不锈钢退火酸洗处理线自动控制系统

冶金自动化2000年第2期
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收稿日期:1999-03-16修改稿收到日期:1999-04-26
何建平男1960年生高级工程师主要从事计算机控制方面的研究开发工作。

全线采用端进端出形式,总长共计600m ,B R1～SR3为入口活套段,SR6～SR8为出口活套段。

主要参数见表1、表2和表3。

1控制系统的硬件组成
全线PL C 系统和传动系统选用法国CE G 2
EL EC 公司产品,退火炉过程控制系统选用日本
图1退火酸洗处理线工艺流程图
POR —开卷机;F1—矫直机;R1～R4—夹送辊;C1—切头剪;C2—切尾剪;CPR —导向辊;BR1～BR5—张力辊;SR1～
SR8—对中辊;SBM —抛丸机;TR —卷取机;PWO —开卷卷纸机;PW1～PW2—卷取1#
、2#
垫纸机;W1—焊机
0概述
不锈钢冷热板退火酸洗处理混合线,既能处理不锈钢热轧带又能处理冷轧带,这样的生产线建设进度快,节省投资。

不锈钢板先经过退火,若处理热轧带,需要经过抛丸机,打掉钢板的氧化层,然后经过酸洗槽酸洗,漂洗,烘干,卷取。

当处
理冷轧带时,不使用抛丸机。

此线的主要特点是双层结构、线长。

全线主要划分为带卷准备段、入口段(POR ～SR4)、炉子段、抛丸机、酸洗段、出口段(SR6～TR )。

带卷准备段用于焊接引带。

带钢的头尾焊接由入口段W1焊机完成。

工艺流程如图1所示。

不锈钢退火酸洗处理线自动控制系统
(太原钢铁(集团)公司自动化研究所
太原030003)
摘要介绍不锈钢退火酸洗处理线自动控制系统的组成,控制思想和软件。

该系统已于1999年3月在太钢不锈钢冷轧厂投入使用,产生了较好的经济效益。

关键词酸洗退火计算机控制
Automatic control s y stem f or sta inless steel anneal in g and p ickl in g treatment l ine
He J ian p in g
L u Shu q in
Li Wei j un
Ren J ianzhon g
(Instit ute of Automation ,Tai y uan Iron and Steel (Grou p )Cor p oration
Tai y uan
030003)
Abstract
To int roduce t he confi g uration ,cont rol met hod and software of t he automatic cont rol s y stem for
stainless steel annealin g and p icklin g line.The s y stem has been p ut into o p eration in Stainless Steel Cold Rollin g Mill of Tai y uan Iron and Steel (Grou p )Cor p oration in March 1999,and g ained g ood economic benefit s.K e y words
p icklin g ;annealin g ;com p uter ;cont rol
何建平卢淑琴李维君任建中
Metallur g ical Industr y Automation 2000No 2
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ZA 、ZB ……Z J 、ZK 为变频调速系统,选用
GD3000变频器,实现开卷机、张力辊、活套小车、
卷取机等设备的速度和张力控制。

RA 、RB 、RC 为远程I/O 站,主要有传感器、电磁阀、操作台、马达控制中心的输入信号和控制信号。

网络系统共有5种通信网络。

以太网:波特率10Mb/s ,该网长度为300m ,网上共有8个H4005收发器,PL C 之间的通
信用E900协议,操作站和802M T PL C 之间的通
信用TCP/IP 协议。

N 80网:实现802M T PL C (MD )和80235PL C (HA 、HB 、HE )之间的通信。

Interbus S1网:实现802M T PL C 和变频调速系统之间的通信,速度和张力参数均由此网传送。

横河的μXL 集散系统。

系统配置如图2所示。

4台AL SPA S TA T ION 255型操作站,主频200M Hz ,内存64MB ,硬盘1G B ;1台17in (43mm )彩显。

它们分别实现入口段、出口段、炉子段、酸洗段的集中监视,设定值的输入,各种启停信号以及生产报表等功能。

2台PC 编程器,内存为32MB ,硬盘1
G B ,用于软件编程和调试。

2台D EL N I 局域网控制器,通过以太网实现2台编程器、2台802M T PL C 、操作站之间的通信,所有信息都要通过以太网传输。

2套802M T PL C (MD 、M E ),4个CPU 。

MD 实现液压系统、抛丸机、出入口辅助设备控
制、出入口段带钢张力、速度控制及全线跟踪管理控制。

M E 实现炉子段、酸洗段的带钢张力和速度控制。

6套80235PL C (HA 、HB 、HE 、HC 、HD 、
HF ),选用CPU 351型主板,实现各区段的顺序
控制。

不锈钢退火酸洗处理线自动控制系统
Interbus S2网:实现802M T PL C和远程I/ O站、控制台之间的通信。

MODBU S网:实现802M T PL C(M E)和80235PL C(HC、HD、HF)之间的通信。

2控制思想
控制系统的突出特点就是采用了分散控制、分片监视、分片操作,通过网络通信实现集中管理。

全线带钢张力、对中、纠偏、焊缝监控和识别以及酸洗过程自动化由Ce g elec计算机系统实现,退火炉过程自动化选用μXL集散控制系统。

焊缝跟踪是实现自动控制的重要一环,在钢带焊接后进行控边打孔,到尾部剪机由检测装置确定焊缝位置,自动控制剪切。

全线的主要控制是张力控制和速度控制,下面作简单介绍。

211张力控制系统
全线张力控制分为6段:开卷机段(POR～B R1)、入口活套段(B R1～B R2)、炉子段(B R2～B R3)、酸洗处理段(B R3～B R4)、出口活套段(B R4～B R5)、卷取机段(B R5～TR)。

张力控制采用最大力矩法,主要涉及张力初始给定、卷径动态计算、张力电流计算等。

(1)初始值计算
根据带钢厚度、宽度、初始卷径等近似计算张力初始给定值,可在操作站修正。

(2)卷径动态计算
根据线速度V1和角速度ω,采用如下公式计算卷径
D=2V1/ω
(3)张力电流计算
T=2iηC m I T</D=KI T</D(1)
I T=D T/(K<)(2)
K=2iηC m
式中ω———角速度(rad/s);V1———线速度(m/ s);T———带钢张力(N);D———带卷直径(m); i———传动比;η———机械效率;C m———电动机转矩常数;<———电动机磁通;I T———张力电流(A)。

在变频的基频以下,磁通<为常数,张力电流与卷径成正比变化,按(1)式保证I T/D恒定,即实现恒张力控制。

在基频以上,电流恒定,电机磁通<变化,弱磁升速,按(2)式计算张力电流给定。

在升降速动态过程中,考虑加速电流I a,进行张力动态补偿。

212速度控制
全线以4#张力辊(B R4)为基准速度,802M T PL C进行速度分配运算,分别计算出1#、5#张力辊、炉子辊道等的速度给定,通过Interbus网传送给相应的变频器,实现线速度的控制。

3软件简介
本系统软件主要分为系统监控开发软件、带钢控制软件、全线辅助设备控制和顺序控制软件,下面分别做简单介绍。

311监控软件
4个操作站的4套操作监控软件采用P3200组态软件开发,具有钢带跟踪、厚度、宽度、钢种、张力、电流、速度等实时参数显示,画面逼真,操作简单方便。

312802MT PLC控制软件
802M T PL C控制软件主要控制全线带钢的速度、张力等。

采用CO GI TO图形编辑软件开发,是一种模块化和功能化的语言,主要分为8个控制软件:液压装置、抛丸机出入口辅助设备控制软件;入口到SR1带钢控制软件;SR7到张力卷筒带钢控制软件;全线跟踪管理软件;酸洗段的化学处理带钢控制软件;SR2到出口炉子带钢控制软件;SR5到处理中段带钢控制软件;从处理中段到SR6的带钢控制软件。

31380235PLC顺控软件
80235PL C顺控软件用于完成全线辅助设备控制和逻辑顺序控制,采用梯形图编辑语言开发,共有6套顺控软件,即(1)HA入口辅助设备顺控软件;(2)HB处理段辅助设备及抛丸机顺控软件;(3)HC酸洗处理顺控软件;(4)HD漂洗处理顺控软件;(5)HE出口辅助设备顺控软件;(6)HF辅助化学处理顺控软件。

4结束语
不锈钢退火酸洗处理线已于1999年3月在太钢不锈钢冷轧厂投入使用,计算机控制系统的硬件和软件配置先进,运行稳定可靠,实现了各项功能指标。

该线的投产对太钢提高不锈钢产量和质量,对于生产不锈钢光亮板起到非常重要的作用。

(编辑魏衡江)
冶金自动化2000年第2期・21・。