AGC(自動(dòng)厚度控制系統(tǒng))是軋制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)帶材、板材厚度精確控制的核心技術(shù),其分類(lèi)方式多樣,主要依據(jù)控制原理、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、應(yīng)用場(chǎng)景及功能擴(kuò)展等維度劃分,以下為系統(tǒng)性整合:
一、按控制原理分類(lèi)
控制原理是AGC分類(lèi)的核心維度,基于厚度偏差的檢測(cè)與調(diào)節(jié)機(jī)制差異,可分為以下類(lèi)型:
前饋式AGC:通過(guò)入口測(cè)厚儀或溫度檢測(cè)裝置感知來(lái)料厚度、硬度等擾動(dòng)因素(如鋼坯水印、溫度突變),提前計(jì)算擾動(dòng)對(duì)出口厚度的影響,預(yù)先調(diào)整輥縫以消除偏差。其優(yōu)勢(shì)在于無(wú)滯后性,可主動(dòng)預(yù)防厚度波動(dòng),但對(duì)入口檢測(cè)精度和擾動(dòng)模型準(zhǔn)確性依賴較高,常用于粗軋階段。
反饋式AGC:通過(guò)出口測(cè)厚儀(如X射線、激光測(cè)厚儀)實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)際厚度,與目標(biāo)值對(duì)比后調(diào)節(jié)軋機(jī)參數(shù)(如軋制力、輥縫或張力)。其特點(diǎn)為直接響應(yīng)最終偏差,但存在滯后性(因檢測(cè)點(diǎn)在出口),適用于穩(wěn)定軋制階段的微調(diào),是精軋機(jī)架的主要控制方式。
監(jiān)控式AGC(厚度計(jì)式AGC):基于軋機(jī)彈跳方程(h=S+P/M,其中h為出口厚度,S為輥縫,P為軋制力,M為軋機(jī)剛度)間接計(jì)算厚度,無(wú)需專(zhuān)用測(cè)厚儀,成本低且響應(yīng)快,但精度受模型誤差影響,常作為輔助控制或用于缺乏出口測(cè)厚儀的場(chǎng)景。
秒流量AGC:依據(jù)金屬秒流量守恒原理(入口流量=出口流量,即H?V入=h?V出),通過(guò)檢測(cè)入口/出口速度與入口厚度實(shí)時(shí)計(jì)算出口厚度并調(diào)節(jié)輥縫。其優(yōu)勢(shì)在于響應(yīng)快,與監(jiān)控AGC配合可顯著提升精度,適用于連軋機(jī)組的機(jī)架間厚度協(xié)調(diào)。
張力AGC:利用帶材張力與厚度的關(guān)聯(lián)(張力增大時(shí)厚度減薄),通過(guò)調(diào)節(jié)卷取機(jī)速度改變張力大小來(lái)控制厚度。適用于薄帶材(如冷軋薄帶)或箔材軋制,但需注意張力調(diào)節(jié)對(duì)板形的影響,常與其他AGC協(xié)同使用。
壓力AGC:以軋制力為主要調(diào)節(jié)對(duì)象,根據(jù)厚度偏差直接改變軋制力(通過(guò)液壓缸調(diào)節(jié)輥縫),利用軋制力與厚度的負(fù)相關(guān)關(guān)系實(shí)現(xiàn)控制。其響應(yīng)迅速,是中厚板軋制的主要控制方式,但受軋機(jī)剛度影響較大。
二、按執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類(lèi)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接影響AGC的響應(yīng)速度與控制精度,主要分為以下類(lèi)型:
液壓AGC(HAGC):通過(guò)電液伺服閥控制液壓缸位移調(diào)節(jié)輥縫,響應(yīng)速度快(毫秒級(jí),30~50 ms),控制精度高(±0.001~±1 μm),支持壓力/位置雙閉環(huán)控制,并可集成油膜補(bǔ)償、軋輥熱膨脹補(bǔ)償?shù)裙δ堋J乾F(xiàn)代冷/熱連軋機(jī)的首選,尤其適用于高速軋制與高精度薄帶生產(chǎn)。
電動(dòng)壓下AGC(EGC):采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓下螺絲調(diào)節(jié)輥縫,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單但動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢(秒級(jí)),需配合高精度測(cè)厚儀,多用于老舊軋機(jī)改造或?qū)纫蟛桓叩膱?chǎng)景。
張力執(zhí)行機(jī)構(gòu):通過(guò)調(diào)節(jié)卷取機(jī)或開(kāi)卷機(jī)速度改變帶材張力,間接實(shí)現(xiàn)厚度控制,屬于張力AGC的核心執(zhí)行部件,適用于極薄帶材(厚度<0.15 mm)或箔材軋制。
三、按應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)
根據(jù)軋制工藝(熱軋/冷軋)或軋機(jī)類(lèi)型(單機(jī)架/連軋機(jī))的不同,AGC的應(yīng)用場(chǎng)景可分為:
熱軋AGC:針對(duì)熱軋過(guò)程(高溫、帶材厚、速度快),需重點(diǎn)消除來(lái)料厚度波動(dòng)和軋制過(guò)程中的熱擾動(dòng)(如溫度變化對(duì)材料塑性的影響),常結(jié)合前饋控制應(yīng)對(duì)高溫下的快速變化,執(zhí)行機(jī)構(gòu)以液壓AGC為主。
冷軋AGC:針對(duì)冷軋過(guò)程(室溫、帶材薄、精度要求高),更注重微小厚度偏差的修正,依賴高靈敏度的反饋控制(如出口測(cè)厚儀)和張力控制,同時(shí)需兼顧板形與表面質(zhì)量,常采用液壓AGC+秒流量AGC+智能算法的復(fù)合控制方案。
單機(jī)架AGC:適用于單機(jī)架可逆軋機(jī),控制邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單,需兼顧軋制方向切換時(shí)的厚度穩(wěn)定性,執(zhí)行機(jī)構(gòu)以液壓或電動(dòng)AGC為主。
連軋機(jī)AGC:用于多機(jī)架連軋機(jī)組(如冷連軋、熱連軋),需協(xié)調(diào)各機(jī)架間的厚度分配,避免機(jī)架間張力波動(dòng)影響整體厚度,通常采用“秒流量相等”原則(各機(jī)架出口速度×厚度=常數(shù))實(shí)現(xiàn)機(jī)架間聯(lián)動(dòng)控制,常結(jié)合前饋、反饋、秒流量AGC的復(fù)合控制。
四、按功能擴(kuò)展分類(lèi)
為提升控制精度與適應(yīng)性,AGC常集成特殊功能或復(fù)合控制策略:
復(fù)合控制系統(tǒng):如“前饋+反饋”復(fù)合AGC,入口厚度偏差前饋補(bǔ)償+出口厚度閉環(huán)反饋,兼顧響應(yīng)速度與精度;“秒流量+監(jiān)控”復(fù)合AGC,通過(guò)流量守恒與彈跳方程聯(lián)合計(jì)算,提升動(dòng)態(tài)控制能力。
多變量AGC:同時(shí)調(diào)節(jié)多個(gè)參數(shù)(如軋制力、張力、速度),結(jié)合板形控制、溫度補(bǔ)償?shù)龋m用于高精度板材(如硅鋼、不銹鋼)軋制,控制精度可達(dá)±0.5%厚度。
智能算法增強(qiáng)型AGC:引入自適應(yīng)控制(基于軋制力-速度模型動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù))、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等算法,處理非線性擾動(dòng)(如軋輥偏心、材料性能波動(dòng)),提升系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜工況的適應(yīng)能力。
特殊功能型AGC:如變剛度AGC(動(dòng)態(tài)調(diào)整軋機(jī)等效剛度,平衡軋制力波動(dòng))、頭部補(bǔ)償AGC(針對(duì)鋼板頭尾溫降導(dǎo)致的偏薄問(wèn)題,采用多點(diǎn)設(shè)定補(bǔ)償軋輥壓靠量)、軋輥偏心補(bǔ)償(通過(guò)傅里葉分析識(shí)別支承輥偏心周期,反向補(bǔ)償輥縫振動(dòng))等,針對(duì)性解決特定厚度偏差問(wèn)題。