中厚板軋機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用研究.pdf

1、本文依托于國(guó)家經(jīng)貿(mào)委“十五”國(guó)家重大技術(shù)裝備研制項(xiàng)目“首鋼3500mm中厚板軋機(jī)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(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)改造項(xiàng)目為背景，以中厚板軋機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用為研究對(duì)象，在過(guò)程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)方面開(kāi)展研究工作，并將開(kāi)發(fā)的過(guò)程控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)，取得良好的效果。研究?jī)?nèi)容和取得的主要進(jìn)展如下： (1)中厚板軋機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)硬件及軟件系統(tǒng)的架構(gòu)。參考國(guó)內(nèi)外中厚板軋機(jī)過(guò)程控制

2、系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并考慮當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，過(guò)程控制系統(tǒng)硬件采用通用PC服務(wù)器；系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)軟件采用通用Windows系列的系統(tǒng)和軟件。過(guò)程控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)采用多線(xiàn)程、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以消息驅(qū)動(dòng)機(jī)制建立模塊間聯(lián)系?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明這樣的系統(tǒng)平臺(tái)和軟件配置可以滿(mǎn)足過(guò)程控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和運(yùn)行的要求，有其自身顯著的優(yōu)勢(shì)。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，方便了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，降低了系統(tǒng)成本。該系統(tǒng)架構(gòu)具有很強(qiáng)的通用性和適應(yīng)性，可以應(yīng)用到其它類(lèi)似的軋線(xiàn)

3、控制上。 (2)實(shí)現(xiàn)中厚板軋機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)的軋件跟蹤功能。將軋線(xiàn)根據(jù)控制和跟蹤的需要進(jìn)行邏輯分區(qū)劃分，設(shè)計(jì)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(duì)其進(jìn)行跟蹤事件處理，輔助以跟蹤修正功能，實(shí)現(xiàn)軋件跟蹤。在設(shè)計(jì)軋件跟蹤功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義時(shí)，將跟蹤分區(qū)信息、在線(xiàn)軋件信息以及軋制序列信息三組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同時(shí)作為跟蹤指示器，通過(guò)多個(gè)跟蹤指示器的多次校驗(yàn)保證跟蹤的準(zhǔn)確性。 (3)中厚板軋機(jī)設(shè)定計(jì)算功能的在

4、線(xiàn)實(shí)施。設(shè)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)定計(jì)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(guò)程為基礎(chǔ)，利用生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)定計(jì)算功能進(jìn)行多次調(diào)用，通過(guò)預(yù)設(shè)定計(jì)算、再設(shè)定計(jì)算、階段前修正計(jì)算、道次修正計(jì)算、自學(xué)習(xí)計(jì)算以及待溫時(shí)間修正計(jì)算，使設(shè)定計(jì)算功能獲得較好的效果。 (4)實(shí)現(xiàn)中厚板軋制過(guò)程的全自動(dòng)軋鋼控制和軋制節(jié)奏控制。以過(guò)程控制系統(tǒng)為主導(dǎo)，在準(zhǔn)確軋件跟蹤的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全自動(dòng)軋鋼控制的邏輯判斷，獲得相應(yīng)的全自動(dòng)軋鋼控制信息?；A(chǔ)自動(dòng)

5、化根據(jù)控制信息，具體實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)軋鋼控制過(guò)程。為了描述中厚板軋機(jī)多坯交叉軋制過(guò)程的時(shí)間及位置情況，提出時(shí)位圖的概念，利用時(shí)位圖清晰表達(dá)出多塊軋件交叉軋制時(shí)在軋制線(xiàn)上的時(shí)間與空間的關(guān)系，為軋制節(jié)奏控制提供了依據(jù)。將時(shí)位圖用于軋制模式編排和軋件干涉的校驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)坯料的出爐時(shí)間進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)軋制節(jié)奏優(yōu)化，提高軋機(jī)的生產(chǎn)率。 (5)在線(xiàn)實(shí)現(xiàn)中厚板軋機(jī)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(shí)間的理論計(jì)算公式，通過(guò)

6、離散化處理得到數(shù)值解，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)數(shù)值模擬方法建立的平面形狀控制模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，給出平面形狀控制參數(shù)計(jì)算以及控制參數(shù)極限值檢查和修正過(guò)程。在線(xiàn)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(guó)內(nèi)依靠自己力量開(kāi)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(jì)算等功能的中厚板軋機(jī)過(guò)程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功應(yīng)用于首鋼3500mm中厚板軋機(jī)，首次由國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了中厚板軋機(jī)的全自動(dòng)軋鋼控制和在線(xiàn)平面形狀控制功能。上述工作