轧钢自动化_酸轧联合机组方案38页-BD
酸轧联合机组_13_详细设计_47_工艺控制方案(跟踪)
唐山瑞丰钢铁（集团）有限公司唐山瑞丰950酸轧联合机组唐山瑞丰950酸轧联合机组三电设备供货合同详细设计说明书第一卷基础自动化篇工艺控制方案(跟踪)上海宝信软件股份有限公司二零一五年六月唐山瑞丰钢铁（集团）有限公司唐山瑞丰950酸轧联合机组唐山瑞丰950酸轧联合机组三电设备供货合同详细设计说明书第一卷基础自动化篇工艺控制方案（跟踪）编制：顾颖兰编制日期：2015.06.22审核：顾胜超、徐文超审核日期：2015.06.24批准：金云批准日期：2015.06.30上海宝信软件股份有限公司二零一五年六月1.带钢跟踪 (5)1.1关键字 (5)1.2概述 (5)1.3简要工艺流程 (5)1.4系统设计范围 (6)1.5系统通讯方案 (6)1.5.1 L1-L0 数据通讯 (6)1.5.2 L1-L1 数据通讯 (7)1.5.3 L1-HMI 数据通讯 (7)1.5.4 L1-L2 数据通讯 (7)1.2系统配置 (8)1.3系统功能规格 (8)1.3.1应用功能概述 (8)1.3.2系统原理 (10)1.3.3焊缝跟踪 (11)1.3.4物料跟踪 (20)1.带钢跟踪1.1关键字中文表述英文对照带钢跟踪Strip Tracking焊缝跟踪Weld Tracking物料跟踪Material Tracking动作Action1.2概述本文档是关于唐山瑞丰950酸轧联合机组的功能描述。
酸轧联合生产线的带钢跟踪系统是基础自动化级的控制系统的一个主要的、相对高级的功能，由 PLC 控制系统实现。
带钢跟踪系统涉及大量的数据和运算。
在早期的系统中，由于PLC系统能力限制，带钢跟踪通常由过程控制计算机来完成。
实时性和可靠性均难以得到保证。
随着PLC系统能力的提升，使大规模的数据处理和高速运算成为可能。
带钢跟踪逐步转由PLC系统来实现。
在一条现代化的连续带钢生产线的自动控制系统中，带钢跟踪系统是其控制的核心。
几乎所有的自动化带钢连续生产线，均配备有精确的带钢跟踪系统。
鞍钢冷轧厂酸洗连轧联合机组过程自动化系统
6) 在 HM I 终端上在线显示生产运行状况 。 物料跟踪需要的任何数据都显示在 HM I 终端 上 , 这样以图表显示的整个生产过程可以由操作 工跟踪和控制 。
7) 生产数据存储到数据库 。物料跟踪收集大 量带钢生产过程中的数据 ,并存储在数据库中 。
8) 生产数据传送到计划系统 (Level3) 。当最 终新钢卷生成时 , 就将生产结果数据传送给计划 部门 (Level 3) 。 2. 1. 2 信号处理 ( SH)
信号处理负责 Level1 与 Level2 的接口 , 所 有来自基础自动化的数据都由 SH 处理 。必要的 话 , SH 对整型和浮点型数据进行格式转换 , SH 还检查位的变化 (入口 , 出口段) 。如果有位的变 化 ,说明带钢的状态有所变化 。SH 有如下功能 :
1) 格式转换 。对某些来自基础自动化的报 文 ,在提交给 Level2 之前 ,要做格式转换 ,因为基 础自动化的数据和二级机的数据格式不同 。
酸轧机组设备工艺操作规程.
1、酸洗轧机联合机组概述1.1 酸轧联机的原料条件1.1.1 原料材质原料钢种：热轧低碳钢、超低碳钢（IF钢）及高强度钢等。
产品品种：CQ、DQ、DDQ、EDDQ、S-EDDQ及HSS。
强度级别：：max.270 N/mm2软钢：σsσ：max.390 N/mm2b：max.590 N/mm2高强钢：σs：max.800 N/mm2σb1.1.2 机组入出口钢卷数据1.2 机组具有的带钢变规格的能力1.2.1 带钢宽度变化范围：从窄料向宽料变化时，最大范围 100mm ；从宽料向窄料变化时，最大范围 150mm 。
O 5表面质量等级的带钢，宽度必须从宽向窄变化；O 3表面质量等级的带钢，宽度可以从宽向窄、也可以从窄向宽变化。
1.2.2 入口带钢厚度变化的范围：相对值（d2-d1）/d1*100%≤25% （d2数大，d1数小）；绝对值 d2-d1≤0.8 mm（其中d为带钢厚度）。
1.2.3 出口带钢厚度变化的范围：相对值（d2-d1）/d1*100%≤30% （d2数大，d1数小）；绝对值 d2-d1≤0.5mm（其中d为带钢厚度）。
1.2.4 带钢屈服强度变化的范围：从硬钢到软钢为30%，即（y2-y1）/y1*100% ≤30%从软钢到硬钢为45%，即（y2-y1）/y1*100% ≤45%（其中y为带钢的屈服强度，y2数大，y1数小）2 酸洗部分技术操作规程2.1酸洗基本工艺参数：入口最大速度： 700m／min酸洗段最大速度： 270m／min出口最大速度： 320m／min穿带最大速度： 60m／min甩尾最大速度： 120 m／min酸洗段加速度、减速度：入口： 0.78m／s2酸洗工艺段： 0.30m／s2出口： 0.44m／s2焊机型号：米巴赫HSL21型激光焊机酸洗段最大加热能力： 670t／h酸洗槽总长度： 3×35+2.5=107.5m酸洗时间(酸洗速度270m／min) 105/270×60=23s活套的储存量：入口活套： 668m出口1#活套： 290m出口2#活套： 448m2.2 酸洗各岗位技术操作规程2.2.1 酸轧原料库：2.2.1.1 酸轧原料库用途：有效储存热轧钢卷；自然冷却热轧钢卷；处理不合格钢卷2.2.1.2 主要技术要求堆放形式：按卷位堆放两层上料温度：≤80℃2.2.1.3 原料技术条件：二冷轧厂原料是热轧厂供给的热轧齐边带钢钢卷，按原料验收标准收料 (验收过程中不能直接检查的项目如宽度、厚度、板形和凸度表面质量等应在生产过程中检查)，发现问题再进行判定，退料或处理掉不合格部分。
酸轧机组设备工艺操作规程(DOC 44页)
酸轧机组设备工艺操作规程(DOC 44页)1、酸洗轧机联合机组概述1.1 酸轧联机的原料条件1.1.1 原料材质原料钢种：热轧低碳钢、超低碳钢（IF钢）及高强度钢等。
产品品种：CQ、DQ、DDQ、EDDQ、S-EDDQ及HSS。
强度级别：：max.270 N/mm2软钢：σsσ：max.390 N/mm2b：max.590 N/mm2高强钢：σs：max.800 N/mm2σb1.1.2 机组入出口钢卷数据1.2 机组具有的带钢变规格的能力1.2.1 带钢宽度变化范围：从窄料向宽料变化时，最大范围 100mm ；从宽料向窄料变化时，最大范围 150mm 。
O 5表面质量等级的带钢，宽度必须从宽向窄变化；O 3表面质量等级的带钢，宽度可以从宽向窄、也可以从窄向宽变化。
1.2.2 入口带钢厚度变化的范围：相对值（d2-d1）/d1*100%≤25% （d2数大，d1数小）；绝对值 d2-d1≤0.8 mm（其中d为带钢厚度）。
1.2.3 出口带钢厚度变化的范围：相对值（d2-d1）/d1*100%≤30% （d2数大，d1数小）；绝对值 d2-d1≤0.5mm（其中d为带钢厚度）。
1.2.4 带钢屈服强度变化的范围：从硬钢到软钢为30%，即（y2-y1）/y1*100% ≤30%从软钢到硬钢为45%，即（y2-y1）/y1*100% ≤45%（其中y为带钢的屈服强度，y2数大，y1数小）中不能直接检查的项目如宽度、厚度、板形和凸度表面质量等应在生产过程中检查)，发现问题再进行判定，退料或处理掉不合格部分。
2.2.1.4库工操作要点：2.2.1.4.1收料：对经质检站判合格或签收的钢卷进行收料，并及时在计算机上输入储位。
2.2.1.4.2．钢卷的堆放：1．同一批料必须堆放在一起。
2.底层与第二层垂直错位不得超过100mm，卷垛中心线与轨道平行度偏差小于200mm。
2.2.1.4.3.对于不能生产的钢卷要及时吊走，进行处理。
钢铁冷轧厂酸轧机组的自动化控制方法
钢铁冷轧厂酸轧机组的自动化控制方法摘要：随着现代化的发展，工业生产已成为当今社会的核心力量，其中钢铁制造尤为突出，其制造技术不仅影响到产品的价格，还影响到其质量[1]。
随着各种高科技的发展，钢铁厂的酸轧设备正在逐步实现完全自动化，这不仅大大降低了人工操作的失误率，而且还显著提升了公司的经济效益。
为此，对钢铁厂酸轧机自动化控制方法进行了深入的探讨。
关键词：钢铁冷轧厂；酸轧机组；自动化控制；方法引言：随着科技的飞速发展，在冷轧酸轧机组中，大量的先进技术被广泛的运用，使其实现了自动化、智能化、智慧化的运行与控制，因此，酸轧机组的操作水平得到了大幅度的提升，提高了产品的精度与质量，给钢铁企业带来了更大的效益[2]。
所以，对冷轧厂酸轧机的自动控制方法的分析和研究就显得极其重要。
一、冷轧酸轧机组自动化系统的组成结构在自动化控制系统生产线上，安装了三个独立的操作室，包括轧机操作室、酸洗操作室和酸洗入口操作室，分别负责轧机段、酸洗段和酸洗入口段的主控操作。
此外，酸轧机组使用更高级的HMI人机交互系统，设置了一个计算机室和一个服务器室，计算机室配备三台一级工程师站，一台二级工程师站，一台三级工程师站，二、三级画面工程师站各一台。
服务器室配备了酸洗PDA和轧机PDA、一级画面服务器、二三级服务器和天车服务器。
一级控制系统包括8台西门子S7-400 PLC控制柜，9台西门子 TDC控制柜，2台UPS不间断电源供电柜，1台板型辊控制柜，2台测厚仪控制柜，1台边降仪控制柜。
一级系统是由现场仪表检测以及某些在现场的执行器，经过信号传输，最终到CPU大脑计算处理后再发出命令，现场设备根据指令做出相应动作。
在人机交互系统中，由一个人机交互服务器和70个人机交互客户端组成。
在S7的情况下，这些装置通过以太网络与 HMI以及服务器进行通讯，并具有较高的速度，并且每个服务器都是一用一备，在运行的服务器出现故障，能快速切换到备用服务器上，能实现无缝衔接，使系统更稳定。
冷轧厂酸轧联合机组过程自动化系统资料25页文档
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
冷轧厂酸轧联合机组过程自动化系统共25页文档
冷连轧机主要数学模型
轧制模型 物理机械模型 服强度模型 摩擦力模型 温度模型等
板形相关模型 辊缝模型 弯辊模型 轧辊温度模型 轧辊磨损模型 压下模型
模型自适应
设定值计算
原始数据
- 厚度 - 带宽 - 带钢板形
轧制指令
- 自动 - 标准 - 操作工
平直度模型
- 辊缝 - 弯辊 - 轧辊温度 - 轧辊磨损
机组的主要工艺特点
酸轧联合机组技术是当今最先进的冷轧工艺 技术。它具有生产效率高，生产布局紧凑， 成材率高，产品质量好等特点。经过多年来 的实践，现已经成为各大钢厂冷轧改造和新 建的首选。
该机组是从传统的酸洗机组和连轧机组发展 而来的。比较而言，它主要具有以下优点：
优点
减少了酸洗出口卷取、轧机入口开卷和焊接 等设备。减少了设备投资。
边缘降控制EDC
EDC（Edge Drop Control）仅用于硅钢轧制。边降 控制将用于第一和第二机架。使用与否由3级机通 过原始数据指定。
ED的原因有：从热轧过来的带钢已经有了相应的厚 度形状 ；带钢边部所受到的平压比带钢中部的压力 要小导致产生切线方向的压力 ；由于轧制力恒定， 边部材料的横向流动导致一个大的厚度压下量。
冷轧厂酸轧联合机组过程自动化系统
冷轧厂酸轧联合机组过程自动化系统
方海祥
内容提要
机组主要工艺设备布置图 生产工艺流程 机组的主要工艺特点 过程自动化的基本功能 冷连轧机主要数学模型 设定值计算 工艺术语和系统用语 主流控制系统简图
机组主要工艺设备布置图
拉伸矫直机 酸 焊机
剪边机
出口飞剪
双机热备份
两台小型机（高端服务器）作冗余配置，一台在线，一台备用。 当在线计算机出现故障时，系统自动切换到备用的计算机，来 控制生产。它的好处是明显的，降低了故障时间。
冷轧厂酸轧机组自动化控制
冷轧厂酸轧机组自动化控制摘要：现阶段，我国经济的发展进程中，工业生产占据十分重要的地位，并且其生产技术决定了产品的价值和质量。
在各种先进科技的作用下，冷轧厂酸轧机组也开始逐渐实现自动化生产模式，人为操作所出现的失误概率在大大减少，从而给企业带来了更高的经济效益。
本文将从几个方面来深入分析并研究冷轧厂酸轧机组自动化控制的相关问题。
关键词：冷轧厂；酸轧机组；自动化一、酸轧机组自动化控制系统构成自工业科技改革后，传统的生产制造工艺开始面临着新的调整，一些自动化生产技术得到了十分广泛的应用，同时给产品制造质量的提升也创造了极为有利的条件。
自动化控制系统是在无人直接参与下可使生产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统，除了需要采用一些必要的生产工艺外，对之前的控制系统也进行了相应的系统化改造。
最近几年，信息技术在自动化控制系统中使用的十分普遍，信息化模式把通信技术、计算机技术以及传感技术等结合在一起，建立了人机一体化的调控方案，这不但在一级系统上得到了改进，同时二级控制系统的设备和连接元件也得到了很好的更新升级。
比如，自动化控制系统应用了人机操作界面，利用人为操作控制系统进行运行，并在计算机界面中传输信息，从而大大提高了冷轧厂酸轧机组自动化控制系统的运行效率。
自动化系统配置如下图所示二、轧制调节原理1.张力控制在带钢正常轧制过程中，根据工艺的需要，带钢张力应保持恒定，这是张力控制的基本要求，因此该功能提供轧机机架间带钢张力水平控制。
测量张力的方法是在张力辊轴承下面安装压力传感器，测出张力辊承受的压力，再根据力的平衡条件计算出张力的大小。
机架间张力控制有两个模式，如果满足所有的转换标准，那么每个机架间的张力控制模型可以被转换。
初始化机架速度和轧制力设定来自于轧机设定功能。
张力由速度变换点下游机架速度调节。
变换点由上游和下游张力确定，上游张力调节是从速度控制模式转换成轧制力控制模式。
当控制满足变换标准时，速度控制模式停止，自动转变成轧制力控制模式，此时调节轧制力的恒定来保持带钢张力力度。
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2
Tilting Setpoint
2
Tilting Control Ramp
Gap/FR Ctrl
Actual Tilting Actual Position OS Gap Setpoint OS Ramp
Indi./Avg. Gap Ctrl Gap Control OS
Rod Side Pressure Zero Position OS Actual Gap OS
辊缝张力模式
轧制期间（>36m/min）采用辊缝张力模式速度张力模式；
辊缝张力模式采用张力极限方式；
2013-1-6
机架间张力控制（ITC)
2013-1-6
机架间张力控制（ITC)
控制说明；
以1-2机架间张力控制为例：当穿带进入ST2后，1-2之间设定为穿 带张力，采用张力连续方式，使带钢保持REF恒定，防止带钢跑偏。 穿带进入ST3后，1-2间张力为设定张力，采用张力极限方式进行 控制，当实际张力位于（TMIN,TMAX）内时，控制器不调节，当 张力波动至（TMIN,TMAX）以外时，控制器投入，调节张力进入 （TL2,TH2）区间时，控制器被保持。
K_op
2 0
2 0
Pb
0
25 主腔压力
50
75 [% Ps]
100
Pb
0
25 杆腔压力
50
75 [% Ps]
100
4-way
Pm
到油箱
Ps
Pm
到油箱
Ps
油流动方向 移动位置
K_cl
Ps 2 ( Ps Pm)
P = Ps-Pm
K_op
Ps 2 ( Ps Pb) P = Ps-Pb
2013-1-6
系统结构（外环－内环）
MFC ITC ITC ITC ITC THFF THFB THFF
RGC
RGC
RGC
RGC
RGC
VC
THFB VC VC VC VC VC
TC
Mon
2013-1-6
内外环结构
厚度外环 AGC_Corr S 磁尺 位置内环
位置内环 Ref 张力外环 ITC_Corr S 磁尺
2013-1-6
液压辊缝控制
控制模式
倾斜控制－控制倾斜，用于位置模式轧制； 轧制力差控制－控制轧制力差，用于轧制力模式轧制；
模式切换
保证切换的互斥性； 通过赋值当前值＋斜坡函数实现辊缝控制和轧制力控制之间的无 冲击切换！！
2013-1-6
K SV
PS 2P
液压辊缝控制（RGC）
每个机架安装有两个液压推上 （压下）缸，一个在操作侧，一个在 传动侧；液压缸位置通过安装在每个 液压缸内的sony磁尺进行检测。轧制 力则通过轧制力仪或者推上缸主油路 轧制线 的压力传感器进行检测。 缸固定，活塞运动。每个活塞的 运动由液压回路的油流量确定，伺服 阀控制油流量，伺服阀线圈电流设定 来自控制器的模拟输出。
Ref
伺服阀
伺服阀
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
主要内容
概述：检测及执行单元等； 控制模式 ：辊缝控制，轧制力控制； 控制技术 ：伺服阀特性补偿，泄漏检测等； 辊缝标定 ； 机架安全 ；
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
概述
液压辊缝控制功能（HGC）主 要实现机架的辊缝或轧制力控制，以 及倾斜控制或轧制力差控制。
Pist Area DS Actual FR DS Pist Pressure DS FR Setpoint DS Ramp FR Control DS Indi./Total FR Ctrl
Actual FR FR Control Rolls Weight/2 FR Setpoint
2
Ramp
Bending FR Diff.FR Setpoint
RGC5
RGC4
RGC3
RGC2
RGC1
6#张力辊
VC
FB5S VC5 VC4 VC3 VC2 VC1
TC
Mon 测厚仪 激光测速仪 带钢张力计 ITC： 中间机架张力控制 FB ： 反馈控制 FF： 前馈控制 Mon：监控控制 RGC： 辊缝控制 MFC ：秒流量控制 VC： 速度控制
模式１：第五机架-光辊
2013-1-6
自动厚度控制（AGC)
系统结构
MFC ITC3-4 ITC2-3 ITC1-2 FF2 FB1 FF1
RGC5
RGC4
RGC3
RGC2
RGC1
VC
ITC4-5 VC5 FB4R TC VC4 VC3 VC2 VC1
机架间张力控制（ITC)
速度张力模式
穿带期间采用速度张力模式；另外对于4-5机架间张力，当末机架工 作于光整模式时，采用速度张力模式； 速度张力模式又分为张力连续和张力极限两种方式。 张力连续指张力控制器连续调节使张力保持为恒值； 张力极限指张力控制器仅在张力超限时进行调节，当张力调回目标 区间时，控制器被保持。
2013-1-6
机架间张力控制（ITC)
系统结构
ITC4-5
速度张力模式
ITC3-4 ITC2-3
/辊缝张力模式
ITC1-2 TC
机架0
RGC5 RGC4 RGC3 RGC2 RGC1
6#张力辊
VC
VC5
ITC4-5
VC4
ITC3-4
VC3
ITC2-3
VC2
ITC1-2
VC1 TC
去卷取机
TC
2013-1-6
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
轧制力控制：
实际轧制力由轧制力仪测量或者根据安装在液压油路中的压力传 感器检测信号进行计算。
使用压力传感器计算，单侧液压缸推上力＝该侧液压缸活塞侧油 压*活塞侧横截面积 － 该侧液压缸杆侧油压*杆侧横截面积；
单侧轧制力＝ 该侧液压缸推上力－（下支撑辊重量＋下中间辊重 量+下工作辊重量）/2 －弯辊力；液压辊缝控制－概述 总轧制力即两侧轧制力之和，轧制力差即传动侧轧制力减去操作 侧轧制力所得差值（人为定义） 。
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
Actual Position DS Zero Position DS Actual Gap DS Gap Control DS Gap Setpoint DS Ramp Hydr. Cylinder DS Actual Gap Gap Control Gap Setpoint Ramp Valve Adaption DS Indi./Avg. Gap Ctrl Gap/FR Ctrl Piston Side Pressure DS
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
伺服阀泄露检测
伺服阀在长期运行后其性能将逐渐下降，泄漏（或称零漂）增加。 通过一个偏差积分单元监测伺服阀的泄漏情况，当泄漏检测值到 达一定的限幅值后，伺服阀报警，提示更换伺服阀；
Err Out Sat
Ref
参考值恒定 检查
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
开始轧制，辊缝张力模式下，采用张力极限方式，当实际张力位于 （TL1,TH1）内时，控制器不调节，当张力波动至（TL1,TH1）以 外时，控制器投入，调节张力进入（TL2,TH2）区间时，控制器被 保持。
2013-1-6
自动厚度控制（AGC)
系统结构
MFC ITC4-5 ITC3-4 ITC2-3 ITC1-2 FF2 FB1 FF1
Valve Adaption OS
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
辊缝标定
辊缝标定目的就在于找到各侧的零辊缝位置辊缝计算，为 辊缝计算提供参考点；酸轧机组中的机架标定分为有无带钢 标定和有带钢标定两种；
无带钢标定
打开辊缝 联锁条件满足 启动顺控，进入两 侧辊缝单独控制
有带钢标定
停止轧制 联锁条件满足 启动顺控，减少轧 制力至标定值
伺服输出
Ps Pm
伺服阀流量 线性化补偿
增益选择
位置反馈
位置参考值
伺服阀参考值
PID 调节器
伺服阀泄露 补偿
2013-1-6
液压辊缝控制（RGC）
控制输出
当采用平均辊缝控制时： 传动侧输出＝平均辊缝控制环输出＋倾斜控制环输出； 操作侧输出＝平均辊缝控制环输出－倾斜控制环输出； 当采用总轧制力控制时： 传动侧输出＝总轧制力控制环输出＋轧制力差控制环输出； 操作侧输出＝总轧制力控制环输出－轧制力差控制环输出；
2
Ramp
Diff. FR Control Piston Side Pressure OS Indi./Total FR Ctrl FR Control OS Ramp FR Setpoint OS Hydr. Cylinder OS Gap/FR Ctrl
Actual Diff. FR
Pist Area OS Pist Pressure OS Actual FR OS
辊缝锁定
急停按钮； “机架锁定”按钮； 辊缝倾斜（轧制力差）超限； 检测元件（SONY磁尺，压力传感器）故障 伺服阀（泄漏检测，阀芯反馈等）故障； 上游发生断带； 拍下辊缝快开按钮； 轧制力超限； 液压站故障；
辊缝快开
机架卸荷
有快开请求，同时，伺服系统（检测元件，执行元件，液压站）故障；
关闭辊缝 某侧到达接触轧制力 该侧切换为轧制力 控制 该侧加载至最小轧 制力 两侧均达到最小轧制力 加载轧制力至标定 轧制力 转动轧辊，获取新 的零辊缝位置