冷軋生產(chǎn)中二級控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

1、<p>　　冷軋生產(chǎn)中二級控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用</p><p>　　[摘 要]隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，同時為了適應(yīng)市場的需求，先進的鋼鐵自動化系統(tǒng)都建立了二級控制系統(tǒng)。研究冷軋生產(chǎn)中的二級控制系統(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]二級控制系統(tǒng) 功能 應(yīng)用 </p><p>　　中圖分類號：

2、TB7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）22-0239-01 </p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，汽車和家電產(chǎn)品需求日益增長。對于產(chǎn)量和質(zhì)量要求越來越高的冷軋板生產(chǎn)線，自然需要先進的自動化控制系統(tǒng)。因此，二級控制系統(tǒng)在自動化控制系統(tǒng)中扮演了非常重要的角色。 </p><p><b>　　1.二級系統(tǒng)簡述 </b></p>

3、<p>　　二級系統(tǒng)主要采用機理性的模型，同時輔以自學(xué)習(xí)模型，使給定的數(shù)據(jù)具有較高的精度，為一級基礎(chǔ)自動化系統(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)時自動進行動態(tài)計算軋制的設(shè)定值。其特點為： </p><p>　?。?）具有較高的計算精度，設(shè)定值和實際值偏差較小，在軋制時能根據(jù)實際數(shù)據(jù)進行修正道次參數(shù)。 </p><p>　?。?）自學(xué)習(xí)能力較強，通過數(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 級在線接收PDI；（2）從 HMI 手動輸入

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酸軋線入口步進梁前傳到。由于所有的軋機控制計算都基于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)對應(yīng)于一卷帶鋼。L3 級計算機須向入口步進梁發(fā)送鋼卷軋制順序和鋼卷識別號等信息。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間根據(jù)事件和情況激活自動預(yù)設(shè)定、數(shù)據(jù)采集、HMI 顯示等其它功能。 </p><p>　?。?）跟蹤系統(tǒng)對鋼卷從酸洗線入口到出口進行全程跟蹤。跟蹤從鋼卷被放至酸軋線入口步進梁時開始，當(dāng)鋼卷離開酸軋線出口步進梁時結(jié)束。 </p><p>　?。?）在跟蹤系統(tǒng)中，酸軋線被分為幾個區(qū)域?；旧鲜前?/p>

7、照設(shè)備進行分區(qū)域的，比如入口鞍座、開卷機、焊機、入口1、2號活套、酸洗段、切邊剪、出口活套、軋機段、出口鞍座等，還根據(jù)軋制帶鋼長度。區(qū)段的數(shù)量在設(shè)計階段確定。 </p><p>　　（4）利用數(shù)學(xué)模型進行的設(shè)定計算必須先于操作，以確認計算結(jié)果。 </p><p>　　（5）當(dāng)鋼卷產(chǎn)出之后，其信息也同時完成。（如：鋼卷號確定，稱重完成）。 </p><p>　　（6）

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

9、摩擦系數(shù)、軋制力和電機扭矩等?；驹O(shè)定計算的目的就是得到高質(zhì)量的帶鋼、減少動態(tài)變規(guī)格的長度和穩(wěn)定高速軋制以提高生產(chǎn)。 </p><p>　　軋機數(shù)學(xué)模型基本設(shè)定計算流程如圖1所示。 </p><p>　　計算的大體流程是： </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，粗糙度以及五機架工作輥是選擇光輥或者毛輥等； </p><p>　　（2）確定各個機架的壓下率；查表法確定各個機架的張力；利用秒流量相等原則確定各個機架的出口速度，由出口速度查常數(shù)表計算出摩擦系數(shù)； </p><p>　?。?）由各個機架的總壓下率計算帶鋼的靜態(tài)變形抗力，在求出動態(tài)變形抗力；由Bland&Ford方程計算前滑值；由 Hill方程計算軋制力；

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

12、自身的誤差，生產(chǎn)過程中工況的不斷變化以及測量設(shè)備的誤差等因素，引起軋制偏差，這就需要自適應(yīng)功能通過自學(xué)習(xí)方式來進行補償。 </p><p>　　它通過設(shè)定值與實際值的偏差來計算出自適應(yīng)系數(shù)，這些系數(shù)經(jīng)過統(tǒng)計處理后存儲在表格中。當(dāng)軋制與該卷帶鋼有相同特性的鋼卷時，數(shù)學(xué)模型將利用這些系數(shù)補償控制參數(shù)。除了這些補償值以外，機架間張力、壓下量、彎輥力等存儲在表格中的數(shù)據(jù)也能根據(jù)實際數(shù)據(jù)進行更新。 </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、板形分類和操作人員輸入的檢測數(shù)據(jù)。在厚度分類中，計算厚度偏離上限長度、偏離下限長度和平均厚度數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)以日志形式上報并送至L3。 </p><p>　　除了分類數(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 （在剪邊操作間自動和手動輸

14、入）；連軋缺陷 （主要在檢測站手動輸入）。 </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)過程日志，工作日志，PDO日志，故障日志，報警日志，事件日志等，通過這些日志記錄，可以分析故障原因，總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 </p><p><b>　　結(jié)語 &l

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