摘要：针对热轧生产线立辊轧机宽度控制存在问题及原因，对其功能和控制进行了优化。
　　关键词：立辊 宽度控制 伺服控制
　　中图分类号：TD353.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-396-01
　　1 引言
　　邯钢西区2250mm热连轧生产线控制系统由日本TMEIC公司完成，具有国际先进装备水平的热轧板带生产线。在调试和生产过程中，粗轧立辊宽度控制系统存在震动和冲击的现象，且给设备调试和生产造成了一定的影响。
　　通过对控制程序进行了改进和优化有效解决了以上问题，保证了2250热轧生产线调试和生产的顺行。
　　2 粗轧立辊轧机设备与功能简介
　　2250mm热轧生产线立辊轧机的立辊安装在可逆式粗軋机的进口侧，立辊通过一垂直安装的电机驱动，每个电机通过一螺旋正齿轮和一垂直万向接轴传动。立辊主要有水平牌坊、安装立辊的轴承座、上部的正齿轮、全液压压下系统和立辊平衡系统构成。立辊由精确的电气系统控制，通过自动宽度控制技术（AWC）和短行程技术（SSC）提高中间坯的宽度精度和中间坯头尾的边部平行度。
　　粗轧立辊AWC液压控制回路复杂，控制流量大。PID控制在实际环境中的不同响应（如图1），造成设备振动，不能达到控制精度。两个伺服阀控制液压缸的动作，还有一伺服阀参与这2个液压缸的顺序控制，每个伺服阀控制回路安装有大流量液控插装阀单向阀。该厂粗轧立辊AWC液压系统的控制有位置控制，压力控制和短行程控制等，且有压下量大，动作惯量大，控制精度高，响应快的特点。
　　3 粗轧立辊轧机存在问题
　　3.1立辊快开时液压系统存在冲击
　　粗轧立辊轧机在立辊标定或遇到堆钢等生产事故时，需要立辊辊缝快速打开，在立辊快开过程中有两种方式，一种是液压伺服在正常状态下的快开，也就是带伺服的快开。另一种是伺服阀及伺服控制信号故障状态下的一种快开，也就是不带伺服的快开。另外在快开操作后需要进行复位的操作，以激活AWC自动控制功能；如伺服控制在关闭状态下，还要进行打开伺服控制的操作以便恢复设备的控制。
　　（1）在立辊作带伺服的快开时，也就是说伺服控制在投用的状态下AWC液压缸快速回缩，伺服的控制信号为由100%阶跃信号经一段时间延时后又变为20%阶越信号并在复位前一直保持。在快开后的复位操作AWC是位置控制，传动侧和操作侧的液压缸控制位置是5mm。但在快开操作时管路和阀台震动较大，液压系统的冲击也较大。在复位时液压伺服控制信号的变化使得液压系统震动和冲击非常大
　　（2）在立辊作不带伺服的快开时，也就是说AWC伺服控制关闭状态下，依靠立辊平衡缸的平衡力使立辊和AWC液压缸同时回缩，达到快开的一种快开方式。此种快开对系统和阀台来说震动不大，没有影响。但在复位时，AWC的伺服在投用时，液压系统震动和冲击非常大。
　　3.2 立辊在复位和伺服控制转换时液压系统存在冲击
　　AWC伺服控制在关闭状态向投用状态转换时，液控插装单向阀的控制电磁阀与伺服阀同时得电，液控插装单向阀有三个，分别装在P口、A口、B口处。由于液控插装单向阀得开启响应时间晚于伺服阀，使系统压力对单向阀阀芯有冲击。
　　由于以上控制功能的不完善，在调试和试生产期间曾出现AWC阀台溢流阀阀芯裂； AWC伺服阀位置反馈错误；控制插装阀单向阀的电磁阀阀芯卡死等故障，并造成AWC阀台及管路的多次漏油，严重影响了正常的调试进度和生产秩序。
　　4 粗轧立辊功能和控制改进
　　对于在快开操作过程中存在问题，首先在伺服控制中增加了伺服信号的限幅控制模块， 使伺服控制的数字量输出由100%改为50%，当设定和实际的偏差减小到一定范围后减小至20%，使其能够快速动作，并能达到控制精度。
　　在控制时序上，伺服控制ON以后打开单向阀，延时1秒后使能伺服控制的输出，避免了伺服输出的突变对单向阀的剧烈冲击。在程序控制方面增加斜坡输出的功能，对于立辊宽度控制的位置设定值按照可调斜率增加，避免设定值突变造成伺服输出的快速增长，并通过位置传感器检测液压缸的不同动作，在位置控制器OPEN和CLOSE两个方向采用不同的放大倍数，达到平稳输出的目的。
　　5 改进后效果
　　粗轧立辊宽度控制系统改进后有效的避免了对液压系统的冲击，使得立辊在快开、复位时保证了设备功能实现并且运行平稳，保证了立辊控制精度的实现；有效的避免了由设备震动造成油品泄露和设备故障的出现，极大的节约了生产成本；避免油品泄露对环境污染造成的的影响，保证了设备长周期稳定运行和正常生产秩序的实现。