自动化控制系统在冷轧重卷线的应用
现代自动化技术在铝带冷轧机改造中的应用
关 键 词 ＡＢ 全 数 字 直 流 传 动 系统 ；可 编 程序 控 制 器 ；Ｐ Ｂ ＲＯＦＢ ＩＵＳ— 现 场 总 线 技 术 ； 工 业 以 － Ｄｐ － ， ｋＮ （ ｔｅ ｔ Ｅｈ ｍｅ ）通 讯 技 术
中圈分类号 ＴＧ３３ 文献标识码 Ａ ３ 文章编号 Ｉ７ － ６ １ ２ １）８— １２ ０ ６３ ９ ７ 一（Ｉ２０ １ ０ １— ２ ）
自 上世 纪 ９ 年代 初 以来 ，我 院设 计 开 发 了七 台 １ ０ ｌ 带 Ｏ ４ ０ｍＴ ｉ 铝 冷 轧机 ，９ 年代 初 当时 是先 进 的铝 板 带加 工 设备 ，轧机 在 实 际生 ０ 产厚 度 为０１ 的带 材时 ，产 品精度 为 ± ｍ，可 以满 足生产 要 ．ｍｍ ３ 求 ；轧 机 目前 主 体机 械 设备 的运 转 状 况仍 较 为 良好 ，其 它 系统 如 液 压 、气 动 系统 、传 动 系统 等运 转 基 本正 常 。但 由于该 轧 机是 在 十 余年 以前所 设 计 的 ，受 当时技 术 水 平及 配 套水 平 的 限制 ，问题 已经或 者将 要 暴 露 出来 ，如 ：传 动 控 制采 用 模拟 系 统 ，稳 定性 比
ｌ ｌ ２
应 用 方 法 论
２￣急 ０ 与５ １ １ ２ 蟊 期
现代 自动化 技术在铝带冷轧机改造 中的应用
赵 欣
（ 河南 洛Biblioteka 有 色金 属加工设 计研 究院 ，河南洛 阳 ４ １３ ７ ０ ９） 摘 要 本文结合笔者在 两台１ ０ｎ 铝带冷轧机 电气控制 系统改造 中所完成的设计与调试 工作 ，全面地 阐述了铝带冷轧机 的 ４ ０ｍ 电气改造工作 ；论述 了Ａ Ｂ全数字直流传动 系统和西１子 可编程序控制 器 （ Ｂ ＂ ３ 简称Ｐ Ｃ）等电气新技 术和新设备在 电气改造 中 Ｌ
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。
基于智能控制技术的轧钢控制技术研究
C omputer automation计算机自动化基于智能控制技术的轧钢控制技术研究王文志摘要：随着我国社会经济的快速发展，人们生活水平显著提升，钢铁生产量与需求量呈上升趋势。
工程建筑行业一直是钢材使用最广泛的领域，同时传统生活服务类对钢材的需求也供不应求。
因此，将智能控制技术与轧钢控制技术有机结合，可以进一步提高我国轧钢的生产效率和质量。
本文旨在详细研究和分析智能控制技术在轧钢控制中的优势和作用，并对轧钢生产控制领域的问题进行阐述和说明，提出解决方法和策略，以促进我国轧钢生产的健康、可持续发展。
关键词：电气工程及其自动化；智能控制技术；轧钢生产；应用分析；优势现阶段，我国在轧钢领域方面主要利用的智能控制技术为；单片机或者可编程控制系统。
社会经济发展背景下，对轧钢生产企业要求日益凸显，将智能控制技术与轧钢加工企业有机结合，在一定程度上能够进一步提高轧钢材料生产效率，进而满足客户的基本需求，有利于轧钢生产企业从整体上提升市场竞争力。
除此之外，智能控制技术还可以进一步提高轧钢作业的精准率，大大降低其生产、加工成本，对于轧钢生产企业而言，智能控制技术的广泛应用，不仅可以节约大量人力、物力，还可以节省大量生产作业材料费用，其对轧钢生产企业的发展具有重要意义和影响。
1 智能控制技术的概况智能技术是当今社会发展的高科技技术，是人脑的模拟化呈现，其将数学运算和计算机技术完美结合，从而代替了重复、复杂的人工操作，在一定程度上它能够解决传统控制技术中无法解决的难题。
智能控制技术最显著的特点是智能化和科学化，通过相应的数学运算，能够有效解决复杂、困难的控制问题。
此外，智能控制技术还具备强大的学习能力、适应能力和逻辑推理能力，其思维方式与人类的思维方式非常相似。
它不仅可以智能地分析问题，还能够有效地解决问题。
智能控制技术的广泛应用在一定程度上推动了我国智能化的发展，对提升人们生活质量有着重要意义和影响。
将智能控制理论高效融入到工程实践中，可以更好地解决机械难题，并通过建立数学模型对工程中的问题进行优化和调整，改善工程控制的不足，同时确保工程的稳定、健康运行。
轧钢生产过程中自动化控制技术的应用
轧钢工艺可分为冷轧钢和热轧钢，其中，冷轧钢工艺更加成熟、先进。
这一技术不仅可以提高轧钢质量，还能够与先进的自动化控制技术相结合。
随着自动化控制技术的不断完善，轧钢生产质量和产量也会更有保障。
当前，人们对于自动化控制技术提出很高的要求，在轧钢生产中，应用自动化控制技术可以提高生产效率，也可以使钢材的质量更上一层楼。
一、自动化控制技术与设计系统概述随着时代的不断发展，人们对于钢材的要求越来越高，这是由于各个领域对于钢材的需求量极大，因此，必须要在提高钢材产量的基础之上，确保钢材的质量。
在传统的轧钢生产中，相应的技术比较落后，因此，需要引进先进的自动化控制技术。
自动化控制技术在近几年来正得到不断完善，这一技术不仅可以提高轧钢生产质量和效率，还能够实现对生产过程的有效控制。
在轧钢生产中有各种各样的设备，其中，连轧机是一种融入自动化控制的设备，不仅具有很高的效率，还能够提高钢材的质量。
应用自动化控制技术时，要对设计系统进行优化。
在系统中，要构建完善的数据库，使数据能够得到有效的收集、存储和处理；设置报告系统，保证相关部门可以及时了解设备的运行状况；设置指标系统，通过这一系统可以提供完善的指标和计算结果，确保服务器正常运行；完善信息查询功能，优化模型，并及时对信息进行调整；做好相应的预算，将数据限制在合理范围内。
二、冷轧钢板自动化控制技术1.具体构成在冷轧钢板自动化控制技术中，要明确系统的组成部分。
在基础自动化系统中，主要包括PLC、远程I/O和HMI 设备。
该系统可以对轧钢生产线传动进行控制。
由于冷轧生产中的工艺参数比较多，因此，需要利用技术进行精确的控制。
在生产中，为发挥出仪表的作用，也要对其进行精细化控制，同时，还要利用传感器获取重要的信息，二级系统会及时获取相应的信息，从而实现对生产的进一步控制。
操作人员可以通过操作界面了解生产线的情况，并及时对相应的情况进行处理。
在进行生产线控制时主要采用的技术是HMI技术，利用服务器实现对数据的存储，并进行相应的通讯；服务器与客户机要保持连接状态；客户机可以及时接收服务器传递的数据，并负责接收操作人员接收的数据，在第一时间内将数据传递给服务器。
柳钢冷轧拉矫重卷生产线的自动控制系统
２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ｈ ｅ ａ ｖ ｙ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｘ ｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ３ ２，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
摘
要 ：介绍 了柳钢冷轧拉矫重卷生产线的工艺布置 ，重点介绍 了生产线 自动控制 系统的关键技
术 ：采用西 门子应用模板 Ｆ Ｍ ４ ５ ８ ；拉矫重卷生产线变频调速传动装置选用 西门子矢量控 制型变频调速 装置 ，采用集 中整流 ，直流母线供电 ，逆变器变频 调速的工作方式 ；两级计算机控 制。实现生产线延
ｐ ｈ ａ ｔ ｉ ｅ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｎ ￣ｙ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｐ ａ ｒ ｔ ｏ ｆ ａ ｕ ｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｉ ｍｅ ｎ ｓ Ｆ Ｍ４ ５ ８ ｔ ｅ ｍｐ ｌ ａ ｔ ｅ ，ａ ｎ ｄ Ｓ ｉ ｅ ｍｅ ｎ ｓ￣ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｏ ｆ ｖ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｔ ｙ ｐ ｅ ．Ｔ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ａ ｔ ｔ ｅ ｒ ｎ ｉ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ — ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，Ｄ Ｃ ｂ ｕ ｓ ｂ ｅ ｉ ｎ ｇ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ．Ｔ ｗｏ — ｓ ｔ ａ ｇ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ． Ａｌ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｉ ｂ ｕ ｔ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ｅ ｖ ｅ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｃ ｏ ｉ ｌ ｉ ｎ ｇ ；ｐ ｅ ｒ ｃ ｅ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ；ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
西门子TDC控制系统在双机架可逆冷轧中的应用
2 控制系统构成
在设计浙江龙盛薄板有限公司 1500 双机架冷 轧自 动化控 制系 统时 充分 考虑 到冷连 轧生 产工 艺特 点以 及计算 机控 制系 统硬 件软 件发展 趋势 ，做 到了 先进 、可靠 、简 洁和 实用 。该 控制系 统分 成以 下三 级：L2 级过程控制级负责全线过程控制、过程日志、 过程监视、各区域模型优化控制等任务；L1 级基础 自动 化级完 成轧 线顺 序控 制、 逻辑控 制和 各个 设备 控制；L0 级传动控制级完成交直流电动机的控制。 系统结构如图 1 所示。
图 1 计算 机控制 系统 L2 级过程自动化级由 4 台高性能 PC 服务器担 任过 程控 制计 算机， 完成 轧制 模型 设定和 计算 以及 自学习功能。L2 的人机界面（HMI）操作员站与 L1 级合在一起。过程控制计算机留有与 L3 级生产 控制级的接口，同时在没有 L3 级的情况下 L2 级还 要完成生产管理级的部分功能。L1 级计算机控制系 统由多套西门子 TDC 多 CPU 结构高性能控制器和
Abstr act The cons titution, practice effect and function specification of automation system for 2-s tand reversinen steel strip Co. Ltd were introduced. And the control effect was very good.
轧钢生产过程中自动化控制技术的应用研究
169管理及其他M anagement and other轧钢生产过程中自动化控制技术的应用研究樊利智，杨海西，曹喜军，齐进刚，王少博（敬业钢铁有限公司，河北 石家庄 050000）摘 要：自动化控制技术是科学技术高速发展的产物。
自动化控制技术应用到轧钢生产中可在保证产品质量的前提下显著提高生产效率。
本文主要分析自动化控制技术在轧钢生产中的应用情况，目的是全面发挥自动化控制技术的优势，提高轧钢生产水平。
关键词：轧钢生产；自动化控制技术；应用情况中图分类号：TG334.9 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）21-0169-2收稿日期：2021-11作者简介：樊利智，男，生于1991年，工程师，研究方向：中卷板炼钢、轧钢工艺研究和质量管理、新品种开发。
热轧钢是轧钢生产最为常见的技术，同样该技术也是智能化轧钢生产管控的关键。
我国科学技术高速发展的背景下，智能化、自动化轧钢生产模式越来越普及，自动化控制技术的研发为轧钢自动化和智能化生产创造便利条件。
自动化控制技术纳入到整个轧钢生产中可实现远程智能化管控，对于优化轧钢生产流程，提高钢材产品质量具有重要意义。
1 轧制自动化智能控制技术分析AI 是自动化智能控制技术的基础。
轧钢自动化智能生产中也需要将AI 技术作为基础应用其中。
AI 技术可以定位逻辑并确定操作技术。
此外，AI 技术可控制较为复杂的协议，实现对整个网络的全面管控。
如今我国轧钢生产中已经纳入了人工智能管控技术，AI 控制系统可凭借先天性逻辑控制功能操控轧钢生产较为复杂的内容，极大提高了轧钢生产的可靠性和安全性[1，2]。
2 冷轧钢板形自动控制技术2.1 主要调节内容一是张力调节。
张力轧制是冷轧生产显著特点。
ATC 控制冷轧机组时会受到多种因素影响，导致张力值产生较大波动。
张力值产生波动的主要原因分别是原料板形存在误差、出口测厚仪测量出现偏差以及出口厚度不均等。
冷轧生产中张力要保持恒定，这样轧制状态才能更加稳定。
WINCC冗余系统在冷轧板厂的应用
堍芝 Βιβλιοθήκη Ｉ ｊ ｊ ｔ ｕｌａ ｒ复制 出冗余项 目到冗余服 务 ｅ ｐ ｃ ｏ” ｃＤ ｉｔ 器 。用 “ ｒｊｃ Ｄ ｐｉ ｔ ” 制 冗 余 项 目 的 Ｐｏ ｔ ｕｌａｏ 复 ｅ ｃ ｒ 圈３ 打开 Ｒ ｄ ｎａ ｃ ｅｕｄｎ ｙ配置环境时 ， ｓｒ ｒ” 在“ｅｖ ： 好处是 可 以 自动 的完成 另外 一 台服务器 的冗 ｅ 的输入框内系统会 自 动输入当前计算机名； 除 余配 置 同时 生成完全 相 同的项 目。
户端会 自动的优先连接到指定 的服务器 ， 没 有指定的则始终连接到主服务器上。为了便 于在 日常点 检 中及 时 发 现异 常 ， 们将 尾数 我 为单 数 的 客 户 机 定 义 其 首 选 服 务 器 为
ＨＭ Ｓ Ｒ Ｅ １ 而其 尾数 为 双数 的客 户 机其 ＩＥ Ｖ Ｒ ，
ａ ． 击 ＷＩＣ 的 Ｒ ｄ ｎａｃ ）右 ＮＣ ｅｕｄｎｙ点 击 Ｏ Ｅ 打开冗余组态界面（ ３ ， Ｐ Ｎ， 图 ） 激活冗余 配置 ， 进行相 关设 置 ， 而后 点击 Ｏ Ｋ退 出。
．
ＷＩＣ Ｎ Ｃ服务器系统 ， 如果它发生停机故障那
１ ・ ６
图 １
么整个生产线也要发生停车故障 ， 这样会造 成原料 的极大浪费 ， 因此对人机界面（ Ｍ ） Ｈ Ｉ
的稳定性提出了极高的要求。
ｅ 版 ， Ｎ Ｃ项 目配置为多用户模式（ ｕ ｒ ＷＩＣ Ｍｌ ｉ ｔ
—
ｕｅ） ｓｒ 。
娶 篓 ＝
“ ｃｖ Ｒｄｎａｃ” Ａ ｔｅ ｅｕｄｎｙ外其他都不可以操作。 ｉ ｂ． ）为客户机指定首选服务器。配置好
“ 诩 ● ＿
计 算机 和 冗 余 功 能， 生 了服 务 器 数 据 产
（ｅ ｅ Ｄ ｔ） ， Ｓｒ ｒ ａ 后 右击“ ｅ ｅ Ｄ ｔ 然后点击 ｖ ａ Ｓｒ ｒ ａ ” ｖ ａ “ ｌｎ —ｓｅｉ ｅｉ ” 打开客 户机服 务 Ｃｉ ｔ ｐｃ ｃＳｔ ｇ ， ｅ ｉ ｆ ｔ ｎ
AGC控制系统在冷轧机上的应用
一
１８ 一
的 。ＶＭＥ机 架 配 有 ２块 控 制 处 理 器 ，其 中 １块 ＣＰＵ 用 于逻 辑 控 制 ，另 １块 用 于 ＡＧＣ控 制 。ＡＰＣ 上 装 有 反 射 内 存 卡 ，通 过 光纤 与 ＰＬＣ实 现 高 速 数 据 传 输 ；通 过 ＰＲＯＦＩＢＵＳ接 口卡 连 接西 门 子 的直 流传 动 装 置 。ＶＭＥ机 架 中插 有 各 种 Ｉ／Ｏ 板 卡 用 于 ＨＡＧＣ信 号 传 输 采 集 。控 制 系 统 硬 件 配 置 如 图 １所 示 。
重 钢 冷 轧 薄 板 厂 装 备 一 套 单 机 架 四辊 可 逆 式 冷 轧 机 。 该 机 组 采 用 液 压 压 下 系 统 ，系 统有 ２个 ＨＡＧＣ液 压 缸 安 装 在 轧 机 机架 窗 口的 顶 部 ，１个 安 装 在 驱 动 侧 ，另 １个 安 装 在 操 作 侧 。ＨＡＧＣ 液 压 缸 用 来 确 定 上 支 撑 辊 和 上 工 作 辊 位 置 ，从 而 决 定 辊 缝 的 大小 。液 压缸 上 安 装有 压 力 传 感 器 和线 性 位 置 传 感 器 ，液 压 缸 位置 由伺 服 阀 控 制 。轧 机 人 口 出 口侧 分 别 设 有 ２台 ｘ 射 线 侧 厚 仪 用 于测 量 人 ／出 口侧 带 钢 厚 度 轧 机 人 口和 出 口转 向辊 装 有 速 度 计 ，提 供 ＡＧＣ控 制 所 需 的 带 钢 速 度 信 号 。
１ 控 制 系 统 硬 件 冷 轧 机 ＡＧＣ 控 制 系 统 是 由基 于 ＶＭＥ 的 １级 ＡＰＣ（区
域 过 程 控 制 器 ）、人 机 界 面 及 由 局 域 网 相互 连 接 局 部 开发 终 端 组 成 。ＡＰＣ采 用 ＶＭＥ高 速 总 线 ，对 实 时 性 要 求 高 的 Ｉ／Ｏ 控 制 ，由 ＶＭＥ机 架 Ｉ／Ｏ 提 供 直 接 连 接 ；其 他 对 实 时 性 要 求 不 高 的 （如 运 卷 小 车 的 控 制 ）Ｉ／Ｏ 就 放 在 ＰＬＣ 的 Ｉ／Ｏ 上 。
压下控制系统在冷轧酸轧机组的应用
２ ４ ２ 轧制 力控 制 ．． 液压 压下的控制 信 号还 取决 于轧 制力 设定 值 和轧 制力 实际值 的偏差 。轧 制力 控制 的使 能 条 件包括 ：①
一
些 减小轧制力 的命 令 ；②穿带 和甩 尾时的轧制策 略。
Байду номын сангаас
这些命 令 的所 有条 件都 具备 后命 令方 可执行 ，否则会
・
１６ ・ ８
机 械 工 程 与 自 动 化
２１ ０ ２年 第 ｌ期
收 到 的最小 轧制 力命 令 。
使 能的控制命令会触 发设定值发 生器 ，从 而输 出与 控制命令 （ ２ ＭＡＩ ） Ｌ、 等 相对 应的设定值 给控制 器 ，参 与 对伺 服阀的控制 ，并且监控实际值 ，在 ＨＭＩ 上显示 。
２ ３ 斜 坡 选 择 ．
由 ５个机 架 各 自独 立 的压下 系统 组成 的 。压下 系统 包 括压 下处 理 和压 下控制 两部 分 。 压下 处 理系 统 的 功 能是 为压 下 控 制 接 收 Ｌ （ ２ 二 级 ）或手 动设 定值 和控 制命 令 ，经过 处理 后发 给 压下 控制 。其 任务 包括 控制 命令 的接 收和 检查 、设 定值 的 选 择 、斜 坡 的选 择 和控制 模式 的选择 。 压下 控 制部 分则 作 为压下 处理 系统 和伺 服 阀的连 接 纽带 ，它 由 ３个 功 能 组 组 成 ，分 别 为 压 下 控 制 功 能 、液 压压 下监控 功 能 和液压 压下校 准 功能 。每 个功 能 组 又包 括 了详 细且 复杂 的子 功能 。 压 下 控 制 的 执 行 机 构 是 每 个 机 架 的 两 个 ＡＧＣ
第 ｌ期 （ 第 １ ０期 ） 总 ７
２１ ０ ２年 ２月
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自动化控制系统在冷轧重卷线的应用摘要：本文介绍了西门子plc和变频调速器组成的自动化控制系统在莱钢冷轧重卷线的应用，实现了机组的各项控制功能，从而达到稳定、高效的目的。
关键字：自动化控制系统plc 变频调速
1.概述
重卷机组是冷轧产品的一道重要工序，用于将厚度为0.2～
0.65mm的大直径钢卷经切头、切尾、切边、检查及涂油后，重卷分切成小直径钢卷，并将钢卷称重、打捆。
随着市场经济的不断完善和发展，生活水平的要求越来越高，使得冷轧产品的需求量越来越大。
高效稳定的自动化系统对保证冷轧产品的生产效率至关重要。
本文主要介绍基于西门子plc控制系统，如何实现重卷全线自动化控制，以及相关参数的配置。
2．重卷线自动化控制系统简介
莱钢重卷线采用西门子公司的s7—400系列及profibus-dp现场总线, 系统中配有tcp/ip协议的以太网通讯接口。
自动化控制系统工作时可由操作人员通过本地计算机（hmi）设定运行参数，包括来料的各种参数，然后将这些参数与设定的机组运行速度、张力等参数进行运算后，控制变频调速器的控制指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。
通过工控机wincc画面实现人机交互控制整条生产线的正常运行。
设备运行的状态、参数、实时
过程数据都通过画面显示出来，并作为历史数据保存在数据库中。
对异常情况如变频器故障、电机过热、油压异常等进行报警，并存储报警记录。
自动控制各主传动电机之间的速度、张力的大小，风机、油泵的启停、阀门的开闭。
系统还可以对生产数据库及历史数据库管理，并可查询及打印相关数据。
3.控制系统功能
3.1张力控制与速度控制
瞬时卷经计算：
对于瞬时卷径的计算可以根据同一时间内，导向辊上带钢走过的长度与卷筒上带钢走过的长度相等，同侧卷筒和导向辊上带钢的线速度相等，因此：
πdcnc=πdsns
dc=ns*ds/nc
dc-----------卷筒上的带钢瞬时直径
ds-----------导向辊的直径
nc-----------卷筒的转速，以脉冲计量
ns-----------导向辊的转速，以脉冲计量
开卷机转矩计算：
张力给定zset由profibus dp网传给开卷机变频装置，首先由计算出钢卷的实际瞬时直径d，然后再根据直径计算出开卷机的转矩m，做为开卷机的转矩限幅，从而保证张力的恒定，具体的计算
公式如下：
n=nact÷i (rmp)
πd=vact÷n(m)
m=zset*d/2(nm)
nact-----------电机实际转速
i--------------开卷机减速比rmp每分钟旋转次数
vact------------钢带线速度
重卷机组中，开卷机控制是带卷径计算的张力控制，卷取机控制是带卷径计算的速度控制。
下面进一步说明如何通过自动化的控制满足工艺的要求。
公式一：电动机的力矩
m=kmфi枢
km----电机结构常数；ф ----电机磁通；i枢----电机电枢电流
公式二：张力t与力矩m关系
t=2m/d
d-----带卷直径
公式三：带钢线速度
v=πdn电/60i
n电------电动机转速rmp；i------电动机和卷筒的速比
公式四：电机电枢电势
e=kcфn电
kc-------是常数
公式一、三、四带入公式二可得下面公式
t=cei枢/v
c-------常数c=2πkm/60ikc
由此式可得e不变，v也不变，则带钢张力t与电枢电流i枢成正比。
控制框图如下：
zset张力设定电流输出
偏差i
计算张力zi
卷取机的速度控制的实质是，若卷取时带钢线速度不变，采用电流调节器使i枢保持恒定，就可保证张力恒定。
vset速度设定电流输出
偏差i
计算速度vi
实际上，随着带钢卷径的变化，线速度是变化的。
所以可以通过电势调节器调整电动机的磁通ф，以改变电机的转速，保持线速度恒定。
或者磁通ф一定时，通过调节电流调节器，保持张力恒定。
3.2自动分切控制
切分剪
开卷机入口转向辊出口转向辊卷取机
钢卷重量计算公式如下：
bg=(d2—di2)*π/4*b*ρ
式中 bg—带钢重量；d—钢卷直径；di—钢卷内经（=2*ri）；
b—带钢宽度；ρ—带钢密度。
分切控制
n=bg/gset；（n=bl/lset）
n---分切次数；gset----卷重设定；lset---长度设定。
4.系统特点和优势
4.1采用了网络及现场总线传递过程数据，多种信息的交换仅依靠网缆或屏蔽双绞线即可完成，传输的数据量大并且稳定，也方便系统的维护和故障的查找。
避免了模拟量传输所带来的漂移、抗干扰等问题，大大提高了系统的稳定性。
4.2操作人员、计算机与控制设备三者之间的联系均通过网络完成，人机界面可以使全线生产过程的视窗控制中心，确保安全可靠控制生产全过程。
4.3全数字化、控制器及所有控制功能均有参数设定功能，控制精度高；控制参数能通过优化功能自动设定；能方便的实现与plc
和其它装置的联网；通过相应的软件可实现张力、速度、位置、同步等高精度控制要求。
5.总结
莱钢冷轧重卷线自动化系统经过生产实践证明，控制系统稳定，控制精度高，而且抗干扰能力强，对冷轧产品的品质和产量提供了可靠的保障。
注：文章内所有公式及图表请用pdf形式查看。