[发明专利]AGC系统的厚度设定方法和轧出厚度测量方法

说明书

本发明涉及一种高精度板材轧制测厚计型自动厚度控制（AGC）系统的厚度设定方法和厚度测量方法，其设定厚度与轧出厚度不同，特别是其差异由轧机的控制系统（KB）和机械（M）的特性所决定;在在线预报中，由轧制压力和辊缝可得到板材的间接厚度测量值。它适用于计算机实现的DDC-AGC系统，也可用于模拟AGC系统。

为了改善钢板纵向公差，确保厚度命中率，国内外对测厚计型AGC系统进行了大量的研究，日本人M·Saito在扇岛板材轧机上进行高精度轧板厚度控制应用中，采用一种绝对值方式的AGC系统，用弹跳方程预报厚度，该系统配备了绝对板厚调节和高速液压压下，实现了高精度的轧板厚度控制。我国某钢厂的中板轧机上直接采用压力信号、辊缝信号，由弹跳方程计算出厚度值，在加法器处设定一个厚度值，计算厚度与设定厚度之差经PID调节器、放大器控制电液伺服阀调节辊缝，直至间接测厚和设定厚度相等，即二者之差的输出为零时，辊缝就不变。以上两种方法的厚度预测计算方法在本质上是相同的，其计算公式为：

h=φ + (P₂-P_O)/(KB) + A

式中h为轧件出口厚度;

φ为辊缝值;

P₂为轧制压力实测值;

P₀为压靠定辊缝零点的设定压力（压靠压力）;

K_B为轧件宽度为B时控制系统设定的轧机刚度;

A为常数，与零点、轧辊磨损、热膨胀及其他误差有关。

在用AGC轧钢时，必须设定一个厚度值h。在咬钢之前，轧制压力为零，辊缝φ必然摆动很大。为了在咬钢前调一个合适的辊缝，只有人为设定一个压力值，当钢咬入并达到正常宽度时，再把人为设定的压力值转换到实测压力信号上。这样做的技术难度很大，因为一是要有一个合适的咬钢设定压力值，二是要控制好压力信号转换的时刻。这两个设定值与钢种、规格、轧制道次有关，对于品种规格繁杂的生产条件，很难得出合适的设定值。

厚度设定也是十分困难的，因为真实的轧机刚度和控制系统中的设定刚度不可能完全一致，所以设定出的厚度与实际轧出的厚度不完全一样。日本和中国某些工厂的办法都是修正常数A，但是不能很好地提高厚度命中率。因为对一个品种规格的产品，各道次间的压力不相等，而要求厚度精确的成品道、成品前道，其轧制压力变化更大;对不同的品种规格，各道次间轧制压力的差别就更大了，因此用修正常数A来解决问题不理想。以上全量法（绝对值）测厚计型AGC系统轧钢中的技术难点影响了厚度预报命中率的提高。

本发明的目的是针对上述技术难点，提出一种高精度板材轧制测厚计型AGC系统的厚度设定方法和厚度测量方法。在该方法中考虑了轧机控制系统特性和机械特性对厚度预报和厚度设定的影响，从本质上解决了高精度厚度预报和厚度设定的方法，而不是靠修正系数的办法。克服了传统做法的难点，大大提高了厚度预报精度和命中率，从而提高了生产效率和板材质量。

上述目的是通过以下方式来实现的：

利用轧制压力可以间接测量出轧件的厚度h₂，其规律一般由弹跳方程来描述：

h₂=φ + (P₂-P_O)/(K_B) + A（1）

而生产实践中发现预报厚度与实际厚度间总有较大的差异，于是采用修正常数A的方法。这种方法未能全面地体现控制系统和轧机的特性。

在AGC系统中，控制系统和轧机联合特性由轧机的当量刚度值来描述，绝对值测厚计型AGC系统的当量刚度计算公式为

MC＝ (KB·M)/(KB-M) （2）

式中M为轧机真实刚度，一般不易测得其精确值，但它是客观存在着的物理量;

MC当量刚度;

K_B轧件宽度为B时，控制系统设定的轧机刚度。

以真实刚度M代替设定刚度，为了得到厚度为h的板材，辊缝值应为

φ=h (P₂-P_O)/(M) - A （3）

在控制系统中，轧件出口厚度的预报值为h′，

h^′=φ + (P₂-P_O)/(K_B) + A（4）

由于M≠K_B，所以h′≠h（预报厚度值≠厚度值）。

将（3）式代入（4）式