冷軋生產(chǎn)中二級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、<p>　　冷軋生產(chǎn)中二級(jí)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]隨著計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求，先進(jìn)的鋼鐵自動(dòng)化系統(tǒng)都建立了二級(jí)控制系統(tǒng)。研究冷軋生產(chǎn)中的二級(jí)控制系統(tǒng)在提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約能源等方面有著舉足輕重的意義。 </p><p>　　[關(guān)鍵詞]二級(jí)控制系統(tǒng) 功能 應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：

2、TB7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）22-0239-01 </p><p>　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，汽車(chē)和家電產(chǎn)品需求日益增長(zhǎng)。對(duì)于產(chǎn)量和質(zhì)量要求越來(lái)越高的冷軋板生產(chǎn)線，自然需要先進(jìn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。因此，二級(jí)控制系統(tǒng)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中扮演了非常重要的角色。 </p><p><b>　　1.二級(jí)系統(tǒng)簡(jiǎn)述 </b></p>

3、<p>　　二級(jí)系統(tǒng)主要采用機(jī)理性的模型，同時(shí)輔以自學(xué)習(xí)模型，使給定的數(shù)據(jù)具有較高的精度，為一級(jí)基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)提供軋制參數(shù)的設(shè)定值。在變規(guī)格、變策略、變參數(shù)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)計(jì)算軋制的設(shè)定值。其特點(diǎn)為： </p><p>　?。?）具有較高的計(jì)算精度，設(shè)定值和實(shí)際值偏差較小，在軋制時(shí)能根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行修正道次參數(shù)。 </p><p>　　（2）自學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，通過(guò)數(shù)據(jù)的不斷積累，自

4、身的不斷完善，使軋制數(shù)據(jù)的給定值更加精確。 </p><p>　　2.二級(jí)系統(tǒng)的硬件組成 </p><p>　　2.1基本硬件技術(shù)數(shù)據(jù) </p><p>　　3.二級(jí)系統(tǒng)的功能介紹 </p><p>　　3.1 原始數(shù)據(jù)管理 </p><p>　　該處主要功能：（1）從L3 級(jí)在線接收PDI；（2）從 HMI 手動(dòng)輸入

5、PDI；（3）修改/刪除 PDI 數(shù)據(jù)。 </p><p>　　PDI （原始數(shù)據(jù)輸入）信息必須在鋼卷到達(dá)酸軋線入口步進(jìn)梁前傳到。由于所有的軋機(jī)控制計(jì)算都基于PDI 信息，因此，只有正確格式和合理變量的PDI 數(shù)據(jù)才能被接收。一組PDI 數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于一卷帶鋼。L3 級(jí)計(jì)算機(jī)須向入口步進(jìn)梁發(fā)送鋼卷軋制順序和鋼卷識(shí)別號(hào)等信息。操作工可以從HMI 修改軋制順序。 </p><p>　　3.2 酸軋

6、線鋼卷和帶鋼跟蹤 </p><p>　　（1）酸軋線帶鋼跟蹤系統(tǒng)，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間根據(jù)事件和情況激活自動(dòng)預(yù)設(shè)定、數(shù)據(jù)采集、HMI 顯示等其它功能。 </p><p>　　（2）跟蹤系統(tǒng)對(duì)鋼卷從酸洗線入口到出口進(jìn)行全程跟蹤。跟蹤從鋼卷被放至酸軋線入口步進(jìn)梁時(shí)開(kāi)始，當(dāng)鋼卷離開(kāi)酸軋線出口步進(jìn)梁時(shí)結(jié)束。 </p><p>　?。?）在跟蹤系統(tǒng)中，酸軋線被分為幾個(gè)區(qū)域?；旧鲜前?/p>

7、照設(shè)備進(jìn)行分區(qū)域的，比如入口鞍座、開(kāi)卷機(jī)、焊機(jī)、入口1、2號(hào)活套、酸洗段、切邊剪、出口活套、軋機(jī)段、出口鞍座等，還根據(jù)軋制帶鋼長(zhǎng)度。區(qū)段的數(shù)量在設(shè)計(jì)階段確定。 </p><p>　?。?）利用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的設(shè)定計(jì)算必須先于操作，以確認(rèn)計(jì)算結(jié)果。 </p><p>　?。?）當(dāng)鋼卷產(chǎn)出之后，其信息也同時(shí)完成。（如：鋼卷號(hào)確定，稱(chēng)重完成）。 </p><p>　?。?）

8、將鋼卷送至檢查臺(tái)的命令將由L2自動(dòng)下達(dá)。按標(biāo)準(zhǔn)，變規(guī)格后的第一卷及以后每5 卷將被送至檢查臺(tái)。用戶設(shè)定的其它的檢測(cè)周期也可包含在內(nèi)。 </p><p>　　3.3 軋機(jī)設(shè)定值計(jì)算 </p><p>　　冷軋二級(jí)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要功能就是使成品鋼卷的厚度達(dá)到設(shè)定值。帶鋼壓下量的控制參數(shù)主要是輥縫和各個(gè)機(jī)架的軋制速度，這就需要軋機(jī)模型的基本設(shè)定計(jì)算來(lái)控制涉及到的參數(shù)如張力、帶鋼速度、屈服強(qiáng)度、

9、摩擦系數(shù)、軋制力和電機(jī)扭矩等?；驹O(shè)定計(jì)算的目的就是得到高質(zhì)量的帶鋼、減少動(dòng)態(tài)變規(guī)格的長(zhǎng)度和穩(wěn)定高速軋制以提高生產(chǎn)。 </p><p>　　軋機(jī)數(shù)學(xué)模型基本設(shè)定計(jì)算流程如圖1所示。 </p><p>　　計(jì)算的大體流程是： </p><p>　?。?）先從L3讀取PDI數(shù)據(jù)和軋輥數(shù)據(jù)，PDI數(shù)據(jù)主要是原料卷的厚度、成品卷的目標(biāo)厚度、寬度和鋼種等；軋輥的數(shù)據(jù)包括工作輥

10、、中間輥和支撐輥的輥徑，粗糙度以及五機(jī)架工作輥是選擇光輥或者毛輥等； </p><p>　?。?）確定各個(gè)機(jī)架的壓下率；查表法確定各個(gè)機(jī)架的張力；利用秒流量相等原則確定各個(gè)機(jī)架的出口速度，由出口速度查常數(shù)表計(jì)算出摩擦系數(shù)； </p><p>　　（3）由各個(gè)機(jī)架的總壓下率計(jì)算帶鋼的靜態(tài)變形抗力，在求出動(dòng)態(tài)變形抗力；由Bland&Ford方程計(jì)算前滑值；由 Hill方程計(jì)算軋制力；

11、</p><p>　?。?）計(jì)算電機(jī)扭矩；計(jì)算電機(jī)功率是否平衡，不平衡修改壓下制度；計(jì)算電機(jī)功率是否超載，超載修改帶鋼速度； </p><p>　?。?）計(jì)算軋輥位置和軋機(jī)彈性模量，計(jì)算 AGC系數(shù)，計(jì)算完畢后，基本設(shè)定計(jì)算結(jié)束。 </p><p>　　3.4 自適應(yīng)功能 </p><p>　　自適應(yīng)功能是軋機(jī)設(shè)定計(jì)算功能的補(bǔ)充。由于數(shù)學(xué)模型

12、自身的誤差，生產(chǎn)過(guò)程中工況的不斷變化以及測(cè)量設(shè)備的誤差等因素，引起軋制偏差，這就需要自適應(yīng)功能通過(guò)自學(xué)習(xí)方式來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。 </p><p>　　它通過(guò)設(shè)定值與實(shí)際值的偏差來(lái)計(jì)算出自適應(yīng)系數(shù)，這些系數(shù)經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)處理后存儲(chǔ)在表格中。當(dāng)軋制與該卷帶鋼有相同特性的鋼卷時(shí)，數(shù)學(xué)模型將利用這些系數(shù)補(bǔ)償控制參數(shù)。除了這些補(bǔ)償值以外，機(jī)架間張力、壓下量、彎輥力等存儲(chǔ)在表格中的數(shù)據(jù)也能根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。 </p>

13、<p>　　3.5 質(zhì)量控制數(shù)據(jù)管理 </p><p>　　該功能包括厚度分類(lèi)、板形分類(lèi)和操作人員輸入的檢測(cè)數(shù)據(jù)。在厚度分類(lèi)中，計(jì)算厚度偏離上限長(zhǎng)度、偏離下限長(zhǎng)度和平均厚度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)以日志形式上報(bào)并送至L3。 </p><p>　　除了分類(lèi)數(shù)據(jù)，缺陷和檢查數(shù)據(jù)也將被收集。該信息基本分成3 部分：熱軋卷缺陷信息 （包含在PDI 數(shù)據(jù)中）；酸洗缺陷信息 （在剪邊操作間自動(dòng)和手動(dòng)輸

14、入）；連軋缺陷 （主要在檢測(cè)站手動(dòng)輸入）。 </p><p><b>　　3.6 日志管理 </b></p><p>　　L2日志管理包括：PDI日志，生產(chǎn)過(guò)程日志，工作日志，PDO日志，故障日志，報(bào)警日志，事件日志等，通過(guò)這些日志記錄，可以分析故障原因，總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 </p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) &l

15、t;/b></p><p>　　總之，隨著自動(dòng)化控制技術(shù)的快速發(fā)展，二級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)在冷軋生產(chǎn)的應(yīng)用會(huì)更加廣泛和深入。二級(jí)過(guò)程控制系統(tǒng)與基礎(chǔ)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的不斷緊密結(jié)合，控制系統(tǒng)的不斷完善，以及自動(dòng)厚度控制和自動(dòng)板型控制等方法的不斷改進(jìn)，將會(huì)大大提高鋼鐵行業(yè)冷軋高端產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p>&l