
君($’(& ) ),男,辽宁建平人,东北大学副教授;张殿华($’(! ) ),男,内蒙古赤峰人,东北大学教授・
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第 !!卷第%期
东 北 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
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文章编号:$""&#C"!((!""$)"%#"%C&#"%
中厚板轧机液压辊缝控制
系统研究及其 !"# 实现
王
君,张殿华,李建平,牛文勇
(东北大学 轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁 沈阳
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摘
要:基于某中厚板轧机液压 >DE 计算机控制系统的设计和调试实践,对液压辊缝控制
系统(F>GE)控制模型进行了理论研究,介绍了用 GHE 实现 F>GE 控制的系统配置,对采用 GHE
进行 F>GE 控制遇到的一些特殊问题进行了详细阐述・开创了 GHE 系统用于 F>GE 的先例,对于
类似系统设计有一定的借鉴意义・
关
键
词:液压辊缝控制 F>GE;厚度自动控制 >DE;可编程逻辑控制器 GHE
中图分类号:IG !JC
K
B %
文献标识码:>
在中厚板轧制中,为了获得良好的同板差和
异板差,开发了许多新技术,包括厚度计 >DE,液
压 >DE,绝对值 >DE,临近式测 厚 仪 以 及 监 控
>DE 和 LL#>DE 的应用
[$ M C]
・其中液压 >DE 的
应用是最基本和最关键的一步・与传统的电动压
下 >DE 相比,液压系统的阶跃响应时间一般为
%" N7,
响应频率在 $" FO 以上;而电动压下仅为
&"" N7,
响应频率为 $ FO 以下・对于中厚板的水
印、温度不均所造成的厚度偏差,液压 >DE 有非
常强的克服能力・所以,对中厚板轧机,进行液压
>DE 计算机控制系统改造,是提高同板差和异板
差的重要措施,已是大势所趋
[%]
・
液压辊缝控制系统 F>GE 是液压厚度控制
系统 F>DE 系统的核心,要求它有很高的响应频
率和严格的稳态精度,以前应用最多的是模拟控
制系统
[!]
,近年逐渐使用 PE< 分布式计算机控制
系统或专用计算机控制系统实现数字式 F>GE
控制
[&,(]
,与模拟式控制系统相比,数字式控制系
统无漂移,精度固定,无非线性问题,系统动静态
精度均得到提高・但系统造价很高,而且系统的通
用性差・在最近完成的某中厚板轧机液压 >DE 计
算机控制系统中,采用 GHE 实现了 F>GE 控制・
大幅度降低了系统造价,提高了 F>GE 系统的通
用性,降低了现场使用人员的维护难度・开创了
GHE 系统用于液压 >GE 的先例・
本文基于该计算机控制系统的设计和调试实
践,
对 F>GE 控制模型进行了理论研究,对采用 GHE
进行 F>GE 控制遇到的一些特殊问题进行了介绍・
$
液压辊缝控制系统模型
液压辊缝控制系统包括液压缸位置闭环控
制、轧制力闭环控制、同步和倾斜闭环控制・
所谓液压缸位置闭环控制,是指伺服阀开口
度调节的目的是在小于最大允许轧制力的条件下
保持液压缸位置在其设定值上・而液压缸压力闭
环控制,是指伺服阀开口度调节的目的是在液压
缸允许的行程内保持轧制力在其设定值上・
当进行辊缝校零和轧机刚度检测时,液压缸
一般工作在轧制力闭环控制方式下・其他情况下,
液压缸一般工作在位置闭环控制方式下・在新的
道次开始前,需要进行电液联合摆辊缝,即根据初
始设定辊缝,首先由电动压下粗摆辊缝(静态偏差
小于 !""!N),再由液压压下精摆辊缝(静态偏差
小于 $"!N)
・咬钢后液压 >DE 通过调节液压位
置实现厚度控制・
在轧制过程中,液压缸工作在位置闭环控制
方式下,设两级最大轧制力保护,当轧制力超过一
级轧制力限幅值时,启动轧制力闭环,设定值取轧
制力限值,F>GE 控制输出为辊缝位置闭环控制
和轧制力闭环控制输出的较小值・这样既防止轧