億美博數(shù)字液壓20輥冷軋0.027毫米硅鋼極薄帶及0.01毫米銅箔厚度自動(dòng)控制(AGC)系統(tǒng),是億美博集多年冶金、國防、機(jī)械、能源、機(jī)器人等領(lǐng)域自動(dòng)化解決方案經(jīng)驗(yàn),通過優(yōu)化、總結(jié)和提高,提出的一種自數(shù)字液壓傳動(dòng)、到軟件控制算法全新的解決方案。通過實(shí)際使用驗(yàn)證了系統(tǒng)的先進(jìn)、可靠性。
億美博數(shù)字液壓冷軋板/帶厚度自動(dòng)控制(AGC)系統(tǒng),采用高精度高頻響數(shù)字液壓缸作為其核心傳動(dòng)控制部件,不僅精度高、響應(yīng)速度遠(yuǎn)高于現(xiàn)有采用伺服閥控系統(tǒng),體現(xiàn)出極高的液壓剛度,有力的保證了板帶厚度精度指標(biāo)。控制算法上不僅通過多模型復(fù)合前饋提高算法穩(wěn)定性,還通過Fuzzy Logic使控制適應(yīng)能力更強(qiáng),魯棒性更好。該系統(tǒng)還具有網(wǎng)絡(luò)通訊大數(shù)據(jù)采集能力,可通過基于大數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)分析算法,不斷自主優(yōu)化軟件模型,使系統(tǒng)智能化的水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有軋鋼設(shè)備。預(yù)測(cè)分析算法還可以提前獲知重要的設(shè)備維護(hù)維修依據(jù),將停線故障處理在發(fā)生之前,進(jìn)一步提升軋機(jī)的作業(yè)率。
億美博數(shù)字液壓冷軋板帶厚自動(dòng)控制(AGC)系統(tǒng)是軋鋼領(lǐng)域一次巨大的技術(shù)創(chuàng)新,它為我國軋鋼技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展、趕超國外先進(jìn)技術(shù)帶來新的機(jī)遇。
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傳統(tǒng)伺服液壓缸作為AGC調(diào)節(jié)傳動(dòng)主器件,當(dāng)其載荷發(fā)生變化時(shí),壓下缸位置(輥縫)會(huì)發(fā)生微小變化,需要通過液壓缸內(nèi)置傳感器檢測(cè)、自動(dòng)控制算法計(jì)算,并產(chǎn)生新的調(diào)節(jié)輸出、力矩馬達(dá)將調(diào)節(jié)電信號(hào)轉(zhuǎn)換為伺服閥先導(dǎo)控制機(jī)械量、通過流體放大后推動(dòng)主閥芯控制液壓缸產(chǎn)生新的位置增量,有可能一次調(diào)節(jié)量并不能滿足誤差的修正,因此上述過程需要循環(huán)直至輥縫誤差消失。
除了壓下缸的位置誤差外,軋輥輥系、機(jī)架等的彈性變形,也會(huì)導(dǎo)致軋制厚度的變化,需要依靠板厚傳感器檢測(cè),要考慮自軋輥到厚度儀之間的滯后時(shí)間,通常要根據(jù)不同系統(tǒng)(金屬材質(zhì)、軋制力、機(jī)架剛度等)的數(shù)學(xué)模型,建立控制前饋,增加控制系統(tǒng)剛度,提升AGC的綜合控制精度。
因而在以上控制過程中,控制系統(tǒng)算法的有效精準(zhǔn)性,以及伺服液壓閥的頻響等,是最終能否實(shí)現(xiàn)高精度軋制的關(guān)鍵。
數(shù)字液壓與傳統(tǒng)伺服液壓缸表現(xiàn)的控制特性完全不同。數(shù)字液壓缸作為AGC調(diào)節(jié)控制主器件,當(dāng)其受力載荷發(fā)生變化迫使油缸位置發(fā)生變化時(shí),由于數(shù)字缸內(nèi)部具有獨(dú)特的快速和精準(zhǔn)的機(jī)械位置反饋將誤差產(chǎn)生的機(jī)械位移直接作用在調(diào)節(jié)閥口上,使壓下缸在最短的時(shí)間內(nèi)獲得抑制誤差產(chǎn)生的調(diào)節(jié)輸出,因而其構(gòu)成的控制系統(tǒng),能夠以最短的時(shí)間和最快的速度提供足夠的剛度,以抑制載荷變化而導(dǎo)致的油缸位置發(fā)生變化,從而有效抑制了產(chǎn)品的誤差,體現(xiàn)出輥縫的變化量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于伺服閥控系統(tǒng),甚至在絕大多數(shù)情況下,自動(dòng)控制系統(tǒng)無需控制(<±1μm)由于載荷變化導(dǎo)致的誤差。
雖然數(shù)字液壓缸大大抑制了輥縫誤差,但由于輥系和機(jī)架也會(huì)發(fā)生變形而影響最終的軋制輥縫,因此控制系統(tǒng)只需要通過低頻響帶厚傳感器(大幅度降低放射性傳感器劑量)檢測(cè)的厚度誤差,通過自動(dòng)調(diào)節(jié)算法驅(qū)動(dòng)數(shù)字缸,修正低頻響誤差完成最終的帶厚控制即可。
對(duì)比伺服液壓與數(shù)字液壓實(shí)現(xiàn)的冷軋AGC控制,我們可以看到由于液壓系統(tǒng)的剛度不同,而導(dǎo)致最終控制響應(yīng)和精度存在很大的不同。數(shù)字液壓幾乎無需對(duì)液壓缸自身的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)和修正,僅需要對(duì)輥系和機(jī)架變形而進(jìn)行低頻率的調(diào)節(jié)。
伺服液壓構(gòu)成的系統(tǒng)對(duì)控制環(huán)節(jié)要求高,無論是控制算法的復(fù)雜程度,亦或是傳感器、伺服閥等的頻響和精度等,都要求極高。因而整體系統(tǒng)綜合成本高。
數(shù)字液壓構(gòu)成的系統(tǒng)對(duì)控制環(huán)節(jié)要求低,軟件算法簡單,對(duì)傳感器、液壓系統(tǒng)等的頻響要求很低,但系統(tǒng)體現(xiàn)的控制精度高,最終使得綜合成本幅度降低。
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