Vol.26 No.2 罗永军等：热连轧机AGC系统的动态仿真 ·175· 塑性系数，kN/mm;T.为时间常数，0.4s:K,K2为 (1)厚度模型.采用该厂实际使用的能耗分配 系统常数；△h,为n时刻出口厚度差，mm;△Sn为n 法，进行厚度分配. 时刻辊缝调节值，mm;△S,为+1时刻辊缝调节 (2)速度模型.以成品厚度为依据，采用查表 值，mm;△Pn为n时刻轧制力变化值，kN. 确定末架的速度，然后根据秒流量方程，计算各 机架速度. 2模型的建立与仿真分析 (3)轧制力模型.轧制力计算公式采用 P=BLOK (3) 2.1模型建立 基于采用图形化建模的仿真软件包，对动态 式中，B为轧件的平均宽度，mm;'为考虑压扁后 系统进行仿真和分析. 的接触弧长，mm;2,为应力状态系数，采用Sims 模型的建立充分利用了该软件包所提供的 公式：K为平面变形下的变形阻力，MPa. (4)弹跳模型， 子系统方法.对于热连轧中每一架轧机，分别建 立了厚度设定子系统及自动控制子系统，其分别 S=h-(是0+G (4) 对应于所需的各种模型，如图3所示 式中，P为预压靠力，kN:P为轧制力，kN:G为辊 厚度给定 厚度给定 GMAGC GMAGC S 厚度模型 △h e 厚度模型 △H, △H -△h 速度模型 速度模型 △T-l 轧制力模型 温降 轧制力模型 模型 △T+ 弹跳模型 △T 弹跳模型 Fi变形区 F(+1)变形区 图3AGC系统的动态仿真框图 Fig.3 Dynamic simulation diagram of AGC 缝零位，mm:O为油膜厚度，mm. 表1仿真参数表 (5)温降模型. Tablel Parameters of simulation L 来料厚出口厚 入口温出口温 -=ex对-K) 宽度/mm 辊径/mm ·(5) 度/mm度mm 度/℃度/℃ Trn-T. 32 2.0 1200989 888.5 380 式中，T为机架温度，℃：T为水温度，℃：Tm为测 38 7.0 12001017909.0 380 温仪处精轧入口温度，℃：K为综合对流冷却系 数：L为精轧入口测温点到F1的距离，m:L为i-1 表2结果比较表 机架到i机架的距离(i=2~7),m;h与v为末机架 Table 2 Comparison of results 出口厚度(mm)和出口速度(m/s). 机 轧制力规格1 轧制力规格2 (6)延时模型. 架实测N计算kN误差%实测kN计算N误差% ts4 F126690248337.514070132106.5 (6) F224720231486.81510014158 6.7 式中，t为延时时间，s:l为机架之间的距离，m:% F323280221325.21389013323 4.3 为带钢的速度，m/s. F418410174525.51223011566 5.7 22模型的验证与仿真分析 F512870121705.8863082344.8 根据现场采集的参数（表1）对模型进行验 F611940115943.0835080074.3 证.以两种规格的轧制力计算值与实测值为例， F7891086113.5604058633.0 其误差在8%以内（表2），证明该模型较为实用， 造成的轧件变形抗力波动.表3和表4分别为当 对热连轧过程中AGC控制进行仿真.造成轧 △H=1mm和△T:=-20℃时所对应的出口厚度变 件厚差的主要原因是入口厚度波动和温度变化 化△h最大值、轧制力变化△P最大值和将出口厚V匕1 . 2 6 N o . 2 罗永军 等 : 热 连轧 机 A G C 系统 的 动态仿 真 一 1 7 5 . 塑性 系数 , k N / n u n ; 几为 时 间常 数 , .0 4 5 ; 凡 , 凡 为 系统 常 数 ; 劫 月 为 n 时刻 出 口 厚度 差 , m 们n ; △况 为 n 时刻 辊 缝调节 值 , ~ ; △酥 : 为 n +1 时 刻辊 缝 调节 值 , m m ; △尸 月 为 n 时刻 轧制力 变 化值 , 咖 . 2 模型 的建立 与 仿真 分析 .2 1 模型 建立 基 于采 用 图形 化建 模的仿 真软 件包 , 对动 态 系 统进 行 仿 真和 分 析 . 模 型 的 建 立 充分 利 用 了该 软 件 包 所 提 供 的 子 系 统方 法 . 对 于热 连 轧 中每 一架 轧机 , 分别 建 立 了厚度 设 定子 系统 及 自动控 制子 系 统 , 其 分 别 对 应于 所 需 的各 种模 型 , 如 图 3 所 示 . ( l) 厚度 模 型 . 采 用 该厂 实 际使 用 的能耗 分配 法 , 进 行 厚度 分 配 . (2 )速 度 模型 . 以成 品厚度 为 依 据 , 采 用 查表 确 定末 架 的速 度 , 然后 根 据秒 流 量 方程 , 计 算各 机 架速 度 . (3 ) 轧制 力模型 . 轧 制 力计 算 公 式采 用 尸 = B lc , Q不 (3 ) 式 中 , B 为 轧件 的平均 宽度 , ~ ; lc’ 为考 虑 压扁 后 的接 触 弧长 , ~ ; 必 为应 力 状态 系 数 , 采 用 S im s 公式 ; K 为平 面变 形 下 的变 形 阻力 , M P a . (4 )弹 跳 模型 . : 一 * - 气黔* )G 式 中 , 0P 为 预压 靠 力 , k N ; 尸为 轧制 力 , ( 4 ) k N ; G 为 辊 厚度给定 呱mAT G M A G C G M A G C e 厚度模型 一` 厚度模型 速度模型 速度模型 轧制力模里 温降 轧制 力模型 弹跳模型 模型 ’ 弹姆卜模塑 曳△叭刃 iF 变形 区 (F +i l) 变 形 区 图 3 A G C 系统 的 动态仿 真框 图 F i g · 3 D y n a m i e s im u l a iot n d i a g r a m o f A G C 缝零 位 , m 川 ; 口为 油膜 厚度 , r o r O . ( 5) 温 降模型 . 表 1 仿 真参 数表 1知b l e l P a r a m e t e此 o f s i m U肠 it 0 l 不一 wT 界 : 一 兀 ` _ _ 里jL 、 = e xP I 一 aK 份万 , 气 , , n F . 尹 宽度 /m m ( 5) 来 料厚 出 口 厚 度 m/ m 度 m/ m 入 口 温 度 /℃ 辊 径 /m m 式中 , 厂为 i机 架温 度 , ℃ ; 兀 为 水温 度 , ℃ ; 界, 为测 温 仪 处精 轧 入 口 温 度 , ℃ ; aK 为综 合对 流 冷却 系 数 ; L : 为精 轧入 口 测温 点 到 lF 的距 离 , m ; L `为 i 一 1 机 架 到 i 机架 的距 离 (=1 2一 7) , m ; h 。 与 vn 为末 机 架 出 口 厚度 (~ ) 和 出 口 速 度 (耐5) . (6 )延 时 模 型 . 3 2 2 . 0 3 8 7 . 0 1 2 0 0 1 2 00 9 8 9 1 0 17 出 口 温 度 /℃ 8 88 . 5 9 09 . 0 38 0 38 0 : 一 左 v0 (6 ) 式 中 , : 为延 时时 间 , s ; lc为 机架 之 间 的距 离 , m ; v0 为带钢 的速 度 , 耐 5 . .2 2 模 型 的验 证 与仿真分 析 根 据现 场采 集 的参数 ( 表 l) 对 模 型进 行 验 证 . 以两种 规 格 的轧 制力 计算 值 与 实测 值为 例 , 其 误差 在 8 % 以内 ( 表 2) , 证 明 该模 型较为 实用 . 对 热连 轧过程 中 A G C 控 制进 行仿 真 . 造成 轧 件 厚 差 的主 要 原 因 是入 口 厚 度 波 动和 温 度 变化 表 2 结 果 比较表 aT b l e 2 C o m P a r is o n o f er s u lst 机 轧 制力 规格 1 轧制 力规 格 2 架 实测瓜N 计算 /kN 误 差o/ 实 测瓜N 计 算瓜 N 误 差%/ F 1 2 6 6 9 0 2 4 8 33 7 . 5 1 4 0 7 0 13 2 1 0 6 . 5 F Z 2 4 7 20 2 3 1 4 8 6 . 8 15 10 0 14 15 8 6 . 7 F 3 2 3 2 8 0 2 2 1 32 5 . 2 13 890 13 32 3 4 . 3 F 4 1 8 4 1 0 1 7 4 5 2 5 . 5 1 2 2 3 0 1 1 5 6 6 5 . 7 F S 1 2 8 7 0 12 1 7 0 5 . 8 8 6 30 8 23 4 4 . 8 F 6 1 1 94 0 1 1 5 94 3 . 0 8 3 5 0 8 0 0 7 4 . 3 F 7 8 9 1 0 8 6 1 1 3 . 5 6 0 4 0 5 8 6 3 3 . 0 造成 的轧件 变形抗 力 波 动 . 表 3 和 表 4 分 别 为 当 八厅, = 1 ~ 和△不二 一 2 0℃ 时所对 应 的 出 口 厚度 变 化△h最 大 值 、 轧制 力变 化 △尸最 大值 和 将 出 口 厚