莱钢中型型钢轧机自动控制系统.doc

莱钢中型型钢轧机自动控制系统摘要介绍了中型型钢轧机自动控制系统的组成,重点描述了先进的无张力控制功能。关键词中型型钢轧机无张力控制自动位置控制莱钢中型型钢厂是莱钢利用亚行贷款新建的一个具备 90年代的现代化轧钢厂。该厂型钢生产线是全国第 1条连铸→热送→热装→连轧短流程生产线,可生产以经济断面型钢—— H型钢为主的多种规格的产品,主要机械设备由日本新日铁公司提供,电气和自动化设备由日本东芝公司提供。其轧线自动控制系统采用了多项先进技术,实现了高度自动化。 1 系统配置 控制网络轧线自动控制系统由 2级计算机系统构成,即基础级(1级)和过程级(2级)。基础级主要由东芝公司提供的 PLC 系统—— T3H 构成。 4套T3H( 粗轧、精轧、精轧辅助 1、精轧辅助 2)通过东芝公司专用的 TOSLINE 通信模块和光缆构成轧线基础级控制网。这4套T3H 、过程计算机以及加热炉区和精整区的多套 T3H 通过以太网通信模块和同轴电缆构成过程级控制网。系统配置见图 1。图1轧机控制系统配置图 操作站该控制系统拥有粗轧和精轧 2个操作站,它们均采用日本东芝公司的工控机 FA3100 作为监控计算机,操作系统为 Windows ,监控画面采用美国 Intellution 公司的 FIX DMACS 软件( 版)编制,包括工艺流程画面、数据管理画面、故障报警画面等。工艺流程画面实时显示轧线主要设备的准备及运转状态,包括粗轧机、精轧机组、各组辊道、切头锯等的运转状态;显示热金属探测器(HMD) 、高温计、接近开关等检测元件的信号以及粗轧机、精轧机组电机速度给定值、实际值等重要参数。数据管理画面是为工程技术人员调整轧线重要工艺参数而设置的,如粗轧机每一道次的各种参数、精轧机组辊缝等。故障报警画面显示影响轧线连续生产的关键设备的故障,包括电源故障、电机故障、T3H 故障、编码器故障等。 2 控制功能 无张力控制(FTC) 在连轧过程中,为达到理想轧制,避免机架间堆钢或拉钢,就要实现各机架的“秒流量”相等。但在实际中,由于轧件温度、电源波动等多种因素的影响, 轧制过程难以保持在理想状态。因此,在莱钢中型型钢轧机精轧机组中应用了无张力控制(FTC) ,采用下游级联控制,并设有手动补偿按钮。精轧机组包括 5台万能轧机(U型)和2台轧边机(E型),依次为 U1、U2、E1、U3、U4、E2、U5,控制流程(E1 、E2未示出)如图 2所示。图2精轧机组控制流程图 FTC —无张力控制功能块; SSRH —单个机架速度给定; ASR —变频调速器 FTC工作过程:若使用FTC ,操作人员从监控画面中把相应的选择开关ON/OF F 置为 ON状态。当轧件由 U 1轧机进入 U2轧机时,以 U 2轧机的负载继电器带载信号作为 FTC1 的启动信号,此时, FTC1 开始对 U 2轧机的负载力矩采样。当采集 10个数据后(取样间距 100ms) ,发出锁定信号,并把 10个数据的平均值作为该轧机标准转矩利用M n0及轧机在线实测轧制转矩Mn算出轧件张力转矩M t=M n0-M n。利用下式算出 U n轧机实时速度补偿值Δυ n:(1) 式中 k为常数;M t,ref 为轧件张力转矩参考值;T u,ref 为由监控画面设定的目标张力;