1、83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 1 页 共 9 页课 时 教 学 计 划课程: 板带钢生产工艺 任课教师: 王会凤 授课题目 §5.1 板带材轧制中的厚度控制教学形式 讲授 共 课时，总第 51 52 课时授课班级 05 材料1、2、3授课日期教学目的要求1、熟悉厚度自动控制的基本原理和基本组成 2、掌握反馈式 AGC 和前馈式 AGC 的控制原理3、了解厚度计 AGC 和液压 AGC 的控制原理重点 反馈式 AGC 及前馈式 AGC 的控制原理难点 厚度计式厚度自动控制系统（厚度计 AGC 或 P-AGC） 课堂结构及时间分配一. 复习
2、引入 5（分钟）二. 教学内容四、厚度自动控制的基本型式及其控制原理1.厚度自动控制的基本原理10（分钟）2.厚度自动控制系统的组成10（分钟）3.厚度自动控制系统的基本型式 60（分钟）三. 课堂小结 2（分钟）四. 布置作业 3（分钟）五. 课后体会83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 2 页 共 9 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方 法 手 段83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 3 页 共 9 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方 法 手 段复习引入1.来料轧件温度偏高时，轧出厚度如何变化？2.
3、张力变化时，轧出厚度如何变化？3.坯料原始厚度减少时，轧出厚度如何变化？教学内容§5.1 板带材轧制中的厚度控制四、厚度自动控制的基本型式及其控制原理1.厚度自动控制的基本原理 通过测厚仪或传感器(如辊缝仪和压头等)对带钢实际轧出厚度连续地进行测量，并根据实测值与给定值相比较后的偏差信号，借助于控制回路和装置或计算机的功能程序，改变压下位置、张力或轧制速度，把板带厚度控制在允许偏差范围之内。2. 厚度自动控制系统的组成（1）检测装置（测厚仪、测压仪、张力计等）：用来检测实际值并反馈到系统输入端。（2）控制器（调节器、放大器、校正器等）：根据实测值与给定值相比较计算被控量，并反馈到系统
4、输出端。（3）执行机构（主电机、压下装置等）：接受控制器输出的控制信号，及时把控制量调整到位。（4）被控对象：指轧制变形区、生产设备等。3. 厚度自动控制系统的基本型式（1）反馈式厚度自动控制系统（反馈式 AGC）控制系统的框图如图所示。控制原理： 测厚仪安装在轧机出口侧，测量出实际轧出厚度，并与给定厚度值相比较，当有厚度偏差时，便计算出所需的辊缝调节量 S，然后由执行机构（压下螺丝）作相应的调节，以消除厚度偏差。特点：滞后的调节手段（测厚仪到辊缝距离为 7502100mm）调整的精确度高。（2）前馈式厚度自动控制系统（前馈式 AGC）（叙述）不论用测厚仪还是用“厚度计”测厚的反馈式厚度自动控
5、制系统，都避免不了控制上的传递滞后或过渡过程滞后，因而限制了控制精度的进一步提高。特别是当来料厚度波动较大时，更会影响带钢的实际轧出厚度的精度。为了克服此缺点，在现代结合实际讲解结合框图进行讲解83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 4 页 共 9 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方 法 手 段化的轧机上都广泛采用前馈式厚度自动控制系统，简称前馈AGC。 （如图所示）控制原理：测厚仪安装在轧机入口侧，测量出其入口厚度H，并与给定厚度值 H0 相比较，当有厚度偏差 H 时，便预先估计出可能产生的轧出厚度偏差 h，确定为消除此 h 值所需的辊缝调节量 S
6、 ，当执行机构完成调节时，检测点正好到达辊缝处，厚差消失。 特点：超前的控制手段用来控制入口厚度波动引起的轧出厚度波动。 （与反馈式配合使用）（3）厚度计式厚度自动控制系统（厚度计 AGC 或 P-AGC）（叙述）在轧制过程中，任何时刻的轧制压力 P 和空载辊缝 S0 都可以检测到，因此，可用弹跳方程 mKSh/0计算出任何时刻的实际轧出厚度 h。在这种情况下就等于把整个机架作为测量厚度的“厚度计” ，这种检测厚度的方法称为厚度计方法 。 （作为测厚仪） 控制原理：实际的辊缝值由辊缝仪检测，经自整角机将信号送给编码器，由编码器将模拟量变为数字量，通过计算机进行辊缝差的运算。实际的轧制压力由压头
7、检测，经计算机进行压力差运算。然后再将辊缝 S0， 与轧机的弹跳值( )相加便得实际mKP/轧出厚度 h。再经 AGC 运算得消除厚差 h 所需的辊缝调节量S，通过 APC 和可控硅调速系统，调节辊缝来消除此时的厚度偏差 h。注意：S O 、 PO 分别是空载辊缝、轧制压力设定值。特点：克服反馈式 AGC 的检测滞后（也是反馈式的控制手段） 。可以消除轧件及工艺方面等多种原因造成的厚差控制精度较低（原因：厚差控制中，轧制力为正反馈变化过程。当测出的轧制力大于设定值时，厚度计 AGC 会认为轧出厚度偏大而调小辊缝，轧制力会进一步增大，不能进一步减小厚差）（4）张力式厚度自动控制系统（张力 AGC
8、）结合框图进行讲解分析与前馈式对比介绍注意分析83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 5 页 共 9 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方 法 手 段张力的变化可以显著改变轧制压力，从而能改变轧出厚度。控制原理：由测厚仪直接测得带钢轧出厚度偏差，改变张力系统的张力设定值，以改变轧制压力，或直接改变轧制速度来控制带钢轧出厚度。采用张力控制厚度，由于可以使轧制压力 P 不变，因此可以保持板形不变。张力法只用于调节小厚度偏差的情况，作为精调，或者用于因某种原因不能用辊缝作为调节量的情况，例如冷连轧机的末机架，为了保证板形，以及轧制薄而硬的带钢，因轧辊压扁严重
9、等情况，不宜用辊缝作为调节量，往往是采用张力法来控制厚度。热轧厚度较薄的带钢，为了防止拉窄或拉断，张力的变化也不宜过大，所以热轧厚度控制过程中，张力法往往是与调压下方法配合使用，当厚度波动较大时，就采用调压下的方法，而当厚度波动较小时，便可采用张力微调进行厚度控制。（5）液压式厚度自动控制系统控制原理：液压 AGC 就是借助于轧机的液压系统，通过液压伺服阀（能根据位置检测和压力检测所发出的微弱电信号，精确地控制流入油缸的流量）调节液压缸的油量和压力来控制轧辊的位置，对带钢进行厚度自动控制的系统。（叙述）液压压下系统可以实现轧机刚度可调，这样不仅可以做到在轧制过程中的实际辊缝值固定不变，即“恒辊
10、缝控制” ，从而就保证了实际轧出厚度不变，并且还可以根据生产实际情况的变化，相应地控制轧机刚度，来获得所要求的轧出厚度。液压 AGC 是按照轧机刚性可变控制的原理来实现厚度的控制。（如图所示）假设预调辊缝值为 S0，轧机的刚度系数为 Km，来料厚度为H0，此时轧制压力为 P1，如图所示，则实际轧出厚度 h1 应为：mh10当来料厚度因某种原因有变化时，由 H0变为 ，其厚度差为H ，因而在轧制过程中必然会引起轧制压力和轧出厚度的变化结合所学知识讲解结合图形讲解83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 6 页 共 9 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方
11、法 手 段压力由 P1变为 P2，轧出厚度为： mKPSh202当轧制压力由 P1变为 P2时，则其轧出厚度的厚度偏差 h 正好等于压力差所引起的弹跳量为：h=h 2-h1= Kmm1)(为了消除此厚度偏差，可以通过调节液压缸的流量来控制轧辊位置，补偿因来料厚度差所引起的轧机弹跳变化量，此时液压缸所产生的轧辊位置修正量 ，应与此弹跳变化量成正比，方向相x反，为：PKCm1轧机经过此种补偿之后，带钢的轧出厚度偏差便不是 h，而变小了，变为： xhEmmKPC1式中 轧辊位置补偿之后的带钢轧出厚度偏差；hC轧辊位置补偿系数；KE等效的轧机刚度系数；轧辊位置修正量。x此式是轧机刚度可变控制的基本方程
12、，由此可知，所谓轧机刚度可变控制，实质也就是改变轧辊位置补偿系数 C，即改变 KE，液压 AGC 就是通过改变等效的轧机刚度系数 KE，来实现厚度自动控制。课堂小结本次课程熟悉厚度自动控制的基本原理和基本组成 ，掌握反馈式 AGC 和前馈式 AGC 的控制原理，了解厚度计 AGC 和液压AGC 的控制原理布置作业注意推导83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 7 页 共 9 页教 学 过 程 及 教 学 内 容 方 法 手 段1.叙述反馈式 AGC 的基本原理？2.叙述前馈式 AGC 的基本原理及适用范围？课后体会板 书 设 计83383beb4969c1
13、e63568f545fdeb41df.pdf 第 8 页 共 9 页四、厚度自动控制的基本型式及其控制原理1.厚度自动控制的基本原理 通过测厚仪或传感器(如辊缝仪和压头等)对带钢实际轧出厚度连续地进行测量，并根据实测值与给定值相比较后的偏差信号，借助于控制回路和装置或计算机的功能程序，改变压下位置、张力或轧制速度，把板带厚度控制在允许偏差范围之内。2. 厚度自动控制系统的组成（1）检测装置（2）控制器（3）执行机构（4）被控对象3. 厚度自动控制系统的基本型式（1）反馈式厚度自动控制系统（反馈式 AGC）控制原理： 测厚仪安装在轧机出口侧，测量出实际轧出厚度，并与给定厚度值相比较，当有厚度偏差
14、时，便计算出所需的辊缝调节量 S，然后由执行机构（压下螺丝）作相应的调节，以消除厚度偏差。特点：滞后的调节手段调整的精确度高（2）前馈式厚度自动控制系统（前馈式 AGC）控制原理：测厚仪安装在轧机入口侧，测量出其入口厚度 H，并与给定厚度值 H0 相比较，当有厚度偏差H 时，便预先估计出可能产生的轧出厚度偏差 h，确定为消除此 h值所需的辊缝调节量 S，当执行机构完成调节时，检测点正好到达辊缝处，厚差消失。 特点：超前的控制手段用来控制入口厚度波动引起的轧出厚度波动。 （与反馈式配合使用）（3）厚度计式厚度自动控制系统（厚度计 AGC 或 P-AGC）控制原理：实际的辊缝值由辊缝仪检测，实际的轧制压力由压头检测，然后再将辊缝 S0， 与轧机的弹跳值 ()相加便得实际轧出厚度 h。再mKP/经 AGC 运算得消除厚差 h 所需的辊缝调节量 S ，通过 APC 和可控硅调速系统，调节辊缝来消除此时的厚度偏差 h。（4）张力式厚度自动控制系统（张力AGC）控制原理：由测厚仪直接测得带钢轧出厚度偏差，改变张力系统的张力设定值，以改变轧制压力，或直接改变轧制速度来控制带钢轧出厚度。（5）液压式厚度自动控制系统板 书 设 计83383beb4969c1e63568f545fdeb41df.pdf 第 9 页 共 9 页
