AGC(自动厚度控制系统)是轧制过程中实现带材、板材厚度精确控制的核心技术,其分类方式多样,主要依据控制原理、执行机构、应用场景及功能扩展等维度划分,以下为系统性整合:
一、按控制原理分类
控制原理是AGC分类的核心维度,基于厚度偏差的检测与调节机制差异,可分为以下类型:
前馈式AGC:通过入口测厚仪或温度检测装置感知来料厚度、硬度等扰动因素(如钢坯水印、温度突变),提前计算扰动对出口厚度的影响,预先调整辊缝以消除偏差。其优势在于无滞后性,可主动预防厚度波动,但对入口检测精度和扰动模型准确性依赖较高,常用于粗轧阶段。
反馈式AGC:通过出口测厚仪(如X射线、激光测厚仪)实时检测实际厚度,与目标值对比后调节轧机参数(如轧制力、辊缝或张力)。其特点为直接响应最终偏差,但存在滞后性(因检测点在出口),适用于稳定轧制阶段的微调,是精轧机架的主要控制方式。
监控式AGC(厚度计式AGC):基于轧机弹跳方程(h=S+P/M,其中h为出口厚度,S为辊缝,P为轧制力,M为轧机刚度)间接计算厚度,无需专用测厚仪,成本低且响应快,但精度受模型误差影响,常作为辅助控制或用于缺乏出口测厚仪的场景。
秒流量AGC:依据金属秒流量守恒原理(入口流量=出口流量,即H⋅V入=h⋅V出),通过检测入口/出口速度与入口厚度实时计算出口厚度并调节辊缝。其优势在于响应快,与监控AGC配合可显著提升精度,适用于连轧机组的机架间厚度协调。
张力AGC:利用带材张力与厚度的关联(张力增大时厚度减薄),通过调节卷取机速度改变张力大小来控制厚度。适用于薄带材(如冷轧薄带)或箔材轧制,但需注意张力调节对板形的影响,常与其他AGC协同使用。
压力AGC:以轧制力为主要调节对象,根据厚度偏差直接改变轧制力(通过液压缸调节辊缝),利用轧制力与厚度的负相关关系实现控制。其响应迅速,是中厚板轧制的主要控制方式,但受轧机刚度影响较大。
二、按执行机构分类
执行机构直接影响AGC的响应速度与控制精度,主要分为以下类型:
液压AGC(HAGC):通过电液伺服阀控制液压缸位移调节辊缝,响应速度快(毫秒级,30~50 ms),控制精度高(±0.001~±1 μm),支持压力/位置双闭环控制,并可集成油膜补偿、轧辊热膨胀补偿等功能。是现代冷/热连轧机的首选,尤其适用于高速轧制与高精度薄带生产。
电动压下AGC(EGC):采用电机驱动压下螺丝调节辊缝,结构简单但动态响应慢(秒级),需配合高精度测厚仪,多用于老旧轧机改造或对精度要求不高的场景。
张力执行机构:通过调节卷取机或开卷机速度改变带材张力,间接实现厚度控制,属于张力AGC的核心执行部件,适用于极薄带材(厚度<0.15 mm)或箔材轧制。
三、按应用场景分类
根据轧制工艺(热轧/冷轧)或轧机类型(单机架/连轧机)的不同,AGC的应用场景可分为:
热轧AGC:针对热轧过程(高温、带材厚、速度快),需重点消除来料厚度波动和轧制过程中的热扰动(如温度变化对材料塑性的影响),常结合前馈控制应对高温下的快速变化,执行机构以液压AGC为主。
冷轧AGC:针对冷轧过程(室温、带材薄、精度要求高),更注重微小厚度偏差的修正,依赖高灵敏度的反馈控制(如出口测厚仪)和张力控制,同时需兼顾板形与表面质量,常采用液压AGC+秒流量AGC+智能算法的复合控制方案。
单机架AGC:适用于单机架可逆轧机,控制逻辑相对简单,需兼顾轧制方向切换时的厚度稳定性,执行机构以液压或电动AGC为主。
连轧机AGC:用于多机架连轧机组(如冷连轧、热连轧),需协调各机架间的厚度分配,避免机架间张力波动影响整体厚度,通常采用“秒流量相等”原则(各机架出口速度×厚度=常数)实现机架间联动控制,常结合前馈、反馈、秒流量AGC的复合控制。
四、按功能扩展分类
为提升控制精度与适应性,AGC常集成特殊功能或复合控制策略:
复合控制系统:如“前馈+反馈”复合AGC,入口厚度偏差前馈补偿+出口厚度闭环反馈,兼顾响应速度与精度;“秒流量+监控”复合AGC,通过流量守恒与弹跳方程联合计算,提升动态控制能力。
多变量AGC:同时调节多个参数(如轧制力、张力、速度),结合板形控制、温度补偿等,适用于高精度板材(如硅钢、不锈钢)轧制,控制精度可达±0.5%厚度。
智能算法增强型AGC:引入自适应控制(基于轧制力-速度模型动态调整参数)、神经网络、模糊逻辑等算法,处理非线性扰动(如轧辊偏心、材料性能波动),提升系统对复杂工况的适应能力。
特殊功能型AGC:如变刚度AGC(动态调整轧机等效刚度,平衡轧制力波动)、头部补偿AGC(针对钢板头尾温降导致的偏薄问题,采用多点设定补偿轧辊压靠量)、轧辊偏心补偿(通过傅里叶分析识别支承辊偏心周期,反向补偿辊缝振动)等,针对性解决特定厚度偏差问题。