带钢热连轧卷曲温度上位机监控系统的实现

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北京科技大学科技成果——带钢热连轧计算机控制系统

北京科技大学科技成果——带钢热连轧计算机控制系统成果简介带钢热连轧计算机控制是冶金企业计算机应用最早、最成熟和效益最好的。

经过近半个世纪的发展，热连轧生产线已经实现了从加热炉、粗轧区、精轧区到卷取区的全线计算机控制，形成了包括传动控制与检测级、基础自动化级、过程控制级和生产控制与管理级的多级分布式计算机控制系统组成模式。

控制功能则从最初的以轧制规程设定计算和操作自动化为主，发展到以减少能源消耗、增加经济效益、扩大产品规格和品种、全面提高产品质量（包括带钢的几何尺寸精度、板形、组织性能、表面质量等）为主要特征的新阶段。

先进控制理论和智能控制理论、高性能计算机控制系统、网络通讯与信息技术、大功率交流传动系统与液压伺服系统、检测与传感技术等高新技术在该领域的应用日新月异，保证了带钢热连轧计算机控制处于持续发展的态势，取得了巨大的经济效益。

北京科技大学信息工程学院自动控制研究所是以轧钢自动化为主要特色的科研机构。

从上世纪八十年代以来，在我国轧钢自动化领域著名专家、我国带钢热连轧计算机控制开拓者之一孙一康教授的领导下，承担与参加了一系列国家和省部级带钢热连轧控制工程，取得了丰硕的成果，获得了多项国家和省部级重大奖励，在我国轧钢自动化领域占有重要地位和广泛影响。

近年来与鞍山钢铁集团公司、武汉钢铁集团公司、高效轧制国家工程研究中心、北京麦思科自动化系统工程公司等单位密切合作，在新型控制功能的研制开发、多级分布式计算机控制系统的软硬件集成、热连轧三电工程（计算机、电气传动、仪表）总承包等方面业绩突出，形成了各类轧制自动化控制系统的设计与集成、应用软件开发与调试、人员培训、投产与生产服务的综合实力，具备了与国外大公司进行平等合作和参与国内外市场竞争的能力。

主要业绩和获奖情况1、1988-1994年，武钢1700热连轧计算机控制系统更新改造，获国家科技进步一等奖，冶金部科技进步特等奖。

2、1992-1995年，太钢1549热连轧三电系统工程，获国家科技进步二等奖，冶金部科技进步一等奖。

带钢热连轧卷取温度控制标准系统

1国内外带钢热连轧卷取温度控制系统的发展现状及意义1.1带钢热连轧的国内外发展状况1.1.1国外发展状况从1924年阿斯兰1470 mm和1926年巴特勒1070 mm带钢热连轧机计算起，带钢热连轧机已经有八十多年的发展历史了。

它具有综合技术性强、生产效率高、经济效益大、发展迅速、自动化程度高、新技术使用广泛等特点。

可以作为衡量国家工业发展水平的一个重要标志。

现在，我国已经具备设计和制造带钢热连轧机的能力了。

带钢热连轧卷取温度控制系统也有将近五十年的发展历史了。

1958年以前，实现了模拟AGC（自动厚度控制）；1960年以前，实现了轧机调速、压下、活套控制的电动自动化；1962年，美国在麦克劳斯（Mclouth）钢铁公司1525 mm热轧机上实现了计算机控制；1964年，日本在新日铁堺厂1420 mm热轧上实现了计算机控制；1971年11月日本新日铁大分厂2235 mm热轧计算机控制系统投入运行，该热轧计算机控制系统作为当时的设计典范。

1980年以后，带钢热连轧计算机控制系统发展得更加迅速，趋向成熟。

图1.1 鞍钢2150钢厂带钢热连轧2150mm层流冷却生产现场图片80年代末期开始，国外许多热轧带钢厂对现有冷却设备进行改造，目的是提高冷却能力及温度控制精度。

为了提高温度控制精度，避免因控制阀门开闭引起的冷却水量波动，造成温度控制精度波动，国外热轧带钢厂的冷却设备均设置高位水箱，有些工厂具有水箱液面高度恒定控制技术。

为了提高带钢宽度方向上水量分布的均匀性和提高下部冷却能力，对喷水装置进行了改造。

为了提高卷取温度的控制精度，每个控制阀门所控制的水量减少，即控制单元呈细分化趋势。

日本众多热轧带钢厂在层流冷却段内设置测温仪表，检测带钢中间温度，为控制模型实现前馈控制功能及提高设定计算精度服务。

有些工厂在冷却段中间设置带钢相变过程检测仪，为模型计算带钢相变热服务。

微合金高强度钢板的开发，对卷取温度控制精度提出了更高的要求。

热轧带钢卷取温度控制及其改进_袁建光

热轧带钢卷取温度控制及其改进袁建光黄传清(宝山钢铁(集团)公司热轧部,上海 200941)摘要:以宝钢2050mm热连轧机为例,介绍了现代热轧带钢卷取温度控制系统的组成与控制功能。

为了满足扩展钢种与规格及卷取温度高精度的要求,对控制模型进行了改进。

关键词:热轧带钢;卷取温度;控制系统;数学模型The coilling temperature control and improvement for hot rolled stripYU AN Jian-guang,HU AN G Chuan-qing(Hot Rolling Dept.Baoshan I ron&St eel(Group)Co.,Shanghai200941,China)Abstract:T aking the2050mm continuous hot rolling mill of Baoshan Iro n and Steel Co.for example,the compo-sition and functio n of co iling temperature control system of moder n hot strip mill are introduced.I n or der to meet t he need of expanding steel gr ade and product gauges and increasing coiling temperatur e precision,the control mo d-el of2050mm mill w as improved.Key words:hot rolled strip;coiling temper ature;control system;mathematical model1 前言卷取温度变化可使热轧带钢再结晶晶粒直径、析出物的量和形态发生变化,从而使其力学性能发生变化。

热连轧中AGC控制系统的研究与应用

热连轧中AGC控制系统的研究与应用莱钢1500mm带钢精轧机组由一架立辊和六架平辊轧机组成，即E2、F1~F6。

(E2前设有精除鳞箱用于清除中间坯表面的次生氧化铁皮)。

轧件依次进入立－平－平－平－平－平－平轧机连续轧制。

精轧机架间设有5台液压活套装置(即H1~H5)，当轧件依次进入n+1架轧机时，n至n+1架轧机之间的活套依次升起，通过套高调节系统使轧机自动调速，并通过张力调节系统使带钢在微张力、恒张力状态下轧制，轧成所需要的带钢尺寸。

精轧机组F1~F6压下系统为全液压压下，并设有液压AGC自动厚度控制系统和正弯辊装置，用于保证带钢全长范围内的厚度精度及板形要求。

F1~F6工作辊设有轴向窜辊装置，可以控制轧辊凸度并使轧辊磨损均匀，提高轧辊使用寿命。

带钢尾部依次离开各架轧机时，活套装置便自动下降复位。

精轧机架间设有喷水冷却装置，用于控制终轧温度，带钢终轧温度在850℃左右。

精轧机组后设置Χ射线测厚仪和光电式测宽仪，其中测厚仪参与液压监控AGC控制。

AGC控制系统实现1 系统硬件配置根据工艺控制要求本工程自动化总体方案以“集散控制、分层结构”为主要特点，整个自动化系统分为3层。

第1层：现场参数检测与终端执行。

第2层：分散的数据处理、过程控制。

第3层：集中操作监视。

结合本生产线工艺布置和特点，控制系统使用了三套西门子TDC控制器(SIMATIC Tech nology and Drive Control——即工艺和驱动自动化系统)，每套TDC控制器中配置4个CP U，下挂3个ET200远程I/O从站。

两台DELL工控机作为上微机监控，负责维护集成历史数据库和提供人机接口，访问TDC中的数据。

精轧生产线控制系统结构图1所示。

图1 1500mm带钢精轧压下网络结构图系统控制功能实现1 APC控制概念所谓APC控制就是在指定的时刻，将被控对象的位置自动地调节到预先给定的目标值上，调节后的位置与目标值之差保持在允许的误差范围内，这个调节过程称为位置自动控制，简称APC。

带钢热连轧机上用先进的温度控制技术热轧中高碳钢技术

带钢热连轧机上用先进的温度控制技术热轧中高碳钢技术Cheol Jae Park, Kang Sup Yoon and Chang Hoon Lee文摘：本文提出了一种先进的温度控制有关高碳钢的算法,以获得期望的温度和获得的钢的精轧表(ROT)的过程。

在温度模型的基础上,描述了非线性传热方程来预测钢的温度在每个位置的ROT，和一个冷却停止温度(CST)的概念,并提出一种对于高碳钢材体积分数的增加用于转化的阶段，这个概念是源自time-temperature转化(TTT)图从dilatometric测量实验获得。

该模拟器采用温度模型对于实现预期的温度和控制的有效性进行了分析与仿真。

通过在热轧钢厂现场测试各项性能体现出钢材存在着一定的温度特性和大大提高了控制技术。

关键词：热轧卷取机温度控制高碳钢精轧表冷却停止温度结构和性质1介绍：由于用户对于高强度钢的性能要求变得严格，所以冷却温度变得更重要。

对于钢带热终轧机精轧就是下一个非常重要的过程,并且这是一个关于确定钢的组织和性能重要的过程。

精轧温度的控制技术其实就是控制温度的辐射和冷却水和钢的转变相的预测。

由于钢带的性能和统一形状和钢材的温度有关，所以控制产品的质量的核心技术是温度的控制。

高碳钢比高强度钢多含0.8 %的碳,是用于汽车上一种高强度零件。

这是不容易生产的高碳钢是因为要求统一的组织和性能的高强度钢[3]。

特别是温度控制方面有困难由于在精轧过程中珠光体转变的热反应。

第一,沿着横向钢的边缘产生裂边是由于贝氏体结构比中间部分的珠光体结构的温度低。

因为它是容易转移到边缘部分热量,比中部贝氏体边缘部分生产结构。

边缘裂纹可以减少热带钢轧机生产率。

第二,压缩线圈是一种在精轧过程中发生在相转变阶段的处于可塑性转变鸡蛋状萎陷。

第三,相转变预测的模型已经开发出了控制高碳钢加热温度。

然而,它并不容易控制温度因为模型的精确度开始变差。

对于精轧过程的温度控制还有一些工作要做。

带钢热连轧卷取温度控制系统与模型的研究的开题报告

带钢热连轧卷取温度控制系统与模型的研究的开题报告一、选题背景带钢在现代工业中具有广泛的应用，而带钢的热连轧卷取温度是影响带钢质量的关键因素之一。

为了控制带钢热连轧卷取温度，传统的方法是依靠经验控制和人力调整。

但这种方法存在诸多弊端，如精度低、效率低、成本高等。

因此，研究带钢热连轧卷取温度控制系统以及相应的模型具有重要的理论与实践意义。

二、选题意义带钢的热连轧卷取温度是影响带钢质量的重要因素。

如果热连轧卷取温度控制不当，不仅会影响产品质量，还会增加不必要的损失和成本。

因此，研究带钢热连轧卷取温度控制系统，不仅可以提高产品质量，还可以节约生产成本，提高企业的竞争力。

三、研究内容本课题的研究内容主要包括以下几个方面：1. 带钢热连轧卷取温度控制系统的设计与实现。

2. 带钢热连轧卷取温度控制模型的建立及其参数的确定。

3. 对带钢热连轧卷取温度控制系统进行仿真分析，以验证模型的可靠性。

4. 根据实际生产需求，对带钢热连轧卷取温度控制模型进行优化，提高控制系统的准确性和稳定性。

四、研究方法本课题将采用理论研究与实验测试相结合的研究方法，具体包括以下几个方面：1. 设计并实现带钢热连轧卷取温度控制系统，对实际生产中的数据进行采集与处理，建立相应的控制模型。

2. 采用常用的各种统计分析方法对数据进行分析，并调整参数，使控制系统具有良好的准确性和稳定性。

3. 采用仿真方法对控制模型进行验证，评估模型的可靠性，优化模型参数，提高系统的准确性和稳定性。

五、预期成果通过本课题的研究，将实现以下主要目标：1. 实现带钢热连轧卷取温度控制系统的设计与实现。

2. 建立带钢热连轧卷取温度控制模型，对模型参数进行优化，提高控制系统的准确性和稳定性。

3. 采用仿真方法对控制模型进行验证，评估模型的可靠性。

4. 论证所研究方法的实用价值，并展示高精度、高效、低成本的控制系统所带来的利益，同时为带钢热连轧卷取温度控制系统的进一步研究提供参考。

带钢热连轧卷取温度控制与系统实现的开题报告

带钢热连轧卷取温度控制与系统实现的开题报告一、选题背景带钢热连轧过程中，卷取温度是影响产品质量的重要因素。

在热连轧卷取过程中，钢板经过多道辊道轧制达到预定的厚度和宽度尺寸，紧接着卷取将钢板卷至卷芯内，同时通过定向冷却实现钢板快速冷却，控制所达到的冷却速度和温度梯度，从而获得良好的冷变形组织结构。

因此，控制卷取温度对于保证产品性能和质量具有重要意义。

现代带钢生产线使用的高效连铸热轧机组，生产效率高，对卷取温度的要求也更加苛刻，因此需要一种高效、精确的卷取温度控制方法来保证高品质的产品出厂。

二、研究目的本研究旨在采用先进的控制技术，结合现代化的测量仪器和控制器，设计建立一套适用于带钢热连轧卷取温度控制的系统。

该系统可实现对于带钢卷取过程中温度变化的实时监测和控制，以保证产品出厂质量。

三、研究内容1. 热连轧卷取过程中的温度控制理论和技术研究；2. 卷取过程中的温度测量方法和仪器选型；3. 卷取温度控制系统的设计和实现；4. 系统实验和数据分析。

四、研究方法1. 理论研究通过查阅文献、分析现有技术和理论知识，对卷取温度控制技术进行梳理和总结。

2. 实验研究通过实验，探究卷取温度的变化规律和影响因素，并建立温度控制数学模型。

将温度控制数学模型应用于系统设计中，验证其在控制效果和实时性上的可行性。

3. 数据分析分析实验数据，评价温度控制系统的性能和优化方向，为进一步完善系统提供数据支持。

五、研究意义带钢热连轧卷取温度控制的研究对于提高产品质量、降低生产成本具有重要意义。

通过建立一个高效、实时、稳定的卷取温度控制系统，可以大大提高生产线能力、减少废品率，同时提高企业的竞争力。

热轧卷取机自动控制系统的设计与实现

热轧卷取机自动控制系统的设计与实现发布时间：2021-09-07T06:27:11.916Z 来源：《福光技术》2021年10期作者：王兴亮[导读] 再经过张力模型计算得到带钢此时所受到的实际张力，将实际张力反馈并校正调节。

一重集团（黑龙江）重工有限公司黑龙江齐齐哈尔 161000摘要：热轧板材生产厂主要生产多种汽车板材、冷轧原料板材、花纹钢板材、硅钢板材、X 系列管线钢板材等多种不同规格、材料的板材产品。

现代轧钢厂目前使用比较广泛的主流卷取机品牌有来自德国的 SMS、来自日本的 IHI，自动控制系统则大多采用日本的TMEIC 品牌[1]。

TMEIC 公司的热轧自动控制系统则凭借其优秀的控制性能被国内各大热轧厂广泛采用，具有非常多的优点和广阔的发展前景，值得深入研究。

卷取是热轧生产线的最后一道工序，负责将轧制成型的长直带钢弯曲卷取成为热轧钢卷，再取出入库，以方便贮存、运输、出售。

高品质的热轧卷卷形紧密、薄厚匀称、参数标准、表面光滑、曲线柔韧，尤其是一些高强度的管线钢和超薄的宽带钢，更是对品质要求极高，这就需要一套高精度、稳定性好、张力控制稳定、卷形控制精准的卷取机及其自动控制系统。

本文以国内某热轧厂的卷机生产过程为例开展研究，为了进行良好的恒张力卷取和踏步跟踪控制，保证热轧卷的产品性能和卷形符合行业优秀标准，设计实现了热轧卷取机的自动控制系统，并为实际生产中遇到问题，提出了可行的解决方案，具有深厚的课题背景和重大的研究意义及实践价值。

关键词：热轧卷取机；自动控制；设计1.卷取机恒张力控制系统设计1.1卷取机控制结构设计恒张力踏部控制系统：二级下发的张力给定值，经过芯轴的加减速转矩补偿、弯曲转矩补偿和机械损耗补偿后，将得到的新张力给定值通过速度控制器和张力控制器分解，向对象模型( 即电机系统) 下发电流、电动势和角速度等，输出线速度和转矩，结合夹送棍输出的线速度，再经过张力模型计算得到带钢此时所受到的实际张力，将实际张力反馈并校正调节。

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取ｃＣ、６８０ ℃ 的
带钢进行控制效果分析。未投
入自学习和投
（ａ）未投入自学习卷曲温度误差示意图
入自学习卷曲温度误差示意图如图３所示。图３（ａ）为没
（江苏阚山发电有限公司，徐州２２１０００）
（ＪｉａｎｇｓｕＫａｎｓｈａｎＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｕｚｈｏｕ２２１０００，Ｃｈｉｎａ）
ＶａｌｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
・４７・
探析电力运行中节能问题
ＯｎＥｎｅｒｇｙＳａｖｉｎｇｉｎＰｏｗｅｒＯｐｅｒａｔｉｏｎ
支传珠ＺＨＩＣｈｕａｎ — ｚｈｕ
中图分类号：ＴＭ７３２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６～４３１１（２０１４）３４ — ００４７ — ０２
０引言电厂生产运行过程之中会出现很多能源损耗问题，这有悖能源已经成为决定现代社会发展与进步的第一大影于现代社会发展之中资源节约型社会的导向。为了进一步 Ⅱ 向因素，在众多形式的能源之中，电能是最为重要的能源的保证我国经济社会的可持续发展，促进电力能源利用率形式。随着人们环境保护意识的逐步加强，人们对于电能的最大化，我们应该注重电力运行过程之中的节能问题，的重视程度在逐步的增强，石油煤炭资源正在被逐步的淡进一步的促进现代社会的发展与进步。化，而电能的开发与利用正在进一步的加强。但是，火力发１造成电能浪费的主要原因
作者简介：支传珠（１９８２一），男，江苏铜山人，助理工程师，本科，集
控值长，研究方向为火力发电。
一
１．１火力发电厂输变电设备及线路损耗电力资源与
般的能源有所不同，其输送方式必须通过相应的输送设
本的颜色可自由设置。单击 “ 报警信息格式” ，单击“ 确认” 单击“ 报警窗口定义” 的确定按钮。同理，建立历史报警窗口，再新建一幅历史报警画面。激活Ｔｏｕｃｈｍａｋ程序择菜单“ 文件／新画面 ” 。绘制ＣｌｏｓｅＰｉｃｔｕｒｅ（ “ 历史报警窗口” ）如图２。２卷曲温度效果分析对于厚度规格为１７．５ａｒｍ、
关键词：电力运行；节能减排；电力输送
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ
摘要：电力是现代社会发展之中最为重要的能源之一。应采取相应的措施降低我国火力发电厂电力运行之中的能耗，注重能源
的节约，只有这样才能最终服务于我国社会主义生态文明的总目标。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｎｅｒｇｙｏｆｍｏｄｅｒｎｓｏｃｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｔａｋｅｎｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔａｎｄａｔｔｅｎｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅｐａｉｄｔｏｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇ．Ｏｎｌｙｉｎｔｈｅｓｅｗａｙｓ，ｃａｎｉｔｓｅｒｖｅｔｈｅｔｏｔａｌｇｏａｌｏｆｓｏｃｉａｌｉｓｔｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｃｉｖｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＣｈｉｎａ．
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标温度分别为
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各点卷曲温度的合格率达到９０％，极大程度上满足了卷曲温度控制精度的要求。由于自学习值被写入相应的自学习库中，以后同～钢种同一规格的带钢可以直接从自学习库中取值，提高了卷曲温度的精度，减少了操作工的维护工作，并且为新钢种的开发打下了良好的基础。该卷曲温度控制系统投入运行后，经过一段时间的参数调整及自学习，带钢全长９０％控制在卷曲温度目标值的＿２０￣Ｃ以内，６０％控制在卷曲温度的＋１０ ℃以内，使卷曲温度的控制精度达到比较理想的效果。３结论本文针对带钢热连轧卷曲温度设计了基于组态王和ＷｉｎＣＣｌｆｅｘｉｂｌｅ的上位机监控系统，该系统具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。利用组态王软件的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表，为工作人员提供了可视化监控画面，有利于工作人员实时现场监控。本文提出的设计在温度控制上采用自学习模型，从而提高了轧制的控制精度以及生产效率，降低了轧制的成本，为带钢的轧制向着高效率、低成本、低能耗、短流程、环保、安全型方向发展提供了新的途径。