熱軋廠2032生產線精軋液壓AGC自動厚度控制系統結構優化

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一、前言

液壓AGC自動厚度控制系統是一個非常復雜的多變量系統，各種變量和帶鋼軋制厚度控制精度存在著直接或間接的關系。各變量的瞬時變化轉換成伺服液壓輸入信號的瞬時變化，以控制軋機輥縫。在此液壓AGC自動厚度控制系統起到一個自動調節軋機輥縫，保證帶鋼軋制厚度精度的作用。

二、液壓AGC自動厚度控制系統工作原理

AGC自動厚度控制系統是根據軋機軋件耦合系統和AGC算法通過APC液壓系統自動控制AGC缸壓下位置已達到帶鋼厚度的目的。APC是伺服液壓技術實現AGC液壓缸的位置閉環，它是整個AGC自動厚度控制系統的執行機構。各變量通過AGC算法實現APC控制的信號輸入，再通過APC算法控制AGC液壓缸位置。液壓AGC自動厚度控制是APC位置內環，AGC厚度外環。

參數要求：

壓下速度：≥4mm/s

定位精度：可達±2 2μm

系統頻寬：不小于12Hz(-3db)

系統響應時間：小于45ms(50μm階躍，1500T壓力)

系統有效工作率：98%

三、2032生產線精軋液壓AGC自動厚度控制系統問題提出與分析

近年來該條熱軋生產線在精軋AGC伺服液壓系統中伺服閥備件使用量居高不下，故障偏多經常出現封不了油柱現象，且多體現在F5和F6末機架AGC系統上。故對針對該情況對運行的AGC伺服液壓系統進行分析。

該系統存在三大缺陷：1)兩個伺服閥有兩條油路并聯在壓力油和AGC液壓缸之間，并無液壓鎖隔絕孤立其中一個伺服閥。在生產過程中使用其中一個伺服閥控制AGC液壓缸時，若是另一個不工作的伺服閥有故障或存在較大零偏泄露量增大，無桿腔壓力油會回竄到回油管。此時會影響甚至破壞APC控制性能。2)此外在軋制過程中由于沒有設置液壓鎖功能，使得程序的AGC鎖定功能無法投入試用。由于液壓原理上的限制，本來一備一用的兩個伺服閥，起不到備用的作用且增加故障隱患點。3)該原理還會造成伺服閥備件使用量增多的情況。兩并聯的伺服閥若沒有做獨立措施的情況，必須要求兩伺服閥零偏在±0.1m A之內(正常情況下伺服閥零偏在±0.3之內均屬于正常范圍)。這使得當伺服閥性能下降但未達到判廢的條件時。該閥用于液壓AGC自動厚度控制系統會出現控制性能下降問題，不能繼續使用該閥，增加伺服閥備件成本。

從結構上分析造成AGC伺服系統故障偏多的原因有二：1)該系統所用的電磁溢流閥為力士樂品牌的插裝式電磁溢流閥。該閥結構形式復雜。其結構形式對外表現為該閥對液壓系統油液清潔度及其敏感，由液中存在的氣體或雜質在通過阻尼孔時導致該閥功能喪失。出現封不起油柱或泄不了荷的故障。2)F5、F6機架處于整個系統管路的末端處，彎頭較多?；赜脱h能力相對較弱，氣泡和雜質容易在此堆積。對外表現為末端機架AGC的故障率高于前端機架。

四、問題的解決

通過以上分析出液壓AGC自動厚度控制系統主要問題出現在APC伺服液壓系統的硬件部位。該部位有兩大關鍵問題影響液壓AGC自動厚度控制系統的性能：1)兩個伺服閥的相互影響導致整體控制性能下降。2)插裝式電磁溢流閥抗污特性，導致AGC液壓缸正常的封油和泄荷動作故障頻發。

針對以上兩點關鍵問題，采取重新對液壓系統原理結構進行設計。獨立兩并聯伺服閥，優化APC控制性能，達到伺服閥一用一備的目的；增加液壓輥縫鎖定功能，在液壓AGC自動厚度控制系統起到鎖定軋制保護作用；重新對電磁溢流閥進行選型，優選抗污能力大的泄荷閥，解決封油和泄荷故障。下圖為重新設計AGC液壓原理：

重新設計后，新增四個30通徑液控鎖由兩個6通徑二位閥控制。解決上述的原理缺陷問題。并對電磁泄荷閥進行重新選型，在翻閱資料以及現場運用實際性最終選用力士樂型號DBW30AN5X/315板式電磁溢流閥替代原有的插裝式電磁溢流閥。該閥具有抗污能力強、更換方便的特點，目的以解決封油和泄荷故障問題。

隨后在新閥臺設計加工完成后，對AGC伺服液壓系統進行徹底改造。改造完成后系統運行至今正常，徹底解決1)兩個伺服閥的相互影響導致整體控制性能下降；2)插裝式電磁溢流閥抗污特性，導致AGC液壓缸正常的封油和泄荷動作故障頻發兩大問題。

五、結束語

熱軋廠2032生產線精軋液壓AGC自動厚度控制系統結構優化，主要針對現場問題結合相關理論知識做出符合現場實際情況的改造。并且改造效果突出，大幅降低了其產生的故障時間和優化AGC自動厚度控制系統的控制性能。