單機架六輥可逆冷軋機電氣自動化技術方案

1、1200六輥可逆冷軋機電氣自動化系統(tǒng)控制方案1 概述根據1200六輥可逆冷軋機技術規(guī)格電氣招標書所提供的工藝設備和技術要求，并參考了同類型的單機架六輥可逆冷軋機的工藝技術，編寫了本電氣傳動及基礎自動化控制的技術方案。2 供電2.1 電氣設備運行條件1）電氣設備運行環(huán)境要求環(huán)境溫度現場：040°C電氣室：1035°C操作室：25±5°C空氣濕度：相對濕度£95%且無凝露；污染等級：III級，無火災爆炸危險、無導電性塵埃、不腐蝕金屬物及不破壞絕緣介質的環(huán)境。2）電氣設備運輸及儲存環(huán)境要求環(huán)境溫度-2065°C ；空氣濕度及污染等級要求與運

2、行時相同。3）電氣設備使用的電壓等級及技術條件 本機組所使用電氣設備電壓等級符合我國國家標準，主要用電設備的電壓等級為：u 供電電壓及頻率：10±5%kV，50±1Hzu 低壓供電電壓：AC380/220Vu 交流電動機電壓：AC380Vu 直流電動機電壓：DC440660Vu 電磁閥：DC24Vu 電磁抱閘：AC220Vu 控制電壓：AC220V，DC24Vu 保護地：接地電阻<4u 系統(tǒng)地：接地電阻<42.2低壓供配電輔傳動供電系統(tǒng)（1） 輔傳動供電系統(tǒng)單線圖見MCC單線圖。（2）MCC設備(見附表)由于本機組負荷較小，因此不設負荷中心。本機組負荷MCC（即

3、馬達控制中心）將采用GGD3柜，包含MCC的受電、饋出回路、UPS系統(tǒng)、比例、伺服閥控制回路和照明開關柜，開關柜額定短路短時承受能>80kA/s。額定短路分斷能力與電網短路電流相適應，Icu >50kA根據需要配置必要的電流、電壓表計，端子板采用Phoenix端子。單機架可逆冷軋機組設一套MCC，不同容量不同控制類型的回路至少有一個備用回路。注：主傳動電動機均配置有空間加熱器，這些加熱器是在長期停機時防止電機繞組受潮而設置的。由本MCC供電。注：為了保證乳化液站的檢修供電，需要檢修電源或者備用一路供電回路。(3) UPS電源為保證控制系統(tǒng)運行的可靠性，機組設置一套容量為10kVA的

4、UPS電源為機組控制系統(tǒng)（PLC、AGC控制器、HMI設備等）提供可靠穩(wěn)定電源。電池和逆變器選用進口產品。容量：10kVA，30min；進線：220VACMCC設備供貨清單表序號箱體名稱型號規(guī)格（W*H*D）單位數量備注1受電柜GGD3（800*2200*600）臺121#輔助液壓系統(tǒng)控制柜GGD3（800*2200*600）臺132#輔助液壓系統(tǒng)控制柜GGD3（800*2200*600）臺14軋機液壓系統(tǒng)控制柜GGD3（800*2200*600）臺15潤滑系統(tǒng)控制柜GGD3（800*2200*600）臺16乳化液系統(tǒng)控制柜GGD3（800*2200*600）臺17主傳動風機控制柜GGD3（8

5、00*2200*600）臺18配電柜GGD3（800*2200*600）臺19閥組控制柜GGD3（800*2200*600）臺210PLC柜GGD3（1200*2200*600）臺111UPS電源柜GGD3（800*2200*600）臺112入口開卷區(qū)域ET200站操作臺臺113入口開卷區(qū)域ET200站控制箱臺214入口卷取區(qū)域ET200站操作臺臺115入口卷取區(qū)域ET200站控制箱臺116軋機區(qū)域集中操作臺臺117軋機操作箱臺118軋機區(qū)域ET200站控制箱臺419出口區(qū)域ET200站操作臺臺120液壓、潤滑和乳化區(qū)域ET200站操作控制箱臺321端子箱臺522乳化液系統(tǒng)管道過濾器PLC柜機

6、電一體化臺13 電氣傳動：3.1 整流變壓器技術參數軋機主傳動油浸式整流變壓器，1臺 ZS9-4000/10，4000kVA，10±2×2.5%/0.69kV，Ud6.5， Dy11/d0左右卷取機主傳動油浸式整流變壓器，2臺ZS9-2000/10，2000kVA，10±2×2.5%/0.69kV，Ud6.5， Dd0/y11開卷機主傳動油浸式整流變壓器，1臺ZS9-630/10，630kVA，10±2×2.5%/0. 46kV，Ud6.5， Dy113.2 主傳動系統(tǒng)機組主傳動電動機指開卷機、入口卷取機、軋機和出口卷取機。主傳動電動

7、機采用直流電動機，相應地為主傳動電動機供電的調速裝置采用西門子（6RA70系列）全數字控制的晶閘管整流裝置。（1） 主傳動電動機技術參數如下：名稱參數開卷機左卷取機主軋機右卷取機備注電動機容量（kW）3502×6002×12502×600電動機速度（r/min.）800/1200370/1200410/1000370/1200基速過載能力（倍/1 min.）2.02.02.02.0高速過載能力（倍/1 min.）1.51.51.51.5額定電樞電壓（V）440660660660額定電樞電流（A）8659812016981指單臺電機的電流額定勵磁電壓（V）22022

8、0220220暫定勵磁方式他勵他勵他勵他勵額定勵磁電流（A）24326797326主傳動電動機設有若干Pt100電阻以檢測電動機繞組和軸承溫度。自動化系統(tǒng)通過16路熱電阻信號放大器（FCS-1002T）循回檢測Pt100的阻值，以實現對電動機繞組和軸承溫度的監(jiān)控。（2）傳動系統(tǒng)主要功能性能指標動態(tài)速降：1%靜態(tài)精度：±0.1%恢復時間：130ms調節(jié)精度：0.01%（速度反饋用脈沖碼盤為1024P/RPM，增量型，DP網數字量給定）（3） 全數字直流傳動裝置主要功能冷軋機組直流電動機驅動裝置內部的混裝直流模塊采用SIEMENS公司6RA70全數字控制單元，保證動態(tài)、靜態(tài)調節(jié)品質，提高

9、系統(tǒng)的抗干擾能力?；煅b直流模塊與SIEMENS公司的6RA70全數字控制單元完美配合，使裝置具有完善的故障保護功能；具有過壓、過流、超速、失速、電網電壓過高、過低、速度反饋故障等等。便于判斷、檢查、維護。勵磁控制單元與之配套，為非獨立勵磁系統(tǒng)。傳動裝置配置PROFIBUS卡，完成與控制系統(tǒng)的通訊；通訊內容有設備起/停、速度設定、速度反饋、故障信息等。 (4) 傳動供電用全數字晶閘管整流裝置為主傳動電動機供電的全數字晶閘管整流裝置將采用SIEMENS公司6RA70系列全數字控制系統(tǒng)，裝置配置有PROFIBUS-DP網卡，可實現與simatic S7-400PLC（或WINAC）自動化系統(tǒng)快速地通

10、訊。主軋機上、下工作輥分別由一臺電機驅動，兩臺電機獨立供電調速，考慮負荷均衡和速度匹配。入、出口卷取機各由兩臺電機同軸驅動，卷取機的兩臺電機獨立供電調速，考慮負荷均衡并帶有張力控制。主傳動裝置的主要技術參數為：開卷機入口卷取機可逆軋機出口卷取機備注傳動裝置型號及數量6RA7018-6DV62-0 1套6RA7018-6DV62-0 2套6RA7018-6DV62-0 2套6RA7018-6DV62-0 2套傳動整流進線電壓（AC V）460690690690傳動整流輸出電壓（DC V）480725725725傳動整流額定輸出電流（DC A）2000200040002000勵磁電壓（DC V）2

11、20220V220V220V勵磁電流（DC A）255010050整流方式三相全控橋式反并聯，可逆，邏輯無環(huán)流（5）傳動裝置控制原理圖（見附圖）4 基礎自動化：4.1 概述 1200六輥可逆冷軋機基礎自動化系統(tǒng)選用一塊CPU4142DP模塊作為處理器，完成整個機組的信息采集及邏輯順序控制。S7-400 PLC通過PROFIBUS-DP網與功能PLC從站（FM458）以及ET200M形成分布式結構，使得整個系統(tǒng)的配置簡單、可靠、實用，便于調試和維護?；A自動化系統(tǒng)由三部分組成：（1） PLC控制 ，主要完成以下功能：u 順序控制u 操作運轉連鎖u 生產輔助設備（液壓、潤滑、乳化液等）運轉控制u

12、傳動控制u 軋機前、后張力控制u 機組速度主令控制u 自動甩尾控制u 帶鋼缺陷點（多點）跟蹤和減速u 帶鋼長度、卷取長度計算u 帶鋼頭位跟蹤、鋼卷跟蹤u 軋制社釘值的管理與分配（2） 機架控制，主要完成以下功能：u 軋機壓下控制u AGC控制 u 彎輥控制u 串輥控制（3） HMI，主要完成以下功能：u 原始鋼卷資料錄入及軋制計劃表存儲u 軋機預設定計算（有表格式和數學模型兩種）u 軋制模型自適應和自學習功能（有模型時）u 生產過程監(jiān)控u 設備狀態(tài)監(jiān)控u 輔助設備操作u 生產準備條件u 生產統(tǒng)計報表u 歷史資料存儲u 故障報警u 報警記錄與打印等4.2 PLC控制系統(tǒng)自動化配置清單主站序號名

13、稱型 號數量1主機架(18槽)6ES7 400-1TA00-0AA012CPU414-26ES7 414-2XG04-0AB013電源6ES7 405-0KA01-0AA014程序存儲卡(1M)6ES7 952-1AK00-0AA015前連接器6ES7 492-1AL00-0AA0166DI(32)6ES7 421-1BL01-0AA027DO(32)6ES7 422-1BL00-0AA018AI(8)(14位,隔離、有線性化)6ES7 431-1KF1-0AA019AO(8) (13位,隔離)6ES7 432-1HF00-0AB0110擴展機架(18槽)6ES7 400-1TA00-0AA0

14、111IM460-0(擴展模塊)6ES7 460-0AA01-0AB0112IM461-0(擴展模塊)6ES7 461-0AA01-0AB0113FM450(2-500K)高速計數器6ES7 450-1AP00-0AA0614擴展電纜6ES7 461-0AA01-0AB011516CP443-1高級以太網處理器（4口）6GK7 443-1EX00-0XE0117閉環(huán)控制器FM458-1 DP6DD1 607-0AA1118存儲卡2M6ES7 953-8LL00-0AA0119SB61（FM458和DI/O COM）6DD1 681-0EB32軟件等序號名 稱型 號數量1工控機西門子IPC12W

15、IN2000專業(yè)版SYSTEM13SQL200314WINCC 6.0（8K）全版6AV63811BS060CV015STEP7 5.36ES78104CC070YA516PC適配器17工程師站(便攜)戴爾筆記本189DP 電纜電纜300M10PROFIBUS連接器6ES7 972-0BA41-0XA04入口開卷區(qū)域ET200（4個子站）序號名 稱型 號數量1電源5A6ES7 307-1KA00-0AA052ET200接口模塊6ES7 153-1AA03-0XB043前連接器6ES7 392-1AJ00-0AA0224DI(16)6ES7 321-1BL02-0AA075DO(16)6ES7

16、321-1BH01-0AA066AI(8)6ES7 331-7KF01-0AB027AO(4) 6ES7 332-5HD01-0AB038PROFIBUS連接器6ES7 972-0BA41-0XA049入口卷取區(qū)域ET200（3個子站）序號名 稱型 號數量1電源5A6ES7 307-1KA00-0AA042ET200接口模塊6ES7 153-1AA03-0XB033前連接器6ES7 392-1AJ00-0AA0224DI(16)6ES7 321-1BL02-0AA055DO(16)6ES7 321-1BH01-0AA046AI(8)6ES7 331-7KF01-0AB017AO(4) 6ES7

17、 332-5HD01-0AB028PROFIBUS連接器6ES7 972-0BA41-0XA029軋機區(qū)域ET200（9個子站）序號名 稱型 號數量1電源5A6ES7 307-1KA00-0AA0142ET200接口模塊6ES7 153-1AA03-0XB093前連接器6ES7 392-1AJ00-0AA0374DI(16)6ES7 321-1BL02-0AA0255DO(16)6ES7 321-1BH01-0AA0246AI(8)6ES7 331-7KF01-0AB037AO(4) 6ES7 332-5HD01-0AB0118PROFIBUS連接器6ES7 972-0BA41-0XA059出

18、口區(qū)域ET200（2個子站）序號名 稱型 號數量1電源5A6ES7 307-1KA00-0AA042ET200接口模塊6ES7 153-1AA03-0XB023前連接器6ES7 392-1AJ00-0AA0284DI(16)6ES7 321-1BL02-0AA055DO(16)6ES7 321-1BH01-0AA056AI(8)6ES7 331-7KF01-0AB017AO(4) 6ES7 332-5HD01-0AB038PROFIBUS連接器6ES7 972-0BA41-0XA049液壓、潤滑、乳化區(qū)域ET200（3個子站）序號名 稱型 號數量1電源5A6ES7 307-1KA00-0AA0

19、42ET200接口模塊6ES7 153-1AA03-0XB033前連接器6ES7 392-1AJ00-0AA0154DI(16)6ES7 321-1BL02-0AA095DO(16)6ES7 321-1BH01-0AA056AI(8)6ES7 331-7KF01-0AB027AO(4) 6ES7 332-5HD01-0AB018PROFIBUS連接器6ES7 972-0BA41-0XA0495 操作設備及操作運轉方式5.1主要設備操作運轉方式機組設備的操作運轉方式分為以下3種：(1) 手動方式：主要用于調試、檢修與維護等，設備將完全根據操作人員的操作指令運行；機組所有設備均可手動操作。手動操作

20、主要在機旁操作，部分設備或設備組設有操作臺集中操作。對于機組輔助生產設備，如液壓、潤滑設備等，除可以機旁操作外，亦可在HMI上集中操作和監(jiān)視。(2) 自動方式：機組設備或設備組根據實際狀況和檢測器狀態(tài)自動順序運行。自動方式投入時，設備的起停由檢測器的狀態(tài)與連鎖條件決定。(3) 半自動方式：指設備或設備組中的部分過程“一個周期”的自動運行。通常是在自動方式不能投入（如個別檢測器故障或不具備投入自動方式的條件）的情況下為簡化操作時所有，半自動方式需要由操作員觸發(fā)。 根據本機組的特點，將按照手動優(yōu)先、機旁優(yōu)先的原則設計操作運轉方案。機組主要設備的操作運轉方式參見下表：序號設備動作或過程自動半自動手動

21、HMI備注1入口鋼卷車1.1走行¡¡¡1.2帶鋼寬度、高度對中¡¡¡2開卷機2.1開卷機卷筒轉動¡¡2.2開卷機卷筒脹縮¡¡2.3開卷機卷筒移動¡¡2.4壓緊輥¡¡2.5外支撐¡¡¡3夾送輥矯直機3.1鋼卷開頭機構¡3.2上夾送輥¡¡3.3下夾送輥¡¡3.4矯直輥升降¡¡4入口液壓剪¡5出口液壓剪¡¡¡分卷時自動和顯示

22、6軋機控制¡¡¡7機組速度控制¡¡¡8機組張力控制¡¡¡9卷取前夾送輥¡¡10入、出口卷取機10.1卷取機卷筒轉動¡¡10.2卷取機卷筒脹縮¡¡10.3輔助卸卷機構¡10.4卷取機壓緊輥¡¡10.5外支撐¡¡¡11出口鋼卷車¡¡¡12出口鋼卷稱量¡¡¡13鋼卷打捆¡14機組液壓站¡¡15機組潤滑站&

23、#161;¡16乳化液系統(tǒng)¡¡17通風系統(tǒng)¡¡18換輥裝置¡¡注：本表在與用戶商量后最終確定。5.2操作設備機組配置4機旁操作箱和1個主操作臺（主操作臺采用不銹鋼臺面，機旁操作箱面板采用碳鋼噴漆），11個控制箱，1個主PLC柜。共計17個。6 自動化系統(tǒng)主要功能說明6.1 機組設備控制功能 （1） 機組設備順序控制機組設備的順序控制功能就是機組的各個設備根據帶鋼生產工藝流程和外部連鎖條件自動地順序起動/停止。熱軋酸洗卷通過行車由軋前庫運輸到軋機入口側#1號或#2號鞍座位置。帶卷放下時第一圈處于上開卷位置，帶頭靠近鞍座以便解捆

24、后外圈不致于松卷。開卷機鋼卷小車移入，接受鋼卷，將鋼卷橫移。在橫移過程中自動進行鋼卷寬度和直徑的測量。隨后，開卷機卷筒收縮，對中設備中心線，外支撐軸承打開。在小車橫移過程中，鋼卷和開卷機卷筒自動對中，并將鋼卷裝入卷筒。鋼卷裝入卷筒后，外支撐閉合，卷筒脹大以便把持住帶卷，壓輥壓下到帶卷表面以防止外圈松卷。鋼卷小車降下，開卷機反向點動直至帶頭處于開卷位置。隨后，穿帶導板抬起并伸出到鋼卷帶頭下的開卷位置。通過旋轉開卷機卷筒，帶頭在穿帶導板的引導下停在打開的夾送輥和直頭機下。此時縮回穿帶導板，直頭機壓下到帶鋼頭部，往上彎曲帶鋼頭部。根據帶頭情況，可反向運行帶鋼，使帶鋼頭部平直，利于后續(xù)工序順利穿帶。在

25、開卷機的卷筒和穿帶導板之間安裝有CPC（中間位置控制）裝置，用其控制卷筒和機組中心線對齊，在正常軋制過程防止帶鋼跑偏。經過直頭后的帶鋼，穿過降下的過渡導板，并穿過準備好的入口擋板進入軋機對中導衛(wèi)，隨后穿過打開的軋機，并停止在軋機出口側。聯合點動開卷機、夾送輥，帶鋼繼續(xù)穿過打開的出口擋板，從出口轉向輥上穿過。在帶頭穿過出口轉向輥時，上輥（偏導輥）壓靠在帶鋼表面，帶頭進入出口卷取機的鉗口，并讓帶頭在出口卷取機上纏繞23圈，在纏繞過程對開卷機和出口卷取機之間對帶鋼施加靜張力，以便帶鋼緊緊纏繞在卷筒上。穿帶完畢后，出口穿帶導板縮回。軋機前后的X射線測厚儀開進，出口安全罩關閉，開始軋制。穿帶過程中，如果

26、出現帶鋼偏離設備中心線，可以手動啟用導位裝置，輕輕排擊帶鋼，使帶鋼靠近設備中心線繼續(xù)穿帶。軋制前或穿帶過程中，由操作工在主操作室的HMI中對軋機以及機組的各個設備核定張力、輥縫、導位的開口度等初始設定值。軋機啟動時，自動同步啟動軋機的乳化液系統(tǒng)和空氣吹掃系統(tǒng)。軋機和張力卷取機（第一道次為出口卷取機和開卷機）同步加速到設定的速度，并建立給定的軋制張力，AGC自動投入，帶鋼的厚度逐道減少。帶鋼的板形通過操作正彎和負彎輥、軋輥乳化液噴嘴集管的開啟和AGC油缸的不對稱調整進行手動控制。在換輥后開始軋制前應進行軋機的調零。當第一道次的軋制快結束時，機組降速到甩尾速度。當帶鋼尾部在開卷機卷筒上剩下23圈時

27、，將軋機入口側的夾板降下并夾持住帶鋼，以便在軋機和壓板之間形成張力，同時軋機入口側的夾板和開卷機之間的帶鋼失去張力。帶尾出開卷機后停止在切斷剪后方的過渡導板上切尾。同時，開卷機卷筒收縮，外支承打開，進行下個鋼卷開卷的準備工作。如果上一卷帶鋼尚未軋制完畢，開卷機開卷后的帶頭，經過直頭停止在直頭機的出口。當第一道次軋制完畢時，入口卷取機區(qū)域的相關設備已經準備就緒，其中包括外支承閉合，卷筒鉗口自動定位，穿帶導板準備就緒。然后選擇入口穿帶導板相關按扭或選擇開關，移動經切尾后的帶尾直至入口卷取機的鉗口上，卷筒膨脹夾緊帶尾，轉動卷筒并讓帶鋼在卷筒上纏繞23圈后，建立起靜張力，穿帶導板縮回，入口和出口X射線

28、測厚儀開進。然后選擇軋機運行模式按扭，軋制過程將繼續(xù)，帶鋼經過反復軋制直至目標厚度。其中除了最末道次外，帶頭和帶尾從不離開卷筒。在軋制過程中，帶鋼跟蹤以及卷徑自動記憶功能自動地將軋機停止并以在卷筒上剩下圈數最少（通常為2至3圈）來進行每個道次的反向。通常在入口張力卷取機和出口張力卷取機間一直保持張力直至所有軋制道次全部完成。由于在出口卷取機側卷取方式為下卷取，可以在軋制過程中由操作工肉眼觀察帶鋼下表面質量并進行相應處理。根據軋制規(guī)程，最末道次軋制完畢后，帶尾自動定位，可以在出口側進行卸卷，也可以在入口側進行卸卷。軋制完畢后，安全罩打開，尾輥壓住帶鋼尾部，帶卷小車移到入口卷取機或出口卷取機下，并

29、抬起直至接觸到帶卷。卷筒收縮，外支撐軸承打開，尾輥縮回（需要時可由卸卷器輔助卸卷），帶卷小車移動，將帶卷從卷筒上移走并運送至1#鞍座，并在此進行鋼卷稱重。出口鋼卷小車負責橫移鋼卷，根據需要從第#1號鞍座移動到第#2號鞍座上，并進行打捆。換輥模式下，在操作側進行工作輥、中間輥和支承輥的更換。其中更換工作輥和中間輥由設置在操作側的帶橫移裝置的換輥小車迅速完成，支承輥由液壓缸拉出，舊輥運至磨輥區(qū)域。該機組同時具備分卷功能。分卷時，一般在出口側出小卷。在所有道次軋制完畢，帶鋼達到目標厚度時，根據需要進入分卷模式。此時打開軋機輥縫，啟動入口和出口側卷取機，并對帶鋼進行跟蹤。當卷取側的卷重達到設定的卷重時

30、，停止機組運行，并啟動靠近卷取側的液壓剪剪斷帶鋼。然后依次重復進行卸卷，卷取準備以及分卷動作，直至第二卷分卷完畢。在開卷一側剩下的鋼卷，從相應側卸卷，并進行下一鋼卷穿帶準備工作。（2）機組速度主令控制 機組的速度可從軋制表中獲取，也可由操作人員根據實際情況及經驗進行調整。速度通過轉向輥上裝的編碼器測量。主操作臺上設有：“升速（Speed Up）”、“降速(Speed Down)”、“保持(Hold)”、“快速停止(Quick Stop)”、“緊急停止(Emergency Stop)”等按鍵，其功能參見下圖所示：tVSpeed UpHoldSpeed UpSpeed DownSpeed Down

31、Emergency StopQuick StopNormal StopVmax附圖：機組速度圖升速：使機組速度升高，控制范圍內的設備將以相同的速度和均勻的加速度運行，加速過程中如不干預，速度將升高至允許的最高速度Vmax。降速：使機組速度降低，控制范圍內的設備將以相同的速度和均勻的加速度（）運行，減速過程中如不干預，速度將最終降低至0（停止）；另外，開卷機甩尾控制將是自動運行的，即PLC將計算開卷機卷筒上剩余帶鋼的長度，并自動使機組降速，直到將卷尾送到卷取機為止。此外，在分卷操作時，按照給定的分卷重量，自動計算停止位置，進行分卷。保持：用于人工干預，即機組在升速或降速過程中，操作人員如果按了“

32、保持”按鈕，機組升速或降速的過程將停止，并保持在操作員期望的速度上運行?？焖偻Ｖ梗寒敳僮魅藛T期望機組以較快的速度停止下來時可采用快速停止，在“快速停止”的過程中，機組將盡量保持張力的穩(wěn)定?？焖偻Ｖ沟募铀俣容^正常停止的加速度要大。緊急停止：當出現緊急情況（如有可能發(fā)生重大的人員傷亡或設備損壞）時采用“緊急停止”?！熬o急停止”被觸發(fā)時，控制范圍內的所有設備將以可能的最快速度停車。（3）張力控制 在生產過程中，如果帶鋼張力不穩(wěn)定，將影響帶鋼厚度控制的精度，同時還可能造成斷帶、折疊、跑偏等故障。機組在軋機入口、出口設有測張輥，可以實時檢測帶鋼張力。同時通過對開卷機（或卷取機）電流的檢測來間接計算帶鋼張

33、力，用來監(jiān)視張力計的運行狀況。 PLC根據設定的張力值和機械設備的參數（如傳動比、輥徑、開卷/卷取機鋼卷卷徑等）換算為電動機轉矩值，并將此轉矩設定值下達給全數字晶閘管直流調速裝置，由傳動裝置自動完成電動機轉矩的死循環(huán)控制。 張力投入與切除時（緊急停車時除外），張力的給定并不是階躍給定，而是經過一預先設定的斜坡給定，以確保張力變化時的平穩(wěn)。 為保護電動機，在張力建立30秒內如果機組速度為0，或機組正常停車后，操作張力將自動切換到靜止張力，靜止張力約為正常張力的30；如果靜止時間超過3分鐘，操作張力將降為0。6.2 液壓輥縫控制（1） 軋機機架控制的基本功能包括：u 液壓壓下伺服機構的位置內環(huán)控制

34、器，即APC控制器u 軋機壓下的順序控制u AGC控制，其控制輸出將作為補償或附加給定施加到內環(huán)控制器上。因此，AGC控制器可以被看作是外環(huán)控制器u 軋制力AFC控制u 軋輥傾斜控制u 彎輥控制等（2）液壓輥縫控制（HGC） 為快速地消除帶鋼的厚度偏差，軋機的壓下伺服液壓缸必須保證調節(jié)的快速性和定位的精確性。軋機的傳動側和操作側分別設有一個獨立的壓下缸，分別由一個獨立的死循環(huán)位置控制器進行控制，即通常所說的壓下APC控制器。· 位置給定基準值兩個伺服液壓缸位置控制器的給定（即位置基準值）是各種設定值的合成，包括：u 來自軋制計劃表的設定值u 來自AGC控制器的補償給定u 來自彎輥控制

35、器的偏置u 來自操作員的人工修正等· 位置檢測在兩個伺服液壓缸上分別安裝有一高精度位移傳感器，用于壓上位置的檢測，所檢測到的位移信號作為APC控制器的反饋。在每次換輥后，將進行軋機校正操作，包括位置調零、軋制線標高調整等。· APC控制器APC控制器采用PI調節(jié)器，PI參數將根據伺服閥、液壓系統(tǒng)的特性進行整定，以獲得最好的動、靜態(tài)性能。· 伺服閥的補償控制為獲得良好的動、靜態(tài)性能響應快而超調量小，控制器設有兩個補償環(huán)節(jié)。u 油流量非線性補償，即蝶型曲線補償u 油壓縮補償，補償值與液壓缸行程相關· 輥縫的打開根據操作員或自動順序功能的指令，輥縫可以打開到預

36、設定的位置或快速緊急打開。（3）軋制力控制方式時的HGC· 軋制力方式在以下情況下需要采用軋制力控制：u 穿帶時u 軋機校正（如調零）時· 軋制力控制器壓下缸始終由APC控制器作為內環(huán)控制器。在軋制力方式時，軋制力控制器將作為外環(huán)控制器，設定軋制力和反饋軋制力之差經PID調節(jié)后產生的輸出信號，將作為APC控制器的偏置給定。軋制力在投入或切除時，需要平滑過渡，以防止軋輥的跳動。· 軋制力檢測軋制力通過安裝在軋機上的軋制力儀直接檢測。（4）傾斜控制所謂傾斜控制，是指傳動側和操作側的液壓缸相對于軋制水平線的相反方向的運動，即一側的液壓缸向打開方向運動，另一側的液壓缸則向

37、壓下方向運動。由于本機組沒有設置板型儀，因此傾斜控制的設定將由操作員根據板型情況人工確定；或者利用虛擬程序進行控制。Position setpointPIDS Position controlOffset Fron AGC1+RAMPActual PositionDSPIDS Position controlRAMP2Actual Position OS3+Piston pressureDSRod pressureRod pressuresetpointPiston pressureOSHydr.CylinderDSValve adaptionDSHydr.CylinderOSValve ad

38、aptionOS3×21APC ModeActual Position DS-+Actual Position OSRAMP+Tilt setpoit from ManualRolling Force Mode1Roll force controlRoll forceOS-+Piston Area×Piston pressure OS2Actual Bending ForceRolls weight -+Piston pressure DS×Piston AreaPI+-RAMP+Piston Area×Piston pressure Roll forc

39、e setpoit -+Roll forceDSHGC控制概念圖6.3 AGC控制AGC控制的目的是將軋機出口帶鋼的厚度盡可能地控制在要求的目標值。因此為獲得最好的控制精度，設置了多種控制器和補償環(huán)節(jié)，這些控制器和補償環(huán)節(jié)分別使用由不同測量儀表或傳感器檢測出的過程參數。AGC控制的輸出，始終是作為壓下缸控制器基準值的偏置（或稱作補償值）施加到APC控制器。（1）反饋控制帶鋼在軋機出口的厚度由安裝在軋機出口的測厚儀進行測量。反饋控制器將比較基準值和測量值之間的偏差，并將此偏差根據軋機模數、軋件模數以及厚度方程轉換成位置控制器的偏置信號，對位置控制進行補償。由于軋機出口測厚儀和軋機之間有一定距離，

40、測量信號是滯后的，因此只可能采用調節(jié)速度較低的積分控制器來校正厚度的偏差，也就是說，反饋控制只能校正長期的厚度偏差。（2）前饋控制前饋控制比較由軋機入口測厚儀測量的厚度值和設定的帶鋼厚度值之間的偏差，并對偏差信號從測厚儀到輥縫進行跟蹤。即將偏差信號保存到緩沖區(qū)，并在該偏差信號的測量點到達輥縫時取出并轉換成位置偏置，通過對輥縫大小的調節(jié)實現對帶鋼入口厚度偏差的校正。為將入口帶鋼偏差信號精確地從入口測厚儀位置跟蹤到輥縫位置，需要考慮以下因素：u 測厚儀的響應時間u 帶鋼從測厚儀到輥縫之間的移動時間u 液壓伺服缸的位置調節(jié)時間前饋控制同樣根據軋機模數和軋件模數以及厚度方程將偏差信號轉換成合適的位置偏

41、置。（3）金屬秒流量控制根據軋制過程中金屬秒流量相等的原理，預測軋機出口帶鋼的厚度，并與設定的出口厚度比較，將其差值轉換成合適的輥縫控制器的偏置。（4）彎輥力補償彎輥力的變化將引起輥縫位置和軋制力的變化。因此需要根據軋機的模數，將彎輥力的影響轉換成輥縫控制基準值的偏置。（5）軋輥偏心補償軋輥的偏心將引起帶鋼厚度周期性的變化。軋輥偏心的測量借助于軋機入出口的測厚儀。同樣，軋輥偏心的補償值將轉換成輥縫控制基準值的偏置。（6）恒張力控制AGC控制的輸出將使軋機輥縫位置處于變化之中，輥縫位置的不斷調節(jié)將引起帶鋼張力的波動，因此將對軋機入、出口張力進行補償，以保持張力穩(wěn)定。6.4 工作輥彎輥控制在軋機工

42、作輥和中間輥、中間輥和支承輥之間安裝有彎輥缸，正、負彎輥缸均采用比例伺服閥控制其彎輥力的大小，每個比例閥都帶一個壓力傳感器，以形成正、負彎輥力的死循環(huán)控制。彎輥力控制可改善帶鋼板型以及補償由于軋制力變化而引起的有載輥縫變化。正負彎輥基準值被限制在正、負限幅范圍內以保證在軋制過程中工作輥和支撐輥的充分接觸。限幅值取決于軋制力、軋輥重量、軋輥摩擦系數和加速度。在軋制過程中，在輥縫打開或沒有負載時，彎輥系統(tǒng)保持在平衡方式，并將輸出控制在一個固定的平衡值上。彎輥力的設定由操作員人工設定或根據軋制計劃自動設定。彎輥的基本控制功能框圖如下圖所示。 彎輥控制功能框圖6.5 串輥控制中間輥串輥控制功能主要完成

43、中間輥按要求在允許的范圍內移動到指定位置。在軋制過程中，中間輥不串動。中間輥位置可由操作員預設定，也可由軋制表中獲取。6.6 HMI功能HMI系統(tǒng)通過過程總線網絡與PLC連接，HMI服務器主要完成以下功能。采集、監(jiān)視并協(xié)調資料訪問，在系統(tǒng)中創(chuàng)建一致性的資料進行組態(tài)的協(xié)調HMI客戶機（操作員站）通過網絡讀取HMI服務器上的資料，通過組態(tài)畫面監(jiān)視系統(tǒng)運行狀態(tài)。所有的客戶機均可以訪問儲存在HMI服務器上的過程資料和組態(tài)資料。HMI服務器硬盤采用標準接口，硬盤損壞后，用戶可采用通用硬盤對系統(tǒng)軟件、應用軟件、數據等進行安裝，恢復功能。（1）原始數據輸入和軋制規(guī)程管理原始資料包括帶材鋼種、鋼卷號、寬度和入

44、/出口厚度等。原始資料是2級計算機所必需的信息，依靠原始資料，計算機將完成入料帶卷規(guī)格和特性的定義，并由此給出生產過程所需要的各種設定值。原始數據來源：在任何條件下，操作者都可以對將軋制的鋼卷進行設定修改，或改變軋制模式、軋制方法及對標準控制進行修改。計算機系統(tǒng)將對任何輸入的資料或編輯進行檢查，以防止超過限幅。如果超限，輸入的資料將被拒絕，并且報警通知操作人員以便及時修改所輸入的資料。（2）軋制預設定計算該功能是根據軋機的壓下量、軋制力、主傳動功率和速度極限等條件，計算出軋機的各項設定值以獲得所期望的帶鋼厚度。軋制表決定了預期產品厚度的軋制道次及每個道次的壓下量、入口與出口張力、軋制速度等。這

45、種離線的計算模型除了能夠計算一個新的軋制規(guī)程表外，還能執(zhí)行重新計算，操作者可對模型計算的結果進行調整。但是，這些調整必須符合軋制工藝的約束（軋制力的限制，功率限制，最大壓下量，最大張力值，最小張力值等等）。（3）軋制模型自適應和自學習功能啟用軋制模型的自學習功能可以在線地整定影響帶卷產品質量的參數，該模型具有利用一級測量的過程數據確定那些不能直接測量的模型參數，對相同性能的下一卷鋼提供改進的設定精度，并對軋機及帶鋼特性變化進行模型的修正。從而更為精確地控制品的質量。（4）質量記錄與管理計算機數據庫將保存所有規(guī)格帶材在軋制過程中與帶鋼質量相關的資料（如鋼卷材料、規(guī)格、寬度、每道次的厚度、軋制力和

46、板帶張力等），對較重要的產品資料（如入/出口帶鋼的厚度、厚度精度等）可以曲線形式形象地實時或者歷史顯示，在此基礎上用戶可以對影響質量的各變量進行統(tǒng)計與分析，從而較為精確地控制和改善產品質量。（5）操作員接口計算機將提供友好的操作員接口。主操員可以實時地監(jiān)視整個生產過程和在線監(jiān)測設備的狀況。（6）統(tǒng)計報表功能（7）歷史資料的收集與處理數據庫技術的發(fā)展為資料的保存和處理帶來了極大的方便。本機組的計算機系統(tǒng)建立后臺數據庫用來保存大量的歷史資料，并對這些資料進行相關的處理，從中提取產品相關的和影響產品質量的重要資料，并可把這些重要數據以直觀曲線或圖表進行顯示與打印。7 軋線儀表與檢測器7.1 測厚儀數

47、量：1套，一拖二結構，包括：1個主控制柜，包括微處理計算機系統(tǒng)、電源、輸入/輸出卡、X-射線控制系統(tǒng)、通訊接口。1套監(jiān)視系統(tǒng)、控制軟件2套C-型架、射線源和檢測器各種附件：特殊電纜、電纜插頭等類型：X射線，進口產品主要的性能指針和保證值：精度: 測量厚度的 ± 0.1%或±0.2 m取大值平均響應時間: 在 5 和 200 ms之間可調整使用噪聲:響應時間為10 ms，噪音小于測量厚度的± 0.1%重復性:測量厚度的± 0.05% 漂移:測量厚度的 ± 0.20% 目標厚度的設定分辨率: 1 µm公差范圍:現場配置 ±% 或 ± m。公差設定增量: 0.1% 或1 µm操作溫度范圍: 電控柜 : +35 0C 的 +5 0C C-型架 : 通常軋機環(huán)境7.2 輥縫儀數量：2，軋機