【摘要】：本文以下内容将对单机架四辊铝带冷轧机计算机控制系统研究与应用进行研究和探讨，以供参考。
【关键词】：单机架四辊铝带冷轧机；计算机；控制系统
中图分类号：G623 文献标识码： A
1、前言
近年来，随着我国工业现代化的发展，铝加工业在我国国民经济中的地位越来越重要，在国民经济稳步发展、科技进步和人民生活水平大幅度提高的大背景下，铝的应用领域越来越广泛，国内加工产品的需求也在逐渐增加；很多以前钢铁等材料的应用领域也逐渐被铝所取代。在这个背景下，采用计算机控制铝工业生产更有现实意义。本文以下内容将对单机架四辊铝带冷轧机计算机控制系统研究与应用进行研究和探讨，以供参考。
2、AGC控制策略及应用
厚度是板带材最主要的质量指标之一，厚度自动控制是现代板带材生产中不可缺少的重要组成部分。厚度自动控制系统是通过测厚仪对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。实现厚度自动控制的系统称为AGC （Automatic Gauge Contr01）系统。
根据轧制过程中控制信息流动和作用情况的不同，厚度自动控制系统可分为：前馈式、监控式、张力式、金属秒流量式等。把轧机机架和轧辊本身当作间接测厚装置，通过测得的轧制压力计算出板带厚度来进行厚度控制的系统，这就是所谓的轧制压力AGC、厚度计式AGC。按其设定方式和轧机压下效率补偿环节不同，它可以分为：轧制压力AGC、厚度计式AGC、相对值式AGC和绝对值AGC等。根据轧制过程中带材承受作用的不同，还有各种补偿的厚度控制系统：速度补偿控制、宽度补偿控制、支撑辊偏心补偿控制、油膜厚度补偿控制、带材尾部补偿等控制系统。
不同的厚度控制模式将选用不同的执行机构（比如HGC液压缸，传动系统等）来执行。另外，视执行器机构的不同，采用不同的补偿功能以抵消它们对带材目标厚度的影响。因此，每种AGC调节都将有一个补偿网络来计算补偿量。
为了消除各种原因造成的厚度偏差，根据轧制时的弹塑性曲线，可采用前馈AGC、监控AGC、压力AGC等各种不同的厚度控制方法。在轧机机架前后各配有一个x射线测厚仪检测出入口带材厚度，采用前馈AGC（FF.AGC）、Smith预估监控AGC（Monitor-AOC）、厚度计AGC（GM.AGC）和张力AGC几种厚度控制方式，并在轧线速度升降时给出相应的辊缝调节量。
轧辊偏心是由于轧辊和轧辊轴承形状的不规则引起的一种高频干扰，不但会造成带材厚度周期性波动，而且会导致厚度计AGC系统产生相反的辊缝调节。为提高带材厚度精度，必须要消除轧辊偏心的影响。采用轧制力偏心滤波，能够滤掉轧辊偏心造成的干扰信号并保留辊缝调节等有用信号。
不论是厚度计AGC还是监控AGC都避免不了控制上的传递滞后或过渡过程滞后，因而限制了控制精度的进一步提高，特别是来料的情况波动较大时，更会影响带材的实际轧出厚度的精度。为了克服此缺点，在现代化的轧机上都广泛采用前馈式AGC。
从控制理论可知，对象纯滞后时间的存在对控制系统是极为不利的。它使控制系统的稳定性降低，特别是衡量纯滞后对系统影响程度的特性参数t位0.5的对象（这里T为对象的时间常数），若采用常规PID控制是很难获得良好控制质量的。针对板带轧制过程监控AGC系统的滞后问题，在实际调试过程中采用Smith预估监控AGC的控制策略。
3、张力控制系统
张力控制，是指在一般的造纸、冶金等卷带材生产过程中，对材料的张紧度进行控制。轧制过程中的张力是指：作用在轧件上的前、后拉力。当力的作用方向与轧制方向相同时，称为前张力；而当力的作用方向与轧制方向相反时，称为后张力。
3.1，张力控制系统的硬件配置
轧机的张力控制系统即传动控制系统是传动的控制系统，它是根据轧制工艺过程和传动系统的控制要求设计。轧机的开卷、卷取和主机均要求能够实现速度控制，除此之外，开卷和卷取还要求实现张力控制，根据这个要求，可以采用ABB公司的DCS800直流传动装置作为直流电动机控制器，通过直接控制直流电动机来实现对开卷、卷取和主机的速度控制和开卷、卷取的张力控制。
在轧制过程中，为了实现张力控制，开卷、卷取和主机需要协调工作。这样，将传动系统中的六台电动机的控制器（直流传动装置）通过PRFIBUS.DP网络与上位机PLC连接，由PLC来统一协调传动系统中各电动机的运行状态。
3.2，轧机张力控制及相关数学模型
张力是轧制过程中非常重要的工艺指标，在轧制过程中，主要是要保证铝带张力的恒定和稳定（波动小）。从控制系统的结构来分，张力控制主要分为直接闭环张力控制、间接张力控制和复合张力控制三大类。
传动装置中速度环和电流环的调节器都是传统的PID调节器，在实际应用中，可以根据被控对象的特性和系统的控制要求，来适当的选择PID的组合作为系统的控制器。在本课题的传动系统的速度环和电流环均采用的是PI控制器。
现场对PID参数的整定是在传动装置自优化得到的参数的基础上，再根据PID参数对系统控制性能的影响作用，结合实际轧制过程中系统的响应情况进行精调，就可以得到卷取的主传动装置的速度环和电流环的控制器参数。
4、结尾
本文以上内容对单机架四辊铝带冷轧机计算机控制系统研究与应用进行了分析和探讨，表达了观点和见解，从中也让本人深深的认识到计算机技术对于铝业生产的重要性和关键性，也只有将先进技术应用到实践中才能促进技术更进一步的发展。
