高速线材生产中的活套控制系统

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Profibus-DP总线在安钢高速线材自动控制系统的应用

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

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

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

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

线材轧制中的活套控制
为常数 ,口为电机的实际速度)。即当积分器 N1输 出电压 ,达到 比较 器 输 出 的比较 电压 ,即钢 的头部进人 12 机架时 ,这时比较器 N 翻转 ,计时 器发出头部进入 l2 机架的信号给 PLC,PLC发出 起套杆动作信号 ,延时 100Ⅱ1s左右 释放 11 、12 机架之间的活套调节器及控制信号 。延时 100 rns 左 右 主要是 考 虑 到 电磁 阀 的死 区 时间 。如 果 没有 时间延时,会造成活套调节器已释放 ,但套杆还没
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

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

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

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。

活套在线材生产的控制及实践

活套在线材生产的控制及实践
地提 升 了线材 的质量 和产 量。
关键 词 : 活套 ; 张力 ;秒流量 ; L ; I ; 微 P C PD 线材 生产 ; 活套调 节 器 中图分类 号 : TG3 5 3 文献标 识码 : A 文章 编号 :10 — 3 4( 0 1 3 — 0 1 0 09 27 2 1 )4 0 8— 2
达到了控制活套的 目的。
2 i { O 中阖 新 术 0 2 高 拔 8 1
图 2
在 预精轧 区域共 有6 架轧机 ( 代表 平式轧机 ,V H
代表立式轧机 ),在 轧线共 设置 了七个活套装置 :其 中3和 7 活套是两个立活套 ( 1# 1 间, 1 和l # # 在V 4 和H 5 V 8 9
的开发 ,宣龙高线增加 了高强度 、高硬度 的品种钢 的
轧制 ,及其设备更新换代,要求在 连续轧制过程 中, 通过精准 的套量调整 ,达到高效快捷 的控制效果 ,实 现轧机 的稳定高效运 行,减 少堆钢事 故,及保障产 品
的质 量 。
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‘、l} T l
( 活 套调 节 器 的控制 二) 活套调节器通过检测到 的活套高度进行控制使其
其 中H 为活套的套量偏差 ;A 为活套扫描器的安装
距离; a为活套检测角度 ;D 为活套的跨距;L 为活套
的套 量
保 持在设 定值 , 以实现机架 速度 秒流 量平衡 ,从而 使轧件在轧制过程 中形成 自由的弧形 ,保持轧制 过程 为无张力状态。 由于活套调节和计算需要 占用大量的 CU P 运行 时间以及整个线材工作在高速轧制状态, 因此
成 ,结构如 ( )所示 。主要完成根 据检测的套位 图1
信号来控制上游轧机 的速 度,实现 自动控制的功能 。

高速线材减定径机组的特点及应用探析

高速线材减定径机组的特点及应用探析

高速线材减定径机组的特点及应用探析摘要:随着技术变革升级,高速线材的生产呈现出许多新特点,包括高度轧制、冷却控制、快速更换等。

国内许多公司已经研发出具有完全自主知识产权的减径机和定径机。

借助对高速线材减定径机组的特点、应用现状等的考察,提出具体应用要点,以期为我国高速线材生产提供些许参考。

关键词:高速线材;减定径机组;特点分析;应用研究1减定径机组设备的特征减径机分为普通型和改进型,普通型减径机的动力系统多为交流电机,使用齿轮箱相互连接,为不同的轧制工艺提供相适应的齿轮比。

通常而言,减定径机的变速箱主要使用双层结构的组合式齿轮箱,通过四轴输出至辊箱之中。

总体来说,这样的结构较为复杂,并且工作的转速也非常高。

考察高速线材轧机采用的减定径机的工艺特点以及控制措施,可以根据技术发展要求,进一步完善高速线材减定径机,提高其工作效率,实现减定径工作提质增效。

摩根型的RSM减定径机有4个机架的顶交型配置,每个轧机单元的布置一般采取夹角式布局,即每一对辊环的轴线和水平面之间的夹角一般保持在45°,相互邻近的两对辊环的角度为90°。

如此一来,轧机无需重复扭转。

根据成品的尺寸、工艺要求、钢的类型,减径机的辊箱总成配置可以采取2机架的悬臂辊箱单元,尺寸大小为250毫米、230毫米或160毫米;定径机则采取2机架的辊箱单元,尺寸为150毫米左右即可。

同时,还包括相应组件,如面板、外部齿轮箱、保护罩、震动检测分析设备等。

2精轧机、吐丝机间的减定径机的工艺优势2.1适合当前的轧制技术目前我国国内比较成熟的轧制技术是连续轧制,该技术的主要特点就是速度快,质量高,近年来使用得十分广泛。

连轧技术的关键是连轧孔型,所以对连轧技术的研究离不开孔型设计。

减定径机组可以实现单一孔型向多元自由孔型的转变,自由孔型也即同一个孔型轧制系统能够通过对辊缝的调整从而实现较大范围内生产任意规格的具有较高精度的产品,这简化了轧制工艺,并且通过减少换辊时间实现轧机效率的提升,进而大幅提高了高速线材生产的灵活性和适应性。

活套在高速线材生产中的应用

活套在高速线材生产中的应用

活套在高速线材生产中的应用摘要本文主要介绍了高速线材生产过程中活套的工作原理,控制思想以及活套的调试和故障处理。

1前言保证连轧制过程正常进行的条件是各机架在单位时间内的“秒流量”完全相等。

但在轧制过程中,由于坯料尺寸的波动,轧件温度的波动,轧辊孔型的磨损因素存在,以及计算和调整的误差等,从理论上确定的轧辊转速往往不能实现各架轧机金属秒流量相等,而会出现堆钢或拉钢现象。

为避免轧制过程中的堆、拉钢,就必须对各机架的轧辊转速进行动态调节,使轧制过程尽可能良好地实现金属秒流量相等。

轧辊转速的动态调节方式有微张力控制和活套控制2种。

高速线材厂1~11#机架采用微张力轧制,11#~精轧机采用活套控制,其中11#与12#、12#与13#、14#与15#、15#与16#/16#与17#之间采用立活套,13#与14#、17#与精轧机之间采用水平活套。

2活套的作用于组成通过自动控制系统调节相邻机架的速度,使机架之间产生“多余”轧件,这些“多余”轧件在起套装置辅助支撑下形成并动态保持弧形的套装物,这个套状物就称为活套。

活套可以实现无张力轧制。

所谓无张力轧制,即是在轧制过程中,机架间轧件不存在堆拉关系。

这是通过改变活套存储量来实现的,当相邻两机架间轧件受拉时,套量减小,可起缓冲作用,防止机架间产生张力,免使轧件断面拉缩,影像轧件尺寸的精度,另一方面可以吸收过量的轧件,防止堆钢事故发生。

但活套的套量调节范围是有限的,当相邻机架速度匹配过分不合理或其他原因而引起套量偏差太大。

自动控制系统将来不及或无法调节。

活套按形状可分为水平活套和立活套,水平活套主要用于机架间跨度较大的场合。

活套包括活套台、导槽、四个支撑辊、起套辊及活套扫描仪几部分。

其中支撑辊、起套辊起着轧件的导向和支撑作用。

结构简图1所示3活套控制原理活套控制是通过改变与活套有关的机架速度来实现的。

活套等于活套入口处轧件速度与出口轧件速度之差的积分,当入口速度大于出口速度时,套量就增加,反映在套高逐渐升高,反之套量就逐渐减少,套高降低,相等时套量、套高不变。

高速线材活套的应用与故障分析

高速线材活套的应用与故障分析
莱钢 科技
第 5期 ( 总第 1 6 7期 )
高速 线材 活 套 的应 用 与故 障分 析
左 建 强
( 山钢集 团莱芜钢铁 新疆 有限公 司)
摘 要 :介绍新疆公 司高速线材活套的构造、布置、原理、控制、操作 ,对生产中出现的活 套 故 障进 行 分析 ,通过 活套的合 理使 用 ,提 高 了产品 的尺 寸精 度 和通条 尺寸 波动 。
扫 描孔
2 活套 的控 制原理与过程
2 . 1 活 套 的控 制原 理


活 套 的调节 主要是用 活套 扫描传 感器 对 活套位 置进行 测量 ,并 与设定值 进行 比较 ,然后 根据 其偏
图 1 活 套 结 构
差值 △ L ,采用 比例调节、积分调节 、微分调节方 式通 过级联 调系 统调节 上游 机架速 度 ,使套 量维持
4 . 2 活套信号检测不稳
因为现场 环境 比较 恶劣 ,如 果对 活套 扫描器 的 清理与维护跟不上,就会造成活套信号不稳定 ,检
小些 ;断面较小的轧件 ,活套高度设定可略大些 ;
椭 轧 件起 套 比圆轧 件相 对稳 定 ,可略 大些 。 2 ) 在粗 、中轧 区微 张 力 速度 调 节 基 本 正 常 的
描器参加速度调节 ; 当活套高度达到设定值时 , 前面
机架电机速度恢复到原给定值 , 此 时进入 自由活套
学金属材料工程专业。助理工程师 ,主要从 事轧钢技术管理工作。
4 2
莱钢 科技
2 0 1 3年 l O月
控制过程 ; 当轧件的尾部离开前面第二个机架时, 活
消除需要 4 s 的时间,如果在高线轧制过程 中轧制 节奏过快 ,会造成 “ 假头部 ”信号 ,从而极易导 致堆钢事故发生 ,所以为 了避免活套干预量叠加到

2#棒材自动化控制系统的设计与实现

2#棒材自动化控制系统的设计与实现

2#棒材自动化控制系统的设计与实现介绍了2#棒材自动化控制系统在全连轧棒材线上的设计与实现。

详细阐述了棒材线自动化控制系统的硬件配置及各种功能的实现。

标签:计算机速度;张力;活套;控制;凌源钢铁集团公司第一轧钢厂2#棒材车间于2007年11月开始建设,2008年9月投入试生产。

全线采用了先进的计算机控制系统,该系统体现了当前轧钢自动化控制的几个特点:(1)计算机、仪表、电气全部采用PLC“三电合一”;(2)设备控制,包括交、直流传动装置、操作台(箱)通过PROFIBUS—DP现场总线连网,大大减少了电缆使用量,降低了建设成本,还为系统提供了更大的灵活性和扩展性;(3)工作站具备全厂设备监控、参数设定、轧件跟踪、故障诊断、模拟轧制趋势分析等多项功能,构成完善友好的人机界面,为产品质量、作业率的提高提供了可靠的保证。

1 设计步骤初步设计时首先要对用户提出的关于生产过程自动化的要求进行需求分析。

通过系统设计要确定过程计算机的任务,过程自动化解决问题的方法,过程计算机系统结构、硬件设置以及程序构成。

系统设计时要本着高可靠性、高利用率、良好的响应特性、操作性好、通用性好以及经济效益高的原则来进行设计。

设计阶段应从以下几方面考虑:首先根据应用目标确定系统规模,在确定RAM和R0M的容量后,主要考虑I/0的点数、A/D及D/A的数量,尽可能节省硬件,又要使软件尽量简化,以实现软硬件构成的最佳比。

接着进行CPU以及系统软件的选择,CPU的性能以及系统软件的后续支持能力和软件的丰富程度。

在开发控制程序时要根据轧线的控制要求,给出数学模型公式来描述生产过程中各个工艺参数的定量关系,最好有自适应自学习功能,使得模型的设定计算精度更接近不断变化的实际过程。

其后利用计算机灵活的指令编制相应的程序。

最后进入系统的硬件、软件分调,继而联调出适用于生产的轧制程序。

2 工艺简介2#棒材车间年设计生产∮16—∮40圆钢和螺纹钢90万t。

高速线材轧机活套的控制原理及故障分析

高速线材轧机活套的控制原理及故障分析
图 2 活 套扫描 器 的扫描 范 围
2 t昙 g L.
H 一 — ‘d- H o - 2
3 活套 的测 量
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 。如 图 2所示 ,L 为扫 描器
式 中 H。 <H )为 轧件进 入活 套 台时 的活 套高 度 (
2 基 本原 理
自动活 套控制 是在 对两 相 邻机架 间形 成的 弧 型 曲线 轧件进 行测 量 的基础 上来 完成 的 。机架 间 弧型 曲线轧 件 由专 门 的起套 装置通 过 控制 系统 引 导 ,使 其在 活套 台上形 成活 套 ,用活 套扫 描器 测 量活 套高度来 间接 测 量活套 的长 度 。控制 系统 则 通 过 比较 设 定 的 活 套 高 度 与 实 测 活 套 高 度 , 自
率。
活 套控制 主要 由活套 扫描 器 、R 算 机 、 MC 计 z
活套 台、起套 辊等 组成 ( 图 1 。 如 )
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图 1 活 套 控 制 原 理
( )轧件进 入下 游 机架前 , 游机 架 的速 度 1 下 要稍 稍 降低 ,以便 快速 、准 确 、安全 的起 套 ; () 套 时 , 2起 仅调 节下 游机架 的速 度 , 防止 以 对 活套前 方 机架 产生干 扰 ; ( )活套 的高 度 由光 电扫描 器 检 测 ,其 结 果 3
艺 要求这 8个活套 必 须全部 投 入 ;但 在实际 运行
1 前 言
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 , 在 中轧 、 而 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

高速线材轧机自动控制系统控制要点分析

高速线材轧机自动控制系统控制要点分析

高速线材轧机控制系统控制要点分析何小书(北京二十一世纪科技发展有限公司100096)高速线材轧机控制系统控制要点分析何小书(北京二十一世纪科技发展有限公司100096)[摘要]本文探讨了高速线材轧机自动控制系统的组成架构和控制要点,通过实际项目应用分析和工艺数据统计获得的数据印证了理论分析的正确性。

[关键词]:金属秒流量控制、动态速降和负载分配控制、旋转飞剪控制、十二脉冲串联调速系统、工业现场总线应用、物料跟踪和数据监控引言:2006年11月,我公司与伊朗纳坦兹钢铁公司签订了该厂RM3高速线材热轧机组自动控制系统项目改造合同。

我公司为其提供全线电气控制系统全部控制柜、操作台、PLC系统和上位监控系统。

该项目从设计制造到调试验收历时四年,通过项目工作积累了大量宝贵经验和详尽数据。

在此,我将对项目中的控制要点逐一分析,并提出相关的控制观念。

高速线材轧机机组的组成架构和控制流程如下:1、冷态钢坯推入步进式加热炉,在炉内充分加热,温度升至摄氏900~1050度并推入粗轧机入口辊道;2、钢坯由导卫装置导入粗轧机,经8机架粗轧机轧制后切头尾进入中轧机;3、钢坯经中轧机8架轧制后由导卫装置导入1#或2#线中精轧机,期间为消除机组间张力推出1号活套;4、钢坯经中精轧机轧制后经2#活套进入终轧机;5、终轧机轧制完成后经水冷却线进入吐丝机,吐出成品盘条,经风冷辊道进入成品储运系统;6、盘条经成品储运系统进入打包机,经打包和成品标识形成最终成品并进入成品库。

高速线材轧机电气控制系统根据功能划分包括以下几部分:直流调速电机控制系统、交流调速电机控制系统、辅助电机控制系统、PLC 控制系统、人机操作界面、上位监控系统、远程维护系统。

根据区域划分可分为粗中轧段、精轧吐丝段、成品储运和打包段、液压/润滑/水处理辅助段。

总控制柜多达80余面,操作台箱30余台,全部设计图纸超过3000张。

为保证控制实时性和规模可控性,将全线设备按区域划分三组,即粗中轧段、精轧吐丝段、成品储运和打包段,将液压/润滑/水处理部分根据区域划入上述三段。

高速线材及大盘卷工程集卷站自动化控制系统

高速线材及大盘卷工程集卷站自动化控制系统

2 设备 联锁 动 作及 自动 化系统 构成概况
集卷 站 的 自动化 控 制 难 度 主 要 在 于 其 多 设备 的 同时 进 行 的 逻辑 联 锁 控 制 的协 调 性 。具 体 的各 设备 动 作如 下 :
① 集 卷 筒周边 设备 : 线 圈分 配 器 ( 布料 器 ) 可变 速 旋转 控制 、 分 离指 开合 控制 、空气 吹扫 阀开关控 制 ② 盘卷板: 盘 卷板 开 合控制 、 卷板 变速 上升 及 下 盘
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
降的位 置控制 ③ 双 芯棒 : 双 芯 棒 的 顺 时针 及 逆 时 针变 速 旋 转 位 置 的速度 和 控制控 制 、 内心轴 的上 升下 降位 置 控制 ④ 运卷 小 : 运 卷小 的变 速行 走位 置控制 、 运卷 小 车 上升 及 卜 降位置 控制 、 小车 的前后 压板 的 打 开和 关 闭及测卷 厚控 制 、小车 与 c 型钩 对 中控 制

及 联 接 操 作 台 ,传 动 装 置 则采 , 了两 门子 L f j 6 E 0联接 住主 P C 的 P o b s S7 L rf u. i DP网上 。 控 制 信 号和 状态 信 号均 通 过 该 DP 网与主 P C进 行数 据交 换 。P C配置简 图如 卜 L L :
至 下 降到 减速 位并 平缓 到 达下 降停 止位 。 此 时鼻锥 的 内心 轴下 降 ,且盘卷 板 的左 、右 臂 同时打 开 至打 开位 。打 开到位 后 。盘卷 板 以
打 开 到 位 的状 态上 升 , 同时 双 芯 棒 开 始旋 转。 当双 芯棒 旋转 至逆 时 针 l0度 或顺 时针 7 1 度 时 ,盘卷 板 在三 米左 右 的位 置 开始 闭 0 合 。并继 续上 升 至上 极 限位 。同时 双芯 棒旋 转到 垂直 位 后 内心轴 上 升顶 住鼻 锥 。 状态 此

高速线材自动控制系统

高速线材自动控制系统

既 保 证 了数 据 通 讯 的 可 靠 性 ,
也 减 少 以 太 网 上 的数 据 流 量 ,
功能有: 轧线 1 、2 卡断剪 的动作 ≠ 群 } 控制 ,1 飞剪 切头 、切尾及碎 断 ≠ }
L 控制 ,2 飞剪切 头 、切尾控制 , 中轧机 后气动 卡断 剪 、预精 轧前 降低 数 据 冲 突 。第 三层 :P C #
机 、风 冷运输 辊道 、风冷 风机 、
6 侧 活套 、精轧机 组 、精 轧机组 统 ,并 收 集 各 调 速 传 动 系 统 的 停控 制 ,集卷 站的各单 体设 备 的 ≠ }
手 、自动控 制及 全体设 备 的逻辑
联锁控制。
P C 功 能分 配 L2
的CRT 显 示 。轧 机 P 上 LC与 加
线 ( F 部 分 除 外 )自动 控 制 轧 制 工 艺 参 数 设 定 值 和对 设 备 块 组 成 。 P 线 系统 由马钢 自动化 丁程公 司负责 的 操 作 命 令 从 人 机 接 口传 送 到 设 计 ,控制 系统使用 的是 西 门子 各 P C,并 把 各 设 备 的 状 态 、 L
马 钢 ( 肥 )钢 铁 有 限 责 合

层 :人 机 接 口与P LC之 间 及 P LC2 #主站 ( E 2 0 站 1 带 T 0从 0
LC彼 此 之 间 联 成 以太 网 ,实 个 )、红送P C主 站 ( L 带E 2 0 T 0 任公 司高速线材 生产线 于2 0 年 P 07 5 改 造 完成 并 投产 。整 条生 产 现 信 息 交 换 。 通 过 以 太 网 ,把 从 站2 )以及 相 应 的模 板 和模 月 个
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露磊 耄 2 1 年 第4 0 O 期
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高速线材电气自动控制系统设计

高速线材电气自动控制系统设计
K 第 nl + 架延伸率 ; C一 引力对速度修 定系数 ; K , K K 为 P D常 数 。 h n I 通过以上公式计算 出张力差和速 度修正值 ,调节第 n l + 架及其相 关轧机 的速度 ,达到微张力状态 , 根据坯料前进过程依次执行上述调 节过程 ,使全线所有微张力 闭环控制 的轧机达到微张力状态 ,并把此 速度值作为下块钢的速度设定值。
3 .活套控 制
活套是用来检测和调节相邻机架 问速度关系从而实现无张力轧制 的设备 。一 般用于轧件截面较小 的场合 ,活套控制分为套高( 或套量) 控制和起套辊控制。 以下说明活套高度控制原理: 预精轧机组由三平 三立 6 个机架组成 , 机架号为 V 0 H 】 V 2 1、 l 、 1 、 HI、 1、 1 和精轧机之 间各有一个活套 , 3 V4 H 5 共有 4 个活套 , 1 L 、 L、 2
av l 5 l/ l , 4=△ 4 5 ) () 2
上式中 , , 分别为 V 4 、v l 机架和 H 5 I 机架 的速度设定值。
同理 , 对于 H1 3机架 , 4活套 出现偏差后 , 3机架的调节量为 : L HI
△ l=△ I/ o ) 3 5 3 Vl 5

用 技 术
C ia sin eadT cnlg e iw hn c ec n ehoo yRv e


高速线材 电气 自动控制系统设计
吴公司 河北 唐 山 0 3 0 ) 600 【 要】 摘 本文作者简要介绍 了高速线材 电气控制系统的构成 ,并对 系统的主要功能做了简要 的描述 和分析 ,提 出了 自己的一些见解 。 【 关键词j 高速线材 自动化 控制系统 P C L 中图分类号:T P 文献标识码 :A 文章编 号:1 0 — 1X( 0 2 6 1 30 0 9 9 4 2 1 )0— — 1 5 电气 自动控制系统 的构成 该生产线由加热炉上料辊道 、 步进式加热 炉、 出钢辊道 、 主轧线 、 风冷线、集卷简、运卷小车 、线卷运输线 、打包机 、钢卷称 量机及卸 卷台等部分组成。生产辅助设备的液压、润滑系统 主要 由 1弓、2 号 油 库组 成 。主轧 线所 有传 动设 备均 采 用西 门子 直流 驱动 调速 系统 ( A 4控制。 6 2) R 本系统有三级网络 : L 与工作 站之 间,P C 与 P C之问通过 PC L L Ehre网络进行信息通讯 ; L te t n PC与主传动系统之间通过 Pobs r u 网进 i f 行信息通讯 ;P C与现场 Y L O之间通过 G n s ei 网进行信息通 讯。 u 自动化控制系统 功能

高速线材工程自动化系统设计与研究

高速线材工程自动化系统设计与研究

高速线材工程自动化系统设计与研究作者:丁长文来源:《中国新技术新产品》2013年第09期摘要:本文对高速线材连续生产线轧线自动化系统总体技术方案和设计做阐述。

关键词:高速线材;工程自动化;系统设计中图分类号:TM92 文献标识码:A1 控制系统总体方案1.1 总体技术方案。

全连续机自动化和调速传动系统由高性能工业微机、可编程序控制器(PLC)及全数字交直流传动控制装置构成。

整个自动化系统由控制系统和两层通讯网络构成。

1.2 控制系统。

控制系统由过程控制管理级(L2)、人机界面(HMI)与基础自动化控制系统L1构成,调速传动控制系统可理解为L0级。

它们分别完成不同的控制功能。

1.3 过程控制。

具有物料自动跟踪功能,生产过程管理功能(生产报表等)。

1.4 人机界面(HMI)。

人机界面(HMI)由现场终端组成,主要实现自动化系统的人机界面功能,包括:轧制表的输入、存储和修改,轧制参数的设定,轧制过程中各设备状态和电气参数的动态显示及工艺参数的人工调整,电气设备的一般操作及显示,故障报警与记录、存储及打印等。

1.5 基础自动化系统。

基础自动化系统采用西门子公司PLC和远程I/O站;突出特点如下:(1)高速。

(2)坚固。

(3)功能完善、强大。

(4)强通讯能力。

所选CPU装备了ProfiBus-DP接口,保证了对分布式I/O进行快速数据交换。

强大的通讯模板允许点对点通讯,并可用工业以太网进行通讯。

基础自动化系统由多台PLC完成全部自动化控制功能(不包括加热炉本体控制),其控制功能分别如下:(1)PLC1:轧线换辊、轧线辅助轧区液压站和稀油润滑站的控制。

(2)PLC2:完成从粗轧机到吐丝机的自动化控制。

控制的主要设备有:粗轧机、中轧机、预精轧机、精轧机、活套、吐丝机及夹送辊,并完成对1~3#飞剪、碎断剪的接口通讯。

(3)PLC3:完成收集设备系统的自动化控制。

主要控制功能包括:a.风冷辊道、风机的控制;b.集卷站控制。

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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.。

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