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

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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