中厚板轧机液压AGC管路振动故障分析与排除

中厚板轧机液压AGC

管路振动故障分析与排除

肖国伟

摘要：本文阐述了降低中厚板轧机液压AGC管路振动的方法。通过调整液压伺服系统的比例系数，在不影响设备控制精度的同时，降低液压管路振动,改善液压伺服系统稳定性。

关键字：液压AGC（液压自动厚度控制）液压伺服系统比例调节伺服响应

一、设备概述

2007年7月份投产。其压下与厚度控制采用的是电-

液组合压下技术。电动APC进行压下开口度设定，液

压AGC进行厚度精度控制，两者合理配合，实现中

厚板轧机压下大行程条件下，快速、高效的压下与高

精度的厚度控制。液压AGC使用液压伺服阀系统做

为执行机构（图1）。

二、故障现象

在中厚板轧机轧制过程中，在液压伺服系统进出

口部位液压连接软管出现强烈振动，并发出较大声响，

直接影响生产。

通过压力传感器反馈数据显示，在轧机从轧件咬

钢到抛钢这一过程中，液压伺服系统部位液压压力波

动过大过频。

图1轧机AGC控制示意图

三、故障分析

从直接故障现象来看，液压伺服系统频繁调节导致伺服阀进出油频繁，引起液压管路的振动。

液压伺服系统是一个闭环的系统。液压AGC给出油缸的目标位置后，液压伺服系统控制伺服阀的开口度，油缸位移传感器反馈信号与液压AGC给定目标位置比较，当油缸伸出达到目标位置后，液压伺服系统控制伺服阀保持当前油缸位置。

在轧钢过程中，钢坯从加热炉出钢后开始进行位置跟踪，液压AGC根据钢坯信息（长、宽、

厚、钢号、出炉温度等信息）及温降模型、钢坯的物理特性、轧机弹跳、轧辊弹跳、支撑辊油膜厚度模型、电机扭矩、轧制速度等诸多因素，计算出当前轧制厚度补偿量。该补偿量最终通过液压伺

服系统调整油缸的位置来实现。因此，液压伺服系统在整个轧制周期中起着关键的作用，其控制精度和调节频率达到相对稳定的区域，才能保证中板产品质量。

从伺服阀频率特性（图2）可以看出，

伺服阀是一阶惯性环节，传递函数为

1/(TsS+1)，其频率响应为70Hz 。

惯性时间常数Ts=1/2πf =1/(2*π

*70)= 0.00227s

油缸为一个由一阶惯性环节加积分环

节的系统，其传递函数为1/S(TcS+1)。其

频率响应为20Hz(油缸参数)。

惯性时间常数Tc=1/2πf =1/(2*π

*20)= 0.00796 s

油缸响应速度为30mm/s （设计参数）

控制器为一个纯比例环节，Kp=2.00(设计参数)

根据以上数据，我们可以得出原液压AGC 的闭环传递函数图示为： 图3原设计液压AGC 的闭环传递函数

我们试图对液压AGC 的比例系数进行微调，在不影响液压伺服系统响应速度的同时降低超调量。通过改变液压AGC 控制程序中的比例系数（由2.0调整到1.8），得到一个新的闭环传递函数（图4）。

图4 比例系数微调后的液压AGC 闭环传递函数

图2伺服阀频率特性

通过图5和图6液压伺服系统动态特性的对比，我们可以发现，比例系数微调后，对伺服阀的响应时间的影响几乎可以忽略不计，但超调量有所下降。比例系数调整后的动态特性曲线明显优于调整前的动态特性曲线。在实际轧钢作业中，液压管路异常振动基本消除，同时也能保证产品的轧制精度。

参考文献：

《中厚板生产与质量控制》冶金工业出版社 2008年10月 崔风平等编著

作者简介：

肖国伟，男，1979年2月出生，本科，工程师，从事电气自动化工作。

联系方式：山西省临汾市临汾钢铁有限公司中板厂电运作业区 肖国伟

身份证号：432326************

041000 hnafxgw@https://www.wendangku.net/doc/2a8621057.html,

139******** 图6 微调后的动态特性曲线

图5 微调前的动态特性曲线