轧制力测量系统应用比较

《轧钢测试技术》要点本文由整理编写！1．测试技术包括两个方面的含义：一是对物理现象的定性了解，二是对物理现象的定量掌握。

2.测量就是在某一特定条件下，通过实验的方法，将被测的物理量与所规定的标准量进行比较的过程。

3.直接测量被测的物理量可直接与标准量进行比较的测量方式称为直接测量。

4.间接测量被测的物理量不能够或不易于直接与标准量进行比较，但它与几个有关变量呈函数关系，可对这几个变量直接测量，然后再代入函数式中，求出被测的物理量。

5.广义上的测量仪表包括敏感器、传感器、变换器、运算器、显示器、数据处理器装置等。

测量仪表的好坏直接影响测量结果的可信性。

了解测量仪表的功能和构成原理，有助于正确选用仪表。

6.测量过程中测量仪表完成的主要任务有：物理变换功能、信号的传输和测量结果的显示。

依据一定的物理定律，将难于直接同标准量“并列”比较的被测物理量经过一次或多次的信号能量转换，变换成便于处理、传输和测量的信号能量形式。

7.测量仪表的特性，一般分为静特性和动特性两种，当测量仪表进行测量的参数不随时间而变化或随时间变化很慢，可不必考虑仪表输入量与输出量之间的动态关系而只需考虑输入量与输出量之间的静态关系时，联系输入量与输出量之间的关系式是代数方程，不含时间变量，这就是所谓的静特性。

8.当测量随时间变化很快，必须考虑测量仪表输入量与输出量之间的动态时间关系时，联系输入量与输出量的关系是微分方程，含有时间变量，这就是所谓的动特性。

9.测量系统的主要技术指标有：仪表量程、准确度、灵敏度、稳定性等。

10.一个完善的测量系统应包括信息的获得，转换、显示和处理等几部分。

11.传感器的作用：将感受到的非电量转换成电量，以便进一步放大、记录或显示。

12.传感器由两部分组成：一部分是直接承受非电量作用的机械零件或专门设计的弹性元件；另一部分是敏感元件(如应变片等)。

13.测量系统的作用：把传感器的输出变量变成电压或电流信号，以便能在指示仪上指示或记录仪中记录。

液压伺服系统在粗轧机上的应用李鹏来①　贾占涛　张章　贾垭楠　武文飞（首钢京唐钢铁联合有限责任公司　河北唐山０６３２００）摘　要　重点介绍了在轧制过程中液压压下装置、上支承辊液压平衡装置、上工作辊液压平衡装置的功能和液压控制原理，阐述了液压压下装置的闭环控制过程，并提供了上支承辊与上工作辊平衡力的计算方法。

关键词　液压压下装置　平衡装置　平衡力中图法分类号　ＴＧ３３３．１　ＴＨ１１７．２ 文献标识码　ＢＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２３ ０５ ０２９ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃＳｅｒｖｏＳｙｓｔｅｍｉｎＲｏｕｇｈｉｎｇＭｉｌｌＬｉＰｅｎｇｌａｉ　ＪｉａＺｈａｎｔａｏ　ＺｈａｎｇＺｈａｎｇ　ＪｉａＹａｎａｎ　ＷｕＷｅｎｆｅｉ（ＳｈｏｕｇａｎｇＪｉｎｇｔａｎｇＩｒｏｎａｎｄＳｔｅｅｌＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｎｇｓｈａｎ０６３２００）ＡＢＳＴＲＡＣＴ　Ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｃｒｅｗｄｏｗｎｄｅｖｉｃｅ，ｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｂａｌａｎｃｅｄｅｖｉｃｅｏｆｔｏｐｂａｃｋｕｐｒｏｌｌａｎｄｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｂａｌａｎｃｅｄｅｖｉｃｅｏｆｔｏｐｗｏｒｋｉｎｇｒｏｌｌｉｎｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｅｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｃｒｅｗｄｏｗｎｄｅｖｉｃｅｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｂａｌａｎｃｅｆｏｒｃｅｏｆｔｏｐｂａｃｋｕｐｒｏｌｌａｎｄｔｏｐｗｏｒｋｉｎｇｒｏｌｌｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｃｒｅｗｄｏｗｎｄｅｖｉｃｅ　Ｂａｌａｎｃｅｄｅｖｉｃｅ　Ｂａｌａｎｃｅｆｏｒｃｅ１　前言目前，液压伺服系统在冶金工业领域占有重要地位，特别是需要大功率、响应快速、精确控制的系统大多采用液压伺服控制。

精轧AGC系统功能说明一、AGC系统概况由于带钢全长轧制中会遇到各种干扰，为了消除这些干扰的影响，减少带钢厚度公差，需设置精轧机组自动厚度控制系统，简称AGC系统，AGC系统是提高带钢全长厚度精度的主要手段。

AGC功能投入框图：二、AGC系统的功能GM-AGC，即轧制力AGC,即利用弹跳方程间接测量钢板厚度作为实测厚度进行反馈控制，这是AGC系统中基本的控制功能，根据GM-AGC中采用头部锁定值还是过程计算机设定值作为厚度基准可分为相对AGC（LK-AGC）或绝对AGC （AB-AGC），一般以绝对AGC为主。

KFF-AGC,即硬度前馈AGC，即将上游机架的实测轧制力所获得的硬度变化信息用于后面各机架进行前馈控制。

MN-AGC，即监控AGC，由于弹跳方程的精度不高，因此需利用未机架后测厚仪信号对厚度的系统偏差进行纠正。

三、 AGC算法GM-AGC轧制力AGC其基本原理就是弹跳方程，其本质就是轧机产生单位弹跳量所需要的轧制力。

北京北科麦思科自动化工程技术有限公司电话：(010) 89715559北京北科麦思科自动化工程技术有限公司 电话：(010) 89715559式中，ｈ为轧机实际出口厚度；S ０为辊缝预设值； P 为实际轧制力； M 为轧机刚度；轧机刚度M 在轧机牌坊制作安装完成以后就已经确定，是一个常值，无法修改，但是在实际的控制过程中，人们却希望轧机的刚度可变，比如为了消除轧辊偏心的影响，人们希望轧机的刚度尽可能的小，但为了消除来料厚度及材料温度变化的影响，又希望轧机刚度尽可能的大，因此产生了变刚度的控制方式。

假设预设辊缝值为S ０，轧机的刚度系数为M ，来料厚度为H ０，此时轧制压力为P １，则实际轧出厚度h １应为：当来料厚度或温度因某种原因有变化时，在轧制过程中必然会引起轧制压力和轧出厚度的变化，如果压力由P １变为P ２，则轧出厚度h ２为：当轧制压力由P １变为P ２时，则其轧出厚度的厚度偏差Δh 正好等于压力差所引起的弹跳量为：为了消除此厚度偏差，可以通过调节液压缸的位置来补偿轧制力变化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Δx ，应与此弹跳变化量呈正比，方向相反，为：式中C 为变刚度系数。

精轧AGC系统功能说明一、AGC系统概况由于带钢全长轧制中会遇到各种干扰，为了消除这些干扰的影响，减少带钢厚度公差，需设置精轧机组自动厚度控制系统，简称AGC系统，AGC系统是提高带钢全长厚度精度的主要手段。

AGC功能投入框图：二、AGC系统的功能GM-AG，即轧制力AGC即利用弹跳方程间接测量钢板厚度作为实测厚度进行反馈控制，这是AGC系统中基本的控制功能，根据GM-AG（中采用头部锁定值还是过程计算机设定值作为厚度基准可分为相对AGC（ LK-AGC或绝对AGC（AB-AGC，一般以绝对AGC为主。

KFF-AGC即硬度前馈AGC即将上游机架的实测轧制力所获得的硬度变化信息用于后面各机架进行前馈控制。

MN-AGC即监控AGC由于弹跳方程的精度不高，因此需利用未机架后测厚仪信号对厚度的系统偏差进行纠正。

三、AGC算法GM-AGCL制力AGC其基本原理就是弹跳方程，其本质就是轧机产生单位弹跳量所需要的轧制力。

式中，h为轧机实际出口厚度；S。

为辊缝预设值；P为实际轧制力；M为轧机刚度；轧机刚度M在轧机牌坊制作安装完成以后就已经确定，是一个常值，无法修改，但是在实际的控制过程中，人们却希望轧机的刚度可变，比如为了消除轧辊偏心的影响，人们希望轧机的刚度尽可能的小，但为了消除来料厚度及材料温度变化的影响，又希望轧机刚度尽可能的大，因此产生了变刚度的控制方式。

假设预设辊缝值为S o,轧机的刚度系数为M来料厚度为H。

，此时轧制压力为P】，则实际轧出厚度h i应为：当来料厚度或温度因某种原因有变化时，在轧制过程中必然会引起轧制压力和轧出厚度的变化，如果压力由P i变为P2,则轧出厚度h2为：当轧制压力由P】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：为了消除此厚度偏差，可以通过调节液压缸的位置来补偿轧制力变化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△ x，应与此弹跳变化量呈正比，方向相反，为：式中C为变刚度系数KFF-AGCi机架出口厚度变化量可用下式计算：h| = A Hi H汁 A Ki--K汁 A Si、SA“（X i）C QX 为'P ：H i，或 C式中，为i i机架入口厚度变动（从静态角度可认为H i h i-1）「K为1 i机架厚度变动"Si为i机架辊缝调节量主要扰动为温度变动，我们曾对不同成品规格当FTO有20O C变动时各机架轧制温度以及其变形阻力（硬度）的变动作了计算，由计算结果可知，不能用：:K K匚相等的法则来表示各机架、水间的关系，而应采用Ki=：匚、K i其中一：为0.95〜1.05 因此可利用上游机架的实测轧制力P*来求出K!设叶R*—? （p为设定值）—CQC Q然后即可求出K i= v'K i各机架前馈控制量（使6^ =0 ），为；卩一、S = J K iC其中B ki=如上一机架有残余出口偏差h i-1，则亦可用于水i田：K i、S j =C Chi的动作时间可以每一机架咬钢后「时刻投入，X为检测机架机架所实测到的突发量发生时间（相对于咬钢时间），由于精轧组秒流量相当，因此i 机架仍可用怡来判断突发量的到达，「为提前量决定于压下系统的响应速度。

板形仪的对比分析报告 Final approval draft on November 22, 2020各品牌板形仪的对比分析报告当前世界范围内比较成熟可靠的冷轧板形仪主要有以下三种品牌：瑞士ABB、德国BFI、西门子si-flat。

国内相关科技水平尚处初级阶段，只有燕山大学自主研发的“整辊镶块智能型冷轧带钢板形仪”在国内业界有所建树，成功应用于鞍钢1250mm冷轧机上，且效果良好。

但是在服务、售后、维护方面还未形成规模与品牌，市场前景尚需开拓。

板形仪功能不加赘述，下面对其测量原理进行对比。

ABB板形仪采用压磁原理，即通过板带对辊的压力导致传感器内磁场切割二次侧线圈从而产生电压来测量。

BFI板形仪采用压电原理，当有压力作用在其陶瓷应变片传感器上时，力信号被直接转变成电信号。

Si-flat板形仪采用涡流测振原理，它是通过测量带钢在某一空气作用力下沿宽度方向各区域的振幅，分析带钢沿宽度方向的张力分布，从而检测带钢的板型值。

从其测量原理可以看出，板形仪可分为接触式与非接触式。

目前，世界上多数生产线都采用接触式测量系统。

接触式板形测量系统的优点：（1）信号检测直接，信号处理比较容易保真；（2）测量精度高，现在已经达到±（实际产品有±就可以满足高标准要求）。

接触式板形测量系统的缺点：（1）造价高、配件昂贵，每套售价为非接触式的3~5倍以上；（2）辊面磨损后必须重新打磨，否则会划伤板面，重磨后须进行技术要求很高的重新标定。

非接触式板形仪测量系统的优点：（1）硬件结构相对简单而易于维护，因而其造价及配件要便宜得多；（2）传感器为非传动件，安装方便；（3）因为传感器不和板面接触而避免了划伤板面的可能。

非接触式板形仪测量系统的缺点：（1）板形信号为非直接信号，处理精度约为±（仍然可以满足±的要求）；（2）技术要求高，难度大，增加了软件编写、调试费用。

ABB与BFI同属接触式板形仪，核心部件都是板形测量辊。

中板轧机液压压上AGC系统的多级控制张飞;侯建新;杨荃;郭强;黄来顺【摘要】介绍了某钢厂2 600 mm中板轧机液压压上系统的机械和电气特性,其液压系统采用了下置式液压缸,控制系统由基础自动化级和过程自动化级组成并采用多种智能算法,通过投产后现场的实际运行情况来看,该系统操作便捷、稳定可靠,能快速响应各种手动和自动调节,钢板厚度精度达到国内先进水平,提高了产品竞争力,为企业创造了良好的经济效益.%Mechanical and electrical characteristics of hydraulic screw up system of some 2 600 mm plate mill were introduced. Hydraulic cylinders of the mill are down setting type. The control system is composed of basic automation and process automation and adopts lots of intelligent algorithms. Through the actual operation on production,this system is stable,reliable,and convenient,and can make a rapid response to various manual and automatic adjustment,and improves thickness accuracy of steel plate to domestic advanced level. The system enhances the product competitiveness and creates a good economic benefits to enterprises.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2012(042)002【总页数】5页(P73-77)【关键词】液压压上;中板;自动厚度控制【作者】张飞;侯建新;杨荃;郭强;黄来顺【作者单位】北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083;北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083;北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083;北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083;邯郸红日冶金有限公司,河北邯郸056304【正文语种】中文【中图分类】TG335液压AGC（automatic gauge control）由于具有低惯量、高响应、高精度及易于实现计算机控制等特点，被广泛地应用于现代化板带轧机生产线的自动厚度控制系统中［1］。

1概述在自动化较高的轧钢生产过程中，张力的大小将直接影响到带钢的质量。

对张力进行正确地测量，可以更加充分地发挥设备能力，从而保证产品质量。

所以张力计成为整个轧钢生产线中的关键组成部分，它是必不可少的，而且要求测量必须准确。

唐山国丰第一冷轧厂1450mm 酸连轧项目中的冷轧机使用的张力测量系统是由加拿大KELK 公司提供的，其特点是输出功率大、灵敏度高、线性度好、抗过载能力强、使用寿命长、适应长期在恶劣环境中运行等，这样可以保障轧钢生产顺利平稳地运行。

本文主要介绍KELK 张力测量系统的工作原理以及在1450mm 冷轧机生产中的应用。

2KELK 张力测量系统原理及特点KELK 张力测量系统采用的是应变片式传感器，它是利用当电阻应变片受到外力作用时，其电阻值会相应地随机械形变而发生变化的工作原理。

此传感器是由有一块高强度合金钢作为弹性元件的，在弹性元件内部分布有四个电阻应变片，组成一个惠斯通电桥，然后由电缆线从弹性元件内部引出。

当压力在一定的测量方向上作用时，电桥的平衡将会被打破，其电阻会随之发生相应的变化，再经过数字信号处理器把变化的阻值转化为相应的亳伏电压信号，这样就可以得到一个作用力和电压大小成线性变化的关系，从而反映出压力的大小，完成整个张力的测量。

传感器内部结构如图1所示。

3KELK 张力测量系统组成KELK 张力测量系统主要包括以下3个部分：①两只张力传感器（简称“压头”），传感器分别安装在轧机的传动侧和操作侧，主要用于测量轧机两侧的张力；②一个现场信号接线箱（含两组接线端子排），信号接线箱主要用于张力传感器与信号处理器信号的连接；③一套数字信号处理器GPA2，信号处理器GPA2主要用于处理计算现场传感器传输过来的信号，并且将计算出来的模拟量以及数字量传输给PLC 。

整体系统组成如图2所示。

4KELK 张力计在冷轧机中的应用4.1系统概述唐山国丰第一冷轧厂1450mm 冷轧机使用的KELK 张力计，现场共计有6套，分别安装于轧机的F1前、F1-F5间和F5后，分别对应三种类型：转矩型、压力型和拉力型。

轧机控制系统性能评估在带钢厚度和板形控制方面的应用Performance assessment of control systems in rolling mills – application to strip thickness and flatness controlMohieddine JelaliDepartment of Plant and System Technology, Betriebsforschungsinstitut (BFI)VDEh-Institut für Angewandte Forschung GmbH, Sohnstr. 65, D-40237 Düsseldorf, Germany摘要：这篇文献将控制系统性能监测(CPM)技术带入了一个它从未进入过的工业领域——金属加工领域，在这个领域里前人的研究成果并不是很多。

金属加工行业对提高控制器性能比较感兴趣，本文展示了如何在在这个领域里寻找尚未发现的机会来提高控制器的性能。

为了解决这个问题，必须予以考虑特殊的方面，包括在线非连续性能评价，基于时间和长度的评估以及振动诊断。

本篇论文提供了两个关于对冷连轧机控制系统性能评价的工业研究案例：(1)前馈/反馈带钢厚度控制器；(2)带钢平坦度内建模型控制器。

通过分析常规操作数据可以得到性能监测指标——最小方差指数和振荡指数，进尔提出改进措施。

一种用于计算和显示系统性能指数的的监测工具被开发出来，经过修改在这个领域得到了应用。

结果表明对个别的产品生产来说调整厚度反馈控制器能够更好的抑制来料厚度扰动。

平坦度控制器的性能是令人满意的，因此不需要采取措施。

关键词：控制系统性能监测；Harris指数；前馈/反馈控制；方差分析；带钢厚度控制；带钢板形控制1、说明为了在获得高质量产品同时减少工业中对原材料和能源的消耗，迅速的发现并解决过程控制中的故障和明确改进方向是必要的。

169管理及其他M anagement and other轧钢生产过程中自动化控制技术的应用研究樊利智，杨海西，曹喜军，齐进刚，王少博（敬业钢铁有限公司，河北 石家庄 050000）摘 要：自动化控制技术是科学技术高速发展的产物。

自动化控制技术应用到轧钢生产中可在保证产品质量的前提下显著提高生产效率。

本文主要分析自动化控制技术在轧钢生产中的应用情况，目的是全面发挥自动化控制技术的优势，提高轧钢生产水平。

关键词：轧钢生产；自动化控制技术；应用情况中图分类号：TG334.9 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）21-0169-2收稿日期：2021-11作者简介：樊利智，男，生于1991年，工程师，研究方向：中卷板炼钢、轧钢工艺研究和质量管理、新品种开发。

热轧钢是轧钢生产最为常见的技术，同样该技术也是智能化轧钢生产管控的关键。

我国科学技术高速发展的背景下，智能化、自动化轧钢生产模式越来越普及，自动化控制技术的研发为轧钢自动化和智能化生产创造便利条件。

自动化控制技术纳入到整个轧钢生产中可实现远程智能化管控，对于优化轧钢生产流程，提高钢材产品质量具有重要意义。

1 轧制自动化智能控制技术分析AI 是自动化智能控制技术的基础。

轧钢自动化智能生产中也需要将AI 技术作为基础应用其中。

AI 技术可以定位逻辑并确定操作技术。

此外，AI 技术可控制较为复杂的协议，实现对整个网络的全面管控。

如今我国轧钢生产中已经纳入了人工智能管控技术，AI 控制系统可凭借先天性逻辑控制功能操控轧钢生产较为复杂的内容，极大提高了轧钢生产的可靠性和安全性[1，2]。

2 冷轧钢板形自动控制技术2.1 主要调节内容一是张力调节。

张力轧制是冷轧生产显著特点。

ATC 控制冷轧机组时会受到多种因素影响，导致张力值产生较大波动。

张力值产生波动的主要原因分别是原料板形存在误差、出口测厚仪测量出现偏差以及出口厚度不均等。

冷轧生产中张力要保持恒定，这样轧制状态才能更加稳定。