热轧厂2032生产线精轧液压AGC自动厚度控制系统结构优化

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一、前言

液压AGC自动厚度控制系统是一个非常复杂的多变量系统，各种变量和带钢轧制厚度控制精度存在着直接或间接的关系。各变量的瞬时变化转换成伺服液压输入信号的瞬时变化，以控制轧机辊缝。在此液压AGC自动厚度控制系统起到一个自动调节轧机辊缝，保证带钢轧制厚度精度的作用。

二、液压AGC自动厚度控制系统工作原理

AGC自动厚度控制系统是根据轧机轧件耦合系统和AGC算法通过APC液压系统自动控制AGC缸压下位置已达到带钢厚度的目的。APC是伺服液压技术实现AGC液压缸的位置闭环，它是整个AGC自动厚度控制系统的执行机构。各变量通过AGC算法实现APC控制的信号输入，再通过APC算法控制AGC液压缸位置。液压AGC自动厚度控制是APC位置内环，AGC厚度外环。

参数要求：

压下速度：≥4mm/s

定位精度：可达±2 2μm

系统频宽：不小于12Hz(-3db)

系统响应时间：小于45ms(50μm阶跃，1500T压力)

系统有效工作率：98%

三、2032生产线精轧液压AGC自动厚度控制系统问题提出与分析

近年来该条热轧生产线在精轧AGC伺服液压系统中伺服阀备件使用量居高不下，故障偏多经常出现封不了油柱现象，且多体现在F5和F6末机架AGC系统上。故对针对该情况对运行的AGC伺服液压系统进行分析。

该系统存在三大缺陷：1)两个伺服阀有两条油路并联在压力油和AGC液压缸之间，并无液压锁隔绝孤立其中一个伺服阀。在生产过程中使用其中一个伺服阀控制AGC液压缸时，若是另一个不工作的伺服阀有故障或存在较大零偏泄露量增大，无杆腔压力油会回窜到回油管。此时会影响甚至破坏APC控制性能。2)此外在轧制过程中由于没有设置液压锁功能，使得程序的AGC锁定功能无法投入试用。由于液压原理上的限制，本来一备一用的两个伺服阀，起不到备用的作用且增加故障隐患点。3)该原理还会造成伺服阀备件使用量增多的情况。两并联的伺服阀若没有做独立措施的情况，必须要求两伺服阀零偏在±0.1m A之内(正常情况下伺服阀零偏在±0.3之内均属于正常范围)。这使得当伺服阀性能下降但未达到判废的条件时。该阀用于液压AGC自动厚度控制系统会出现控制性能下降问题，不能继续使用该阀，增加伺服阀备件成本。

从结构上分析造成AGC伺服系统故障偏多的原因有二：1)该系统所用的电磁溢流阀为力士乐品牌的插装式电磁溢流阀。该阀结构形式复杂。其结构形式对外表现为该阀对液压系统油液清洁度及其敏感，由液中存在的气体或杂质在通过阻尼孔时导致该阀功能丧失。出现封不起油柱或泄不了荷的故障。2)F5、F6机架处于整个系统管路的末端处，弯头较多。回油循环能力相对较弱，气泡和杂质容易在此堆积。对外表现为末端机架AGC的故障率高于前端机架。

四、问题的解决

通过以上分析出液压AGC自动厚度控制系统主要问题出现在APC伺服液压系统的硬件部位。该部位有两大关键问题影响液压AGC自动厚度控制系统的性能：1)两个伺服阀的相互影响导致整体控制性能下降。2)插装式电磁溢流阀抗污特性，导致AGC液压缸正常的封油和泄荷动作故障频发。

针对以上两点关键问题，采取重新对液压系统原理结构进行设计。独立两并联伺服阀，优化APC控制性能，达到伺服阀一用一备的目的；增加液压辊缝锁定功能，在液压AGC自动厚度控制系统起到锁定轧制保护作用；重新对电磁溢流阀进行选型，优选抗污能力大的泄荷阀，解决封油和泄荷故障。下图为重新设计AGC液压原理：

重新设计后，新增四个30通径液控锁由两个6通径二位阀控制。解决上述的原理缺陷问题。并对电磁泄荷阀进行重新选型，在翻阅资料以及现场运用实际性最终选用力士乐型号DBW30AN5X/315板式电磁溢流阀替代原有的插装式电磁溢流阀。该阀具有抗污能力强、更换方便的特点，目的以解决封油和泄荷故障问题。

随后在新阀台设计加工完成后，对AGC伺服液压系统进行彻底改造。改造完成后系统运行至今正常，彻底解决1)两个伺服阀的相互影响导致整体控制性能下降；2)插装式电磁溢流阀抗污特性，导致AGC液压缸正常的封油和泄荷动作故障频发两大问题。

五、结束语

热轧厂2032生产线精轧液压AGC自动厚度控制系统结构优化，主要针对现场问题结合相关理论知识做出符合现场实际情况的改造。并且改造效果突出，大幅降低了其产生的故障时间和优化AGC自动厚度控制系统的控制性能。