軋機過程控制

1、2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制冷連軋過程控制2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋自動化冷連軋自動化1 冷連軋控制系統(tǒng)特點2 冷連軋的三級控制系統(tǒng)介紹3 冷軋機的過程控制2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流1 冷連軋控制系統(tǒng)特點冷連軋控制系統(tǒng)特點 冷連軋帶鋼生產(chǎn)包括：酸洗、冷軋、脫脂、退火、平整、精整、鍍涂層等多個生產(chǎn)工序，它是冶金、機械、材料、化學(xué)、控制、計算機等多學(xué)科技術(shù)的綜合，是軋鋼領(lǐng)域生產(chǎn)效率最高、自動化控制最完善的生產(chǎn)

2、部門，代表了軋鋼技術(shù)的最高水平。 高響應(yīng)、多變量、非線性、強耦合高響應(yīng)、多變量、非線性、強耦合2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流1 冷連軋控制系統(tǒng)特點冷連軋控制系統(tǒng)特點 厚控相關(guān)新技術(shù)：多AGC系統(tǒng)，F(xiàn)GC系統(tǒng) 板形控制新技術(shù)：CVC, PC, HC, UC.新軋機 計算機控制技術(shù)：3 級計算機控制系統(tǒng) 其它：檢測儀表，邊部減薄控制，新型卷取機2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級控制系統(tǒng)冷連軋三級控制系統(tǒng)冷連軋機組三級計算機控制系統(tǒng)：一級：直接數(shù)字控制級（DDC）二級：過程控制級（S

3、CC）三級：生產(chǎn)控制級（PCC）網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)以太網(wǎng)和環(huán)網(wǎng)組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸速度為100Mbps/1Gbps，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三級計算機聯(lián)為一體。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級控制系統(tǒng)冷連軋三級控制系統(tǒng)2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級控制系統(tǒng)冷連軋三級控制系統(tǒng)一級計算機：一級計算機：直接數(shù)字控制級(DDC) AGCAGC、AFCAFC、ATCATC、APCAPC、FGCFGC二級計算機：二級計算機：過程控制級(SCC) 一般由服務(wù)器(在線，熱備用)、工作站、若干臺P

4、C組成，采用以太網(wǎng)聯(lián)接。二級機與一級機通過光纖通訊。二級計算機主要功能包括：工藝參數(shù)設(shè)定計算、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、帶鋼跟蹤、數(shù)據(jù)采集與交換、HMI監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集與分析。三級計算機：三級計算機：生產(chǎn)控制級(PCC) 由若干臺PC機組成，通過以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳送，完成生產(chǎn)計劃編制、合同安排、初始帶鋼數(shù)據(jù)處理、向二級計算機提供設(shè)定計算參數(shù)、軋輥數(shù)據(jù)處理以及產(chǎn)品質(zhì)量管理。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級控制系統(tǒng)冷連軋三級控制系統(tǒng) Level-3 生產(chǎn)控制級生產(chǎn)控制級 Level-2 過程控制級過程控制級PC 2LBPOPSPDI 數(shù)據(jù)傳輸軋

5、輥數(shù)據(jù)傳輸軋機實測數(shù)據(jù)軋機設(shè)定數(shù)據(jù)操作工干預(yù)操作工干預(yù) Level-1 設(shè)備控制級設(shè)備控制級 AGC AFC FGC APC 工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng) TCM 設(shè)定模型設(shè)定模型 軋制規(guī)程計算軋制規(guī)程計算 設(shè)定計算設(shè)定計算 模型學(xué)習(xí)計算模型學(xué)習(xí)計算 模型數(shù)據(jù)存儲模型數(shù)據(jù)存儲 OPS 數(shù)據(jù)輸出 工程文件輸出實測數(shù)據(jù)獲得PC 1 軋機預(yù)設(shè)定2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制Level 2（1）生產(chǎn)管理（2）生產(chǎn)跟蹤（3數(shù)據(jù)通訊（4）數(shù)學(xué)模型（5）數(shù)據(jù)存儲與分析（6）操作畫面2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流

6、冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制帶鋼跟蹤冷連軋過程控制帶鋼跟蹤跟蹤系統(tǒng)大體分兩種，一種是鋼卷跟蹤，它是以一個物理鋼卷為對象進行跟蹤。另一種是生產(chǎn)過程跟蹤，它是以帶鋼在生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀態(tài)為對象進行跟蹤。生產(chǎn)過程跟蹤由一級計算機微跟蹤和二級計算機宏跟蹤組成。二級計算機基于一級計算機發(fā)送的事件信號進行宏跟蹤，控制軋機的生產(chǎn)狀態(tài)，并在相應(yīng)時刻觸發(fā)其它控制功能，如自動設(shè)定和數(shù)據(jù)采集、通訊與交換等功能。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制數(shù)據(jù)采集冷連軋過程控制數(shù)據(jù)采集一級計算機在冷連軋過程中對實際數(shù)據(jù)進行采樣，對生產(chǎn)設(shè)備

7、的實際數(shù)據(jù)進行收集和存儲。這些數(shù)據(jù)包括：（1）軋制結(jié)果數(shù)據(jù)；如軋制速度、軋制力、輥縫、張力等。（2）生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)；如鋼卷長度、直徑、重量、生產(chǎn)日期等。（3）設(shè)備消耗信息；如乳化液和軋輥的相關(guān)信息。（4）質(zhì)量控制信息；帶鋼厚度、帶鋼板形等。數(shù)據(jù)收集有兩種方式：周期性采樣和根據(jù)事件收集數(shù)據(jù)。周期性采樣可按軋制帶鋼的一定長度或一定時間間隔進行。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制HMI2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制HMI2010-5-

8、5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制HMI2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）軋制規(guī)程計算設(shè)定計算自適應(yīng)學(xué)習(xí) 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷軋變形區(qū)構(gòu)成冷軋變形區(qū)構(gòu)成 kout 出口變形抗力 Feout 彈性恢復(fù)區(qū)軋制力 Fp塑性區(qū)軋制力 Fein : 彈性壓縮區(qū)軋制力 kin 入口變形抗力hin入口厚度tin入口張

9、力hPin 塑性入口厚度hPout 塑性出口厚度hout出口厚度tout出口張力塑性區(qū)彈性恢復(fù)區(qū)彈性壓縮區(qū) km : 平均變形抗力2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）變形抗力模型前滑模型軋制力模型軋制力矩模型功率模型輥縫模型軋機模量等等等等2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）將負荷函數(shù)統(tǒng)一設(shè)為：將負荷函數(shù)統(tǒng)一設(shè)為：根據(jù)負荷成比例原則：根據(jù)負荷成比例原則： 建立負荷分配非線性建立負荷分配非線

10、性方程組方程組：),(1iiihhfpnnpppp:.:.:3213210),(21122101pphhhf.0),(32233212pphhhf0),(11121nnnnnnnnpphhhf2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）迭代收斂計算壓下規(guī)程功率平衡模式 軋制力平衡模式從#1std.到#5std.進行迭代計算壓下率平衡模式 壓下率和功率平衡模式壓下率和軋制力平衡模式從#2std.到#4std.進行迭代計算壓下率和壓下率平衡模式 毛輥軋制模式從#1std.到#4std. (功率)以及#5

11、std. (軋制力)進行迭代計算迭代計算開始機架間帶鋼厚度厚度修正值目標(biāo)負荷分配比更新迭代計算錯誤修正功能開關(guān) ON 收斂檢查 OK每一機架壓下率每一機架軋制力每一機架電機功率機架間帶鋼厚度收斂結(jié)果機架間帶鋼厚度最終結(jié)果機架間帶鋼厚度模型計算Newton-Raphson 法迭代計算壓下規(guī)程修正功能2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）迭代計算壓下規(guī)程迭代計算壓下規(guī)程1234目標(biāo)厚度張力極限電機功率極限軋制力矩極限軋制速度極限壓下率極限軋制力極限迭代計算2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋

12、技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）設(shè)定計算（1）軋輥輥縫（2）穿帶速度（3）最大穩(wěn)態(tài)速度（4）彎輥力（5）前后單位張力（6）各道次軋制厚度（7）前、后滑值（8）軋制力值（9）帶鋼寬度（10）軋輥橫移位置（11）AGC控制參數(shù)（軋機模數(shù)、帶鋼模數(shù)、控制增益等）（12）AFC控制參數(shù)（目標(biāo)控制板形、板形影響系數(shù)，控制增益等）（13）FGC控制參數(shù)（14）其它參數(shù)2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）張力設(shè)定 帶鋼前后單位張力值根據(jù)帶鋼

13、的鋼種、厚度和道次在層別表內(nèi)查找。總張力由單位張力與各道次帶鋼面積之積確定。2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）速度設(shè)定（1）穿帶速度由設(shè)備常數(shù)確定。（2）穩(wěn)態(tài)軋制速度初值由設(shè)備最大軋制速度確定，并在模型計算過程中對電機功率和軋制轉(zhuǎn)數(shù)進行極限檢查，超限則對最大軋制速度進行修正。（3）帶鋼出口速度確定后，根據(jù)前滑模型計算值，得到軋輥速度。2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流32145S1BS2BS3BS4BS5BS1AS2AS3AS4AS5AS1

14、T1S1AS2T2S2AS3T3S3AS4T4S4AS5AVR4BVR1BVR2BVR3BVR5BVR1AVR2AVR3AVR4AVR5AVR1T1VR1T2VR1T3VR1T4VR2T2VR2T3VR2T4VR3T3VR3T4VR4T4T1BT2BT3BT4BT5BT0Bh0BT1A T2AT3AT4AT5AT0A輥縫軋輥速度總張力厚度h1Bh2Bh3Bh4Bh5Bh1Ah2Ah3Ah4Ah5Ah0AFGC (Flying Gauge Change)特點： 不停機改變產(chǎn)品規(guī)格改變軋件厚度改變軋件寬度需要調(diào)整的參數(shù)：各架輥縫各架速度3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）201

15、0-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）模型自適應(yīng)學(xué)習(xí)的目的模型自適應(yīng)學(xué)習(xí)的目的數(shù)學(xué)模型是一組描述生產(chǎn)工藝操作與控制規(guī)律的方程。冷連軋的數(shù)學(xué)模型是軋制理論、控制理論與實踐經(jīng)驗的產(chǎn)物，是近似的理論模型，需要不斷的修正提高精度。數(shù)學(xué)模型學(xué)習(xí)的策略和任務(wù)就是通過比較計算機系統(tǒng)收集的實際數(shù)據(jù)與模型設(shè)定計算值之間的差異，反映出理論與實際的差別，以不斷修正數(shù)學(xué)模型方程系數(shù)的方法，使數(shù)學(xué)模型逐步求精，逼近當(dāng)前生產(chǎn)軋制的實際，從而使冷連軋機的過程控制系統(tǒng)獲得更高的設(shè)定精度。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）自動自動高速實測值收集更新學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)低速實測值收集高速自適應(yīng)學(xué)習(xí)低速自適應(yīng)學(xué)習(xí)速度自動自動當(dāng)前卷時間Level-2Level-1下一卷設(shè)定計算2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）模型分析工具模型分析工具原始數(shù)據(jù)存儲在線數(shù)據(jù) PC原始數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理