高速线材生产中的活套控制系统
Profibus-DP总线在安钢高速线材自动控制系统的应用
6科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I NFORM TI O N 2008N O .09SC I ENC E &TEC HN OLO GY I NFO RM ATI O N 工程技术Pr of i bus 是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，已成为最重要的现场总线标准。
Pr of i bu s 协议包括P r of i b us -DP 、Pr of i bus -PA 、Pr of i bus-FM S 三个主要部分。
Pr of i bus-D P 为主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于制造业自动化系统中单元级和现场级通信；Pr of i bus-PA 为电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通讯；Pr of i bus -FM S 定义了主站和主站之间的通讯模型，主要用于自动化系统中系统级和车间级的过程数据交换。
Pr of i bus -D P 是按照DP 传输协议标准的一种开放的总线系统，它采用了O SI 模型的物理层、数据链路层。
物理上Pr of i bus-DP 可以是双绞组成的网络系统也可以是光缆组成的网络统或者由双绞线和光缆组成的网络系统。
D P 传输协议允许在PLC 和分布I /O 设备之间进行快速、循环的数据交换。
Pr of i bus -DP 主要包括Pr of i bus 主站、Pr of i bus 从站、Pr of i bus 网络部件、人机界面设备及工程及诊断工具，主站DP 设备把PLC 和分布I /O 设备连接。
并通过Pr of i bus-D P 同分布I /O 设备交换数据和监控Pr of i bus -DP 。
从站DP 设备即分布I /O 设备准备好传感器和执行器的数据，以便通过Pr of i bus -DP 被传送给PLC 。
不锈钢高速线材及大盘卷工程电气及自动化系统
不锈钢高速线材及大盘卷工程电气及自动化系统摘要:不锈钢线材市场前景好，国内市场对不锈钢线材下游深加工产品——五金线和紧固件线材的需求逐年增大，国内生产高品质的不锈钢线材企业很少，产品几乎依赖进口，市场需求潜力较大。
浙江某集团公司抢占先机，经过15个月设计、施工,于2013年顺利竣工投产一条不锈钢高速线材及大盘卷工程。
该生产线年设计能力30万吨,可生产Φ5—Φ38mm不锈钢盘条，主要钢种为不锈钢、优质碳素结构钢、硬线钢、低合金钢、焊条钢、冷镦钢等高端产品，达到世界先进水平。
这是国内率先投产的不锈钢高速线材及大盘卷项目,它的建成为拓宽产品结构、提高市场竞争力提供有力保障。
该工程配备有一座加热能力为90吨/小时的步进梁式加热炉，1H～24V机架选用DANIELI短应力线轧机，平立交替的布置形式。
高线精轧选用DANIELI 顶交45°10机架无扭精轧机组和2+2双模块线材减定径机组和，2台瑞典森达斯的卧式钢带打捆机等主要设备。
全线无扭轧制、控制轧制、控制冷却，设备技术装备达到国际先进水平，产品精度达到国标C级，机械性能好，品质高，具有较强的市场竞争能力。
全线采用ABB电控系统。
全连轧自动化系统和调速传动系统由高性能工业微机、可编程序控制器（PLC）及ABB全数字交、直流传动控制装置构成，辅以全分布式网络。
整个自动化系统由三级控制系统和两层通讯网络构成。
本文现就该工程的电气和自动化系统的配置、功能及特点作一详细分析。
关键词:供电传动速度级联微张力逻辑联锁顺序控制1供电1.1全厂负荷全厂电气设备总装机容量约45000kW，其中交流主传动设备容量25400kW。
全厂总有功计算负荷约28000kW，补偿前功率因数为0.84，补偿后功率因数为0.93。
1.2高压供电全厂正常由两路35kV电源供电。
35kV电源采用电缆进线。
当一路电源故障时，另一路电源可带全部负荷。
高压开关柜选用KYN61-40.5系列中置式开关柜，柜内高压开关采用优质真空断路器ZN-85，断路器断流容量为40.5kA。
高速线材活套调整故障原因及解决方法
高速线材活套调整故障原因及解决方法摘要：目前，大部分生产高速线材的企业引入了无张力轧制技术，通过活套控制方式提高生产效率，在利用轧机开展生产作业时，出于使红钢秒流量得到科学调节的考虑，有关人员往往会选择通过活套调整的方式，对轧机速度加以控制，但是，制约活套调整质效的问题较多，如何使常见故障得到有效解决，成为人们关注的焦点。
关键词：活套调整；高速线材；故障解决策略引言活套是一种安装在高速线材轧机组中的叠层和预层压相邻机架之间的装置，用于调节金属流量平衡，确保连续层压过程中钢料间的张力稳定，消除机架之间的张力波动，五代摩根高速线材生产线，为了保持机架间每秒金属流量相等，需要在机架间采用微张力轧制技术，采用无张力轧制技术在预精轧制和中厚板轧制之间保证材料外观质量很重要。
1活套系统介绍1.1系统构成活套装置被视为检测、调节无张力轧机的核心设备，目前，在相关领域得到广泛运用的活套装备，主要由以下构件组成：气动控制设备、起套辊及检测仪。
研究表明，该装置被赋予的价值如下：若机架所对应含钢转矩、电流与设定值持平，通过启动活套装置的方式，经由气缸为活套辊提供推动力，确保红钢位置出现明显更改，弧形随之形成。
随后，由检测仪负责对红钢位置进行检测，将检测所得数据转变成模拟信号输入到PLC，待PLC对所输入信号进行判读后，方可经由调整电机转速的方式，优化弧形表现出的稳定性，真正做到流量平衡，至此，对轧机运行进行自动控制的操作告一段落。
上述环节中，最应当引起重视的构件为起套辊，负责推动起套辊的构件为气缸，轧线红钢的作用是调整起套辊高度，确保其效能得到充分发挥。
经过多次调整的起套辊，所依托动力元件为活套轮，电磁阀的存在使气缸远程控制成为可能，另外，从某个角度来说，升降起套辊的时间，往往会给轧件质量带来直接影响，这点应尤为重视。
1.2活套装置的升降控制起套辊的升降按照PLC逻辑条件进行控制。
在活套装置主控选用的情况下，在其前后轧机均含钢（转矩电流达到要求值）时，PLC输出控制七点电磁阀动作，气缸升起，起套辊动作。
高速线材主控台控制操作技术
第一章主控台操作分工与操作技术素质要求主控台是控制全轧线生产的中心操作室，是全厂的中央信息处理站，在高速线材轧机的连轧控制中，主控台对轧制的正常顺利进行起着关键作用。
一、主控台所管辖的区域设备主控台所管辖的区域设备有：(1)加热炉出口处夹送辊、粗轧机组、中轧机组、预精轧机组、精轧机组以及夹送辊、吐丝机。
(2)粗轧机组1#机架前卡断剪、粗轧机组8#机架后的曲柄剪、预精轧机组前的回转飞剪、事故卡断剪、精轧机组前的回转飞剪、事故碎断剪及事故卡断剪。
(3)轧线上所有活套控制器。
(4)出炉辊道、分钢辊道(5)预水冷段，水冷段二、主控台的职能与控制对象主控台的职能与控制对象有：(1)设定、调用、修改轧制程序。
(2)控制上述所有轧制区设备的动作及运行。
(3)监控轧制区的轧制过程，实现轧制工艺参数和程序控制最优化。
(4)控制轧机各机组的轧辊冷却水开与闭。
(5)组织、协调轧制生产工艺，保证生产的正常进行。
(6)担负轧制生产线的日常生产信息传递，进行轧制区物料跟踪方面的操作。
(7)有关生产数据报表的记录与汇总。
(8)监视全生产线的机械、电气、能源介质供应系统的设备运行状况与故障显示。
三、主控台与生产调度室及各操作台(点)的分工和关系1、主控台与生产调度室的关系主控台主要负责生产线上轧制生产的组织与协调，即偏重于轧钢生产人员本身的内部指挥；生产调度室主要负责轧制生产的总体指挥与协调，它的任务有：与水、电、风、气等外部能源介质供应单位的联系，对高速线材厂(车间)各专业(轧钢、电气、机修)的指挥与协调，即偏重于轧钢外部的联系。
2、主控台与各操作台(点)的关系根据高速线材生产工艺流程特点，轧制生产线上配置有6 个操作台：入炉加热出钢操作台(负责原料区原料的入炉与计量、加热炉加热工艺操作和出钢操作)；主控台(负责轧制区的轧制生产工艺操作和轧钢生产协调)；集卷操作台(负责散卷采集操作)；打包操作台(负责将散卷打包操作)；称重标牌操作台(负责成品盘卷的称量，标牌打印操作)；卸卷操作台(负责卸卷操作)。
线材轧制中的活套控制
维普资讯
冶 金 动 力
ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＢＬＦＯｗ 既
ＺＯＯ１年 第 ４期 总 第 ８ ６期
套的设定 值 ，另一 方面放 慢活套 调节时 间 ，减小 对 下游机 架 的波动影 响 。
５ 套量 对 精 轧机 和 夹 送 辊 、吐 丝 机之 间 张 力 的影 响
具体做 法时 ：实测 吐丝机 的加 、减速 时 的速 度 变 化牢 ，如图 ４示 。
图 ３中，由于活套调节器输 出模拟量极性不
同 ，输入端二极管的作用，使积分斜率上升 、下降各 有不 同 ，以满 足加 减速 时的要求 。当套量过 大时 ，活 套调 节器 的输 出为 正 ，精 轧机应 加速 ，积分 时问常 数 ＴＪ＝ ·ｃ＝２８７Ｋ ·ｌｏｐ．＝２．８７ ｓ。
速度 。 在进行收尾控制时，活套 由下游调节改为上游
调节 ，使得精轧机速度在收尾时不受活套控制的影 响 ，以保证 精轧 机和 夹送辊 间 的微 张力 稳定 。其逻 辑控制是 ：当轧件的尾部出 １０饥 架时 ，１１ 机架前 的光电管发出 “收尾控制信号”，记忆精轧前的套 量，使精轧机的速度不受活套变化的影响 ，并将下 游调 节改 为上游 调节 。
４ 套量 自动控制 系统
高速线材活套调整故障原因及解决方法分析赵新春
高速线材活套调整故障原因及解决方法分析赵新春发布时间：2021-08-09T06:44:01.109Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第8期作者：赵新春[导读] 并结合现场实际情况提出解决方案，以期提高高速线材生产效率和质量，推动类似的线材厂稳步发展。
中天钢铁集团有限公司江苏常州 213000摘要：本文以A公司高速线材生产线作为研究实例，对其活套调整原因进行分析，并结合现场实际情况提出解决方案，以期提高高速线材生产效率和质量，推动类似的线材厂稳步发展。
关键词：高速线材；活套控制；故障原因；解决方法 Abstract：This paper takes the high-speed wire rod production line of Company A as a research example, analyzes the reasons for its looper adjustment, and proposes solutions based on the actual situation on the spot, in order to improve the production efficiency and quality of high-speed wire rods, and promote the steady development of similar wire rod factories.Keywords：high-speed wire; looper control; cause of failure; solution 高速线材，顾名思义，就是高速轧制生产的盘圆或螺纹钢线材。
与普通线材相比，高速线材的生产速率更高，盘重更大，包装较为紧凑。
现阶段，我国常用到的高速线材品种有弹簧钢、冷镦钢、焊条钢、优碳钢、轴承钢、不锈钢、碳结钢、低合金钢、高速工具钢等[1]。
高速线材与普通线材具有相同的质量标准，但由于生产线的差异，导致了包装外观的不同，高速线材的接头只有一个，线材从头到尾是完整的，没有断开的情况；而一捆普通线材中就可能有多个接头，也可以认为其是高速线材生产过程中余下材料制作而成[2]。
浅谈高速线材厂活套原理及其故障
浅谈高速线材厂活套原理及其故障作者：雷仲荣容臻秦来源：《科学与财富》2011年第11期[摘要] 活套是高速线材轧机有效的控制手段之一。
本文介绍了活套控制的原理和过程，分析了活套故障的发生和活套系统的维护。
[关键词] 活套控制原理故障分析活套维护现代高速线材轧机系统，大都采用微张力或自动活套控制来改善产品的尺寸精度，而在中轧、精轧区，由于轧件的截面积较小，故基本上只采用活套控制来保证轧件的横坯尺寸，提高轧制精度。
韶钢高速线材轧机线设计有6个立活套和一个水平活套。
这几个活套实现了中轧和预精轧的无张力控制，主要作用是减缓由于连轧拉钢带来的线材尺寸变化，以提高尺寸精度。
动作。
整个过程可以简单概括为：由主控台操作控制，当轧件进入活套时，金属探测器就发出了信号，启动汽缸，活套抬起，轧制结束后，起套器返回，完成活套的整个过程。
通过设定活套的高度，可级联调节前后轧机的速度，并调节轧件的堆拉关系。
1.活套工作基本原理活套由用汽缸推动的推套辊、转向辊、活套扫描器和活套台组成,如图1。
推套辊由一个装在摇臂上的辊子和气动装置组成，处在缩回位置时，辊子完全退出轧制线，轧件可径直地通过活套台进入下一架轧机，当接到推套指令(即满足起套条件)时，推套辊移向伸出位置，把轧件朝外推起，同时通过活套扫描器扫描检测，并将检测结果动态反馈给PID模块调节器，以预先设定套高为基准动态调节各机架速度，从而形成活套。
(1)轧件进入下游机架前，下游机架的速度要稍稍降低，以便快速、准确、安全的起套；(2)起套时，仅调节下游机架速度，以防止对活套前方机架产生干扰；(3)活套的高度由光电扫描器检测，其结果变换成数字信号送控制系统中；(4)正常的活套控制按设定的级联方向(逆流)进行速度调节；(5)为了准确地进行控制，由专用的控制程序进行精确轧件位置跟踪；(6)收套时要先降低活套高度，以防止由于突然落套可能引起“甩尾”。
扫描器的检测角是固定的，其扫描范围用与活套台的距离来调节。
安钢高线自动化系统与控制功能
安钢高线自动化系统与控制功能郝全田韩志民(河南省安阳钢铁集团公司，河南安阳455004)摘要介绍了安阳钢铁公司高速线材厂自动化系统配置及主要控制功能。
关键词：通信网络；控制功能；控制系统产品与应用A nya ng I r on and St ee l C om pany H i gh Speed W i r e F a ct or y A ut om at edSys t em and C ont r ol Funct i onH ao Q uant i an H an Z hi m i n(A nya ng I r o n&St e el G r oud C o．，Lt d，A nya ng，H enan455004)A bs t r act I nt r oduced t he A nyang i r on and st eel c om pa ny hi gh s peed w i r e f ac t ory aut om at eds yst em di spos i t i on and t he pr i m ar y cont rol f unct i on．K ey w or ds：com m uni ca t i on net w or k：cont rol f unc t i on：c ont r ol s ys t em1引言Ⅵj c】吣RC or、m的L6SE70系列矢量控制变频调速系统。
安钢高线的轧线自动化系统和调速传动系统足以高惟能[业微机，可编程序控制器(PL C)及全数字交直流传动控制系统为核心，构成的全分布式网络。
整个自动化系统由三级摔制系统和三层通信网络构成。
三级控制系统由人机接U(H M I)、基础自动化系统和渊速传动系统构成，分别完成／f i同的功能；三层通信网络由T业以太网、M PI蚓和PRO FI B U S叫构成，整个自动化系统配置如图l所示。
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高速线材生产中的活套控制系统
摘要：本文介绍了高速线材生产中活套控制系统的组成、活套量的计算模型、活套的控制运算和实际数字PID控制参数的配置方法；同时也介绍了活套扫描器的工作原理、安装要求、以及活套扫描器对活套调节精度和稳定性的影响；阐述了活套控制系统在高速线材生产中的重要性。
关键词：活套；套量计算；活套控制；数字PID
引言
在高速线材生产中为保证轧出优质线材，其主要因素之一就是要保证预精轧各机架之间、预精轧和中轧机间以及预精轧和精轧机间实现无张力轧制。
由于轧制速度快以及其它方面原因的影响，要完全靠两机架本身的调速控制系统来保证无张力轧制而又不堆钢是难以实现的。
因此，在这些机架之间各设一活套控制环节，各活套控制环节通过级联关系构成一活套控制系统，保证轧件在这些机架间在有一定的套量下进行轧制，以实现无张力轧制的要求。
活套的型式根据工艺布置有二种。
一种是水平活套，即活套构成的平面与水平面平行，它的套的形成是靠调节相应机架的速度自由形成或靠推套辊帮助起套，它对套量的存贮相对要大些，另一种是立活套，即活套构成的平面与水平面垂直，立活套由推套辊帮助起套并靠推套辊支撑。
一般预精轧机和中轧机之间以及预精轧机和精轧机之间采用水平活套，预精轧各机架之间采用立活套。
本文是以某高速线材厂为例对活套控制系统加以阐述，整个活套控制系统由五个活套组成，三个立活套和两个水平活套，采用逆调的方式。
1.3.实际套量检测部分即活套扫描器。
活套调节部分主要是由PID调节器构成，其作用是对实际套量进行调节。
活套的逻辑控制部分是用于处理活套调节的逻辑联锁关系和顺序控制。
活套扫描器是套量的检测元件，它的灵敏度和精度直接影响着活套控制能否正常工作。
活套控制系统是由全线中各活套控制环节所组成，它们之间的顺序控制关系由逻辑控制部分来完成。
2.活套量的计算模型
活套量一般定义为物料活套的弧长减去此弧对应的弦长。
虽然人机接口设定的活套控制参数为活套的高度，但在活套控制系统中常把它转换成套量来进行控制。
下面我们来分析套量与活套高度存在什么关系。
首先我们假定活套形状为一弓形圆弧，在控制过程中弓形圆弧的弦长为常数，弓形圆弧的弦高将随设定高度而变化，因此形成的曲率半径是一个变量。
3.
实际套量检测部分
实际套量检测一般都采用活套扫描器，活套扫描器直接检测的是实际套高，需要采用上面的数学模型转换成实际套量。
活套扫描器任务就是将套高值转换成模拟量的电信号。
活套扫描器的精度直接影响活套控制系统的精度和稳定性，为了保证精度因此选用国外进口设备。
活套扫描器选用的是意大利达涅利公司生产的ID6500/W，
ID6500/W活套扫描器的工作原理：ID6500/W活套扫描器内部主要由光学组、CCD传感器板、逻辑板、电源板组成。
光学组包括35mm/f4的成像透镜、RG830红外线滤波器和密封保护玻璃。
CCD传感器板由2048像素CCD阵列成像传感器、阻抗适配器、放大器、采样电路及信号转换电路组成，它适合的红外光谱范围为850～1000mm。
热钢通过光学透镜在2048像素CCD阵列成像传感器上成象，通过信号转换电路转换成标准的电压或电流信号，热钢高度变化活套扫描器的输出信号随着线性变化，从而通过输出信号的变化反映热钢高度的变化。
检测的高度范围与安装的距离有关，高度用H表示，距离用S表示，则存在如下关系：
根据要求的扫描范围，通过上式计可算出实际的安装距离。
4.活套控制运算
在实际活套控制中要求无静差调节，活套调节器一般采用PID控制，并希望套量的超调量尽可能小。
由于由PLC完成活套控制和调节，所以调节器采用数字PID控制算法。
数字PID控制算法是以连续系统的PID控制规律为基础的，然后再将其数字化，写成差分方程。
5.结论
活套控制系统在高速线材生产中起着相当重要的作用，要保证产品质量，一定要有稳定的活套控制系统。
本文介绍的活套控制系统已经成功地在实际生产中应用，现场实际的运行情况表明，运行稳定，可靠性和调节精度高，用户十分满意，值得推广和应用。
参考文献：
[1]乔德庸、李曼云.高速轧机线材生产[M].北京：冶金工业出版社，1995.
[2]韩静涛.钢铁生产短流程新技术[M].北京：冶金工业出版社，2000.。