轧机一机架AGC控制
前面已经讲过AGC控制系统的组成和控制方式。下面以一机架为例具体讲解。 一、概述
冷轧轧机使用的是日立设计的UCM轧机。其AGC控制可分为两大部分：一机架的压下控制和2-4机架的精调速度AGC控制。来料的缺陷基本上可在一机架消除。一机架控制的好坏将直接影响到产品的质量。所以，在本AGC系统中一机架采用了多种控制手段，其目的就是尽可能使一机架出口厚差最小。 一． 一机架控制概况
为了保证一机架的带钢出口厚度，在一机架中AGC采用了如下多种控制方法。
? 前馈控制（FF）
? 虚拟测厚仪控制（GM SMITH） ? 反馈控制（FB）
? 轧机弹性系数控制（BISRA） ? 支撑辊偏心控制（REC）
其中，前馈控制和BISRA属于预控AGC，而它们的控制方法又完全不相同，前馈控制是利用一机架前的测厚仪直接检测厚差
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#1 机架
图1 一机架AGC控制构成
进行控制，而BISRA则利用LOADCELL检测轧制力的变化，通过快速响应的控制系统实现对来料厚差的控制。GM-SMITH是属于监控AGC，它不仅具有反馈控制的稳定性而且还克服了反馈控制的滞后性，在低速时监控效果则更好。这是由于出口测厚仪与一机架之间有2.75米的固定距离，所以，从出口测厚仪所测的实际值在时间上要滞后一段时间，特别在低速时这段时间相对就比较长。反馈控制就是利用出口测厚仪进行检测和控制的，所以无法克服这滞后时间。而GM-SMITH则利用轧制力间接计算出一机架的出口厚差进行控制，再利用出口测厚仪进行修正，所以，与反馈控制相比它就克服了这段
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L/C HYROP （BISRA） L/C：轧制力传感器 FF ：前馈控制 FB ：反馈控制 GM-SMITH：虚拟测厚仪控制 REC：支撑辊偏心控制 BISRA：轧机弹性系数控制 HYROP：压下控制系统 V4>300MPM：4机架出口速度 大于300米/分 FB V4>300MP GM-SMITH FF + + + + + REC 滞后时间。在高速轧制时，由于这段滞后时间相对比较短，已不影响监控效果，所以就直接用反馈控制。所以，反馈控制和GM-SMITH的切换控制，弥补了仅用反馈控制在低速时的不足，使一机架的监控效果更佳。支撑辊偏心控制则用于补偿由于支撑辊偏心而引起的一机架出口厚度偏差。此控制方式没有投入。通过这几种控制方式的共同作用，使一机架出口厚差最小化。 二． 主要控制方式说明
由于在本轧机中用了几种较新的控制方式，所以在这里将详细说明这几种控制方式的原理和实现方法。
1． BISRA AGC
BISRA控制又称为轧机弹性系数控制，是利用弹跳方程 h=p/k+S0....................（1）
当轧制力发生变化时，相应地调节辊缝，以保持带钢出口厚度保持不变。
由公式（1）可得 Δh=ΔP*/K+ΔS.......(2) 为保持Δh=0,则 ΔP/K+ΔS=0.........(3) 所以, ΔS=-ΔP/K..........(4) 上式中
h：出口厚度；Δh：出口厚差； p：轧制力；ΔP：轧制力偏差； s0：辊缝设定值；ΔS：辊缝调节量； k：轧机弹性系数；
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可见BISRA AGC是通过监测轧制力来调节辊缝，实际轧制力是通过机架上的Load Cell获得的。BISRA AGC是在HYROP(注：HYROP为压下控制系统)中完成的，响应很快，周期为1-2ms。如按公式（4）进行补偿，在控制上会引起轧机振荡，所以在实际控制中，用了一个补偿系数α进行调节。所以实际的控制公式为：
ΔSB=ΔP*α/K..........(5)
为什幺把BISRA控制又叫做轧机弹性系数控制呢？我们通过下面的例子说明，通过调节α值的大小，相应的BISRA补偿量ΔSB=α*ΔS也相应改变，则与其同属于预控的前馈控制补偿量ΔSFF=ΔS-ΔSB=（1-α）*ΔS也要相应改变，所以对应于前馈补偿公式：
ΔSFF=ΔH*M/K1=（1-α）*ΔS=（1-α）*ΔH*M/K；
式中：K1为投入BISRA控制后的弹性系数，K为机架固有弹性系数； 可见，在投入BISRA控制后，K1=K/（1-α）。所以通过调节α的大小，可以相应调节机架的弹性系数，α的值越大，机架的弹性系数也越大，当α=1时，K1趋向于∞。当然，当α值过大时，会引起振荡，所以要选择一个合适的α值，这是在调试阶段要做的。由于BISRA的响应比前馈控制快，所以控制效果比前馈更好。而且，一般情况下，α的取值比较大，为0.6。所以，BISRA的补偿量也相对前馈要大得多。假设α=0.95，则弹性系数K1=K/(1-α)=20*K,为原来的20倍。前馈控制补偿量ΔS=ΔH*M/K1只有原来的1/20。 2．一机架 GM-SMITH AGC
一机架GM-SMITH是属于监控AGC，它的控制框图见下页。
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从框图中可以看出，GM-SMITH AGC出口厚度的计算值hG1可以分为两部分，第一部分是通过弹跳方程计算出的一个出口厚度值，第二部分是补偿厚度值Δεnl，这个补偿厚度值是实际出口厚度值与计算值之间的偏差的累加值，用以消除由公式计算引起的偏差。下面就给出框图中各框内的各计算公式：
1． GMG 计算，即出口厚度计算
hG1=P1/K1+S0+Δεnl…………………(5) 式中：hG1：GMG计算值；Δεnl：补偿厚度值 2． 补偿值（Δεnl）的计算
Δεnl（n）= k1*?（h1x-hG1（x））dTs…(6)
h1（x）：出口实际厚度，hG1（x）：GMG计算值， K1：补偿增益。Ts：扫描周期
3． ΔSGM1的计算，它是一个比例积分调节器。 ΔSGM1= GIGM1*（（K+M（1-α））/K）*（hG1-h1REF）dTs ? +GPGM1* （（K+M（1-α））/K）*（hG1-h1REF）..(7) GIGM1：积分时间常数，GPGM1：比例增益；Ts：循环周期；α：BISRA补偿系数，h1REF：出口厚度给定值。
当然，由于出口测厚仪和一机架之间有一定距离，所以在计算值和实际值相比较时也用了一个移位寄存器，这与前馈控制相类似，这里就不加细说明。
GM-SMITH控制和反馈控制是根据速度的大小相互切换的。在低速时，使用GM-SMITH控制方式，这样更能发挥这种控制的作用。在
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轧机机架AGC控制
