精轧机活套是热连轧线的重要设备,随着用 户对热轧带钢产品厚度、宽度等质量指标的日益 重视,活套自动控制系统的响应速度和稳态精度 也面临更高的要求。
        武汉钢铁集团三热轧1 580mm热连轧机生产 线自动控制及传动系统由武汉Converteam自动化 有限公司( CONWAC ) 和德国Converteam 公司 (CVTG)共同提供及合作调试完成。该热轧线已 于2007年12月建成投产。精轧机活套机构采用 了目前最先进的伺服阀控制液压缸驱动,实践证 　　明该活套控制系统响应速度快、稳态精度高,对提 高热轧带钢产品质量起到很好的作用,满足了用 户生产的需要。
        恒定活套量和小张力轧制是现代热连轧精轧 机组的一个基本特征。武钢1 580mm热轧线精轧 机采用现代热连轧工艺中比较流行的7个精轧机 架6个活套的配置。以3#活套(位于F3 机架和F4 机架之间)为例,带钢头部进入F4 机架前,活套定 位在准备位,带钢头部进入F4 机架时,活套迅速 抬起,实行机架间带钢恒定微张力控制,以避免拉钢、堆钢[ 1 ] ,同时通过上游机架F1 , F2 和F3 的主速 度调节保持套量恒定,保证连轧过程稳定进行;带 钢尾部离开F3 机架后,活套迅速落下定位到准备 位,配合F3 机架甩尾抛钢,同时等待下一块带钢 进入;换辊时控制工程网版权所有,活套抬起到最高位以便导卫装置移 入移出,换辊完成后,活套下降到准备位。
        1　活套套量控制
        活套套量控制实际上是通过控制活套上游轧 机主速度使活套套量(高度)稳定在设定值附近, 是一个以上游轧机主速度为内环,活套套量(高 度)为外环的双闭环控制系统。在活套套量控制 系统中,位移传感器检测出活套支撑臂的角度,计 算出反馈套量,该反馈值与数学模型预设定值的 偏差量输入给套量调节器,根据控制算法和参数 调整进行运算,调节量依次按逆轧制方向输出到 该活套上游所有机架主轧机速度控制系统中,实 现级联控制,通过调节上游主轧机速度,使带钢套 量值接近预设定值。由于调节量输出的方向与带 钢前进的方向相反,我们也称这种调节套量的方 法为“逆调”。
        活套套量控制系统中,套量检测的准确性将直接影响套量调节的效果,由于目前还没有能够 直接检测套量的设备和方法,通常都是通过活套 支撑臂角度的测量间接计算活套套量,活套机械 设备的基本几何结构如图1所示。

        根据图1中各物理量关系,建立活套套量数 学模型,计算机架间储存的套量。

        则Δl =AB +BC - L1 - L2 (5) 式中CONTROL ENGINEERING China版权所有,Δl为活套套量。其中, R, r, L1 , L2 , dL 是常 量,因此只需检测活套支撑臂角度γ,即可由套量 检测数学模型式(5)计算活套套量实际值Δl。
        武钢1 580mm热轧线精轧机活套套量控制器 输出同步传送给上游各个机架,使上游各个机架 的速度按相同的百分比变化CONTROL ENGINEERING China版权所有,避免某一个机架调 节套量的过程中引起上游机架间的套量变化,这 种控制方式实际上是一种前馈补偿控制。为了便 于各机架按比例进行速度校正,控制器输出信号 变换为相对值形式,作为增益系数与机架本身计 算速度相乘得到机架参考速度。以精轧F4 ～F7 机架为例CONTROL ENGINEERING China版权所有,速度控制原理如图2所示。[ 2 ]

        套量控制器采用比例积分( P I)调节算法结合 死区控制和给定值调节器的控制模式,如图3所 示。给定值调节器实际就是带限幅的积分器,积分器的输出增益系数初始化值为1,当套量参考值 和实际值偏差较小时, PI调节器进入死区,积分器 停止工作www.cechina.cn,输出保持不变;当套量参考值和实际值 偏差较大, P I调节器有正或负的输出时,积分器以 一定的设定变化率积分。死区控制和给定值调节 器限制了输出的增益系数不会