中厚板軋機過程控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用研究.pdf

1、本文依托于國家經(jīng)貿(mào)委“十五”國家重大技術(shù)裝備研制項目“首鋼3500mm中厚板軋機核心軋制技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備研制”，以首鋼3500mm中厚板軋機自動化控制系統(tǒng)改造項目為背景，以中厚板軋機過程控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用為研究對象，在過程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和功能實現(xiàn)方面開展研究工作，并將開發(fā)的過程控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于現(xiàn)場，取得良好的效果。研究內(nèi)容和取得的主要進展如下： (1)中厚板軋機過程控制系統(tǒng)硬件及軟件系統(tǒng)的架構(gòu)。參考國內(nèi)外中厚板軋機過程控制

2、系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計，并考慮當前計算機技術(shù)的發(fā)展趨勢，過程控制系統(tǒng)硬件采用通用PC服務(wù)器；系統(tǒng)開發(fā)平臺和開發(fā)軟件采用通用Windows系列的系統(tǒng)和軟件。過程控制系統(tǒng)的開發(fā)采用多線程、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以消息驅(qū)動機制建立模塊間聯(lián)系。現(xiàn)場應(yīng)用證明這樣的系統(tǒng)平臺和軟件配置可以滿足過程控制系統(tǒng)開發(fā)和運行的要求，有其自身顯著的優(yōu)勢。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，方便了系統(tǒng)開發(fā)，降低了系統(tǒng)成本。該系統(tǒng)架構(gòu)具有很強的通用性和適應(yīng)性，可以應(yīng)用到其它類似的軋線

3、控制上。 (2)實現(xiàn)中厚板軋機過程控制系統(tǒng)的軋件跟蹤功能。將軋線根據(jù)控制和跟蹤的需要進行邏輯分區(qū)劃分，設(shè)計合理的跟蹤數(shù)據(jù)流程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義，利用跟蹤事件判斷得到相應(yīng)的跟蹤事件，對其進行跟蹤事件處理，輔助以跟蹤修正功能，實現(xiàn)軋件跟蹤。在設(shè)計軋件跟蹤功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義時，將跟蹤分區(qū)信息、在線軋件信息以及軋制序列信息三組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同時作為跟蹤指示器，通過多個跟蹤指示器的多次校驗保證跟蹤的準確性。 (3)中厚板軋機設(shè)定計算功能的在

4、線實施。設(shè)計過程控制系統(tǒng)設(shè)定計算功能的數(shù)據(jù)流程和調(diào)用邏輯，以中厚板生產(chǎn)工藝過程為基礎(chǔ)，利用生產(chǎn)過程中的實測數(shù)據(jù)，對設(shè)定計算功能進行多次調(diào)用，通過預(yù)設(shè)定計算、再設(shè)定計算、階段前修正計算、道次修正計算、自學(xué)習(xí)計算以及待溫時間修正計算，使設(shè)定計算功能獲得較好的效果。 (4)實現(xiàn)中厚板軋制過程的全自動軋鋼控制和軋制節(jié)奏控制。以過程控制系統(tǒng)為主導(dǎo)，在準確軋件跟蹤的基礎(chǔ)上，進行全自動軋鋼控制的邏輯判斷，獲得相應(yīng)的全自動軋鋼控制信息。基礎(chǔ)自動

5、化根據(jù)控制信息，具體實現(xiàn)全自動軋鋼控制過程。為了描述中厚板軋機多坯交叉軋制過程的時間及位置情況，提出時位圖的概念，利用時位圖清晰表達出多塊軋件交叉軋制時在軋制線上的時間與空間的關(guān)系，為軋制節(jié)奏控制提供了依據(jù)。將時位圖用于軋制模式編排和軋件干涉的校驗，進而對坯料的出爐時間進行控制，實現(xiàn)軋制節(jié)奏優(yōu)化，提高軋機的生產(chǎn)率。 (5)在線實現(xiàn)中厚板軋機的平面形狀控制功能。在考慮全粘著條件前滑模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)楔形段軋制時間的理論計算公式，通過

6、離散化處理得到數(shù)值解，并應(yīng)用于現(xiàn)場。對數(shù)值模擬方法建立的平面形狀控制模型進行簡化，給出平面形狀控制參數(shù)計算以及控制參數(shù)極限值檢查和修正過程。在線應(yīng)用平面形狀控制功能取得較好效果。 本套系統(tǒng)是首次由國內(nèi)依靠自己力量開發(fā)，基于PC服務(wù)器，具有完備的系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)通訊、軋件跟蹤、設(shè)定計算等功能的中厚板軋機過程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功應(yīng)用于首鋼3500mm中厚板軋機，首次由國內(nèi)實現(xiàn)了中厚板軋機的全自動軋鋼控制和在線平面形狀控制功能。上述工作