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電氣傳動(dòng)自動(dòng)化
液壓軋機(jī)AGC控制系統(tǒng)
1. AGC系統(tǒng)配置概述
AGC系統(tǒng)采用上、下位兩級(jí)PLC控制方案，是集軋機(jī)過程通訊、參數(shù)傳遞、AGC控制和故障報(bào)警為一體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。下位機(jī)集輥縫、壓力控制一體，上位機(jī)與下位機(jī)通過Ethernet網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換完成軋制過程控制。AGC系統(tǒng)采用西門子S7-400+FM458專用軸定位模塊實(shí)現(xiàn)。AGC系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動(dòng)化PLC與傳動(dòng)系統(tǒng)及遠(yuǎn)程站通過Profibus現(xiàn)場總線連接，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)交換。系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠性高。
2. AGC系統(tǒng)功能
a、位置控制（POSITION CONTROL）：位置控制是APC控制的基本內(nèi)環(huán)，它與其他APC模式一起使用。位移傳感器可安裝在軋機(jī)壓上油缸上。在軋機(jī)的操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)油缸分別有兩（1）個(gè)傳感器獲取位置反饋信號(hào)，然后把這兩個(gè)信號(hào)加以平均產(chǎn)生一個(gè)代表中央位置的信號(hào)，這個(gè)平均值和一個(gè)輥縫給定信號(hào)相比較，用兩者的差值來驅(qū)動(dòng)伺服閥，調(diào)整壓上油缸使差值趨于零。
b、壓力控制（LOAD CONTROL）：壓力控制是液壓軋機(jī)控制的第二個(gè)基本內(nèi)環(huán)，它也需與其他控制模式一起使用。安裝于壓上油缸上的壓力傳感器檢測油缸內(nèi)的壓力，經(jīng)轉(zhuǎn)換得到軋機(jī)軋制力反饋信號(hào)，這個(gè)信號(hào)和一個(gè)壓力給定信號(hào)相比較，用兩者的差值來驅(qū)動(dòng)伺服閥，調(diào)整壓上油缸使差值趨于零。壓力控制主要用于壓力AGC控制、軋機(jī)預(yù)壓靠調(diào)零、軋機(jī)調(diào)試及故障診斷。
c、壓力AGC控制（GAUGE METER）：這種控制也被稱為液壓軋機(jī)的可變剛性。壓力AGC控制可以有效地增加軋機(jī)剛性，使軋機(jī)的等效剛性遠(yuǎn)大于軋機(jī)的自然剛性。在軋制過程中，控制系統(tǒng)分別檢測軋機(jī)操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的軋制壓力，根據(jù)軋機(jī)的剛性曲線，計(jì)算出軋制力所引起的機(jī)架拉伸，相對于預(yù)計(jì)機(jī)架拉伸的任何變化被送入輥縫控制環(huán)進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。如果上述變化被完全補(bǔ)償，即100%補(bǔ)償，則軋機(jī)將呈現(xiàn)一無限大剛性，軋輥輥縫將不受來料厚度和硬度的影響，可以產(chǎn)生恒定的出口厚度。但是，100%的軋機(jī)剛性補(bǔ)償會(huì)使支承輥偏心完全印軋?jiān)趲Р纳?，影響軋制精度，?shí)際工作中，補(bǔ)償?shù)陌俜直刃枰{(diào)整以獲得最佳的軋機(jī)性能。
d、輥縫和壓力調(diào)偏控制（GAP/LOAD TILT CONTROL）：通過分別調(diào)整操作側(cè)，傳動(dòng)側(cè)軋輥輥縫，使軋輥傾斜，調(diào)偏控制用于控制軋機(jī)出口側(cè)帶材的板形。
e、厚度監(jiān)控（GAUGE BACKWARD CONTROL）：通過出口側(cè)測厚儀檢測軋機(jī)出口側(cè)帶材的厚度偏差，控制軋輥輥縫或軋制壓力，使厚度偏差趨于零。厚度監(jiān)控可以消除因熱膨脹、軋制速度等對出口厚度的影響，消除入口厚度變化和入口帶材硬度變化的影響。
f、厚度預(yù)控（GAUGE FORWARD CONTROL）：通過入口側(cè)測厚儀檢測軋機(jī)入口帶材厚度，存入一先入先出的厚度鏈表中，經(jīng)過延時(shí)后，根據(jù)所存厚度值控制軋輥輥縫或軋制壓力，使軋機(jī)出口側(cè)帶材的厚度偏差減小。延時(shí)的時(shí)間決定于入口測厚儀至軋輥中心線的距離和軋材的線速度。
g、加減速補(bǔ)償控制（COMPENSATION CONTROL TO ACC OR DEC SPEED）：在軋機(jī)的加減速段，軋機(jī)出口厚度會(huì)隨軋制速度的變化而變化，出口厚度將嚴(yán)重超差，加減速補(bǔ)償控制將根據(jù)軋機(jī)數(shù)學(xué)模型來實(shí)時(shí)調(diào)整輥縫或軋制壓力，以補(bǔ)償厚度的變化，減少軋機(jī)加減速段的厚度誤差。（一般情況下，加速時(shí)帶材會(huì)自動(dòng)減薄，減速時(shí)，帶材會(huì)自動(dòng)增厚）。
h、秒流量控制（MASS FLOW CONTROL）：根據(jù)流量恒定原理，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入軋機(jī)的帶材體積應(yīng)等于軋機(jī)出口帶材的體積，因此，可通過測量軋機(jī)入口、出口速度和入口厚度計(jì)算出軋機(jī)出口厚度，這一計(jì)算厚度與設(shè)定厚度的偏差用于控制軋輥輥縫或軋制壓力，同時(shí)，用出口測厚儀測得的帶材實(shí)際厚度偏差對上述控制進(jìn)行校正。
i、張力AGC(GAUGE TO TENSION CONTROL)：張力AGC是通過調(diào)整軋機(jī)的入口張力，使軋機(jī)出口側(cè)帶材的厚度偏差趨于零。
j、速度AGC（GAUGE TO SPEED CONTROL）：速度AGC是通過調(diào)整軋機(jī)的軋機(jī)速度，使軋機(jī)出口側(cè)帶材的厚度偏差趨于零。
k、軋制工藝選擇（MILL SET UP）：控制系統(tǒng)配置有軋制工藝數(shù)據(jù)庫，可以存儲(chǔ)多達(dá)數(shù)百種軋制工藝。每種軋制工藝包括：軋制道次、入口厚度、出口厚度、板材寬度、合金號(hào)、輥縫、軋制力、軋制速度等控制參數(shù)。在軋制不同規(guī)格的板材時(shí)，只需要調(diào)出相應(yīng)的軋制工藝即可在每道次開始軋制以前自動(dòng)設(shè)置軋制狀態(tài)。
l、數(shù)據(jù)顯示及操作控制（DATA DISPLAY AND MILL OPERATION）：在過程管理及HMI操作站均可實(shí)時(shí)顯示軋機(jī)的各種參數(shù)和厚度變化曲線，并可在軋制過程中修改這些參數(shù)。
m、自動(dòng)報(bào)表產(chǎn)生（AUTOMATICALL REPORTS GENERATION）：在每卷帶材或每道次軋制結(jié)束后，系統(tǒng)可以自動(dòng)產(chǎn)生帶卷報(bào)表，記錄此卷帶材每一道次的軋制情況。包括：輥縫、軋制力、軋制速度入口及出口厚度曲線、厚度偏差分布曲線、產(chǎn)品精度等。在每一班和每一天生產(chǎn)結(jié)束以后，系統(tǒng)可以自動(dòng)產(chǎn)生班報(bào)表和日報(bào)表，記錄生產(chǎn)情況。帶卷報(bào)表和班報(bào)表、日報(bào)表將保存在生產(chǎn)報(bào)表數(shù)據(jù)庫中。
n、故障診斷系統(tǒng)（FAULT DIGNOSTICS）：一個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性由兩個(gè)方面來保證：一是系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間，這可以通過選擇高可靠性的元器件及性能先進(jìn)的計(jì)算機(jī)來保證；一是系統(tǒng)的故障修復(fù)時(shí)間，故障修復(fù)時(shí)間當(dāng)然是越短越好，故障診斷系統(tǒng)提供了大量的系統(tǒng)保護(hù)和檢測手段，可以幫助現(xiàn)場技術(shù)人員快速查找系統(tǒng)中可能發(fā)生的各種故障，快速排除。
o、系統(tǒng)維護(hù)（SYSTEM MAINTENANCE）：系統(tǒng)具有自主開發(fā)能力，無須借助其他設(shè)備就可以進(jìn)行編程，可在線調(diào)試、修改控制參數(shù)等，可使厚控系統(tǒng)始終保持最佳工作狀態(tài)。
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