[D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.05.053 第27卷第5期 北京科技大学学报 VoL.27 No.5 2005年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2005 带钢热连轧AGC系统实时仿真 王正林童朝南孙一康彭开香 北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要设计了基于数字信号处理器DSP的热连轧自动厚度控制(AGC)实时仿真器，建立了 调厚过程压下系统和变形区的动态模型.仿真时，仿真器实时并行地计算带钢和轧机的模型， 计算机控制系统的控制器运行AGC软件，两者通过内存映像网实时交换数据，因此通过虚拟 的对象实现了对AGC软件的实时离线调试. 关键词AGC,热连轧；实时仿真器；动态仿其；DSP;内存映像网 分类号TG334.9,TP183 1AGC系统动态仿真分析 件的离线“实时”调试，开发了含有“数字精轧机 组”的热连轧实时仿真系统（仿真器）.现代热轧 热轧带钢厚度精度一直是提高产品质量的 机为了提高控制精度普遍采用液压压下机构，动 主要目标.产生厚差的原因主要有带钢头尾部温 态响应快，AGC软件的控制周期一般为10ms.而 差、加热炉板坯生成水印以及温度随机波动，目 对动态模型进行仿真时，由于连轧机组模型的庞 前消除厚差的主要办法是采用自动厚度控制系 大和复杂使得通用的仿真方法很难在10ms内完 统(AGC).现代AGC系统一般采用多种控制算 成动态仿真的计算， 法和多种AGC综合控制手段来消除厚度误差， 本文在建立调厚过程的动态模型基础上设 如图1所示.由于AGC控制需对多台轧机的压下 计了基于数字信号处理器DSP的实时仿真系统， 进行闭环控制，因此目前对AGC控制软件的调 实时地对调厚过程进行动态仿真，仿真结果实时 试只能在热负荷试车后进行（需通过轧制轧件来 地反馈到实际控制器中，能方便无风险地对AGC 调试)，这延长了实际投产时间.为了解决AGC软 系统进行离线调试， 硬度趋势检测P-AGCF-AGC FE-.AGC MN-AGC MN-AGC 来料厚度波动 品厚度波动 测厚仪 来料温度波动 F4 图】综合AGC系统 Fig.1 Integrated AGC system 2系统及功能 口系统，全系统基于内存映像网组建，系统框图 如图2所示，仿真器是整个仿真系统的核心，由 本文设计的实时仿真硬件系统由3个子系统 一台PC主机和DSP协处理机组成.它不需要任 组成一仿真器、系统AGC控制器、实时通信接 何复杂的/O接口，仅需一块内存映像网卡.所有 收稿日期：200408-30修回日期：200411-10 的IO数据和控制信号都来自内存映像网的各节 基金项目：国家经贸委“九五”攻关项目(NNo.97-316-02-02) 点，主机是高性能的工业控制计算机，用来实现 作者简介：王正林(1978一)，男，博士研究生第 2卷7 第 期5 20 0年5 1月0 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r an l Uo f n i v e r s i ty o f s e ci ne e a ndTe e h n oel g y B e ij i ng V b l . 2 7 0 N . 5 OC t 。 2 0 0 5 带钢热连轧 A G C系统实时仿真 王 正 林 童朝 南 孙一 康 彭开 香 北 京科技 大学信 息 工程学 院 , 北京 10 0 0 8 3 摘 要 设 计 了基于 数字 信号 处理 器 D S P 的热连 轧 自动 厚度控 制 ( A G C ) 实 时仿真 器 , 建立 了 调 厚过程 压下 系统和 变形 区 的动 态模 型 . 仿真 时 , 仿真 器实 时并行 地计算 带钢 和轧机 的模 型 , 计 算机 控制 系统 的控 制器运 行 A G C 软件 , 两者 通过 内存 映像 网 实 时交 换数 据 , 因此 通 过虚 拟 的对象 实现 了对 A G C 软件 的实 时离线 调 试 . 关键词 A G ;C 热连 轧 ; 实时仿 真 器 ; 动态 仿真 ; D S ;P 内存映 像 网 分 类号 T G 3 3 4 . 9 : T P 18 3 1 A G C 系 统 动 态 仿 真 分 析 热 轧带 钢 厚 度 精 度 一 直 是 提 高 产 品质 量 的 主要 目标 . 产 生 厚差 的原 因主 要 有带钢 头 尾 部温 差 、 加 热炉 板 坯生 成 水 印 以及温 度 随 机波 动 , 目 前 消 除 厚 差 的主 要 办 法 是 采 用 自动 厚 度 控 制 系 统 ( A G C ) . 现 代 A G C 系统 一 般采 用 多种 控 制 算 法 和 多种 A G C 综合 控 制手 段来 消 除厚度 误 差` 1,2] , 如 图 l 所 示 . 由于 A G C 控 制 需对 多 台轧机 的压 下 进 行 闭环 控 制 , 因此 目前 对 A G C 控 制软 件 的 调 试 只能 在热 负 荷试 车 后进 行 ( 需通 过 轧制 轧件 来 调试 ) , 这延 长 了 实 际 投 产 时 间 . 为 了解 决 A G C 软 件 的离 线 “ 实 时 ” 调 试 , 开发 了含 有 “ 数 字 精 轧机 组 ” 的热 连轧 实 时仿真 系统 ( 仿真 器户 4] . 现代 热 轧 机 为 了提 高控 制精 度 普遍 采用 液 压压 下机 构 , 动 态 响 应 快 , A G C 软 件 的控 制 周期 一 般 为 10 m s . 而 对 动态 模 型进 行仿 真 时 , 由于 连轧 机 组模 型 的庞 大 和 复杂 使得 通用 的仿 真方 法 很难 在 10 m s 内完 成 动 态仿 真 的计 算 . 本 文 在 建 立 调 厚 过 程 的 动 态 模 型 基 础 上 设 计 了基 于 数字 信 号处 理器 D S P 的实 时仿 真 系统 , 实 时地对 调 厚过 程进 行 动态 仿真 , 仿真 结 果实 时 地 反馈 到实 际控制 器 中 , 能方 便无 风险地 对 A G C 系 统进 行 离线 调试 . FF es A G C F F 一 A G C FF es A G C 卜 N从。 M N es A G C 一 ~ 一一 一 ~ 一 ) 〔 ) 户 一- 夕、 声、 户 F 1 F Z F 3 F 4 F 4 F S 图 1 综合 A G C 系 统 R g . 1 I n et g r a t ed A G C sy s et m 2 系 统 及 功 能 本文 设计 的实时 仿真 硬件 系统 由 3 个子 系统 组成 — 仿真 器 、 系统 A G C 控 制 器 、 实 时 通信 接 收稿 日期 : 2 0 04 - 0 8 一 3 0 修 回 日期 : 2 0 0 4 一 11 一 10 垂 金项 目 : 国家 经 贸委 “ 九五 ” 攻 关项 目 ( N N 认 9 7 一 3 16 一 0 2 一 0 2) 作 者简 介 : 王正 林 ( 19 7 8一 ) , 男 , 博 士研 究生 口 系 统 , 全 系统 基于 内存 映像 网组建`习 , 系统 框 图 如 图 2 所 示 . 仿 真 器 是整 个 仿 真系 统 的核 心 , 由 一 台 P C 主 机 和 D S P 协 处理 机 组成 . 它不 需要 任 何 复 杂 的 F O 接 口 , 仅需 一块 内存 映像 网卡 . 所 有 的 1/O 数 据和 控 制信 号都 来 自内存 映像 网的各 节 点 . 主 机是 高 性 能 的工 业控 制 计算 机 , 用 来实 现 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 05. 053