APC自动控制系统在四辊平整机上的应用

APC自动控制系统在四辊平整机上的应用

摘要：冷轧带钢退火后进行平整轧制,不仅可改变带钢的力学性能,而且可改变带钢的加工性能,并且在一定程度上减轻和消除钢带的板形缺陷,改善钢带的平直度,使钢带表面具有一定的粗糙度。

关键词：自动控制系统四辊平整机应用

目前,冷轧钢带的平整轧制,多在单机架四辊平整机上进行。具有较高自动控制水平的四辊高精度冷轧带钢平整机已广泛应用与冷轧生产当中。

1、机组设备及主要工艺参数

1.1 设备布置

四辊平整机机组设备布置如图1所示。

1.2 机组工艺参数

四辊平整机组的主要工艺参数见表1。

2、电气自动控制系统的组成

四辊平整机组电气自动控制系统主要由APC自动控制系统、全数字式直流调速控制系统、工业控制计算机与PLC组成的工业现场网络控制系统组成。其具体控制方案是,PLC控制系统用于完成整个机组的基础自动化控制、工作辊弯辊、平整机轧线的自动调整、换辊、开卷机CPC浮动对中以及整个机组所有液压和润滑系统等的顺序控制;APC自动控制系统主要实现整个机组的平整力控制和带钢的恒延伸率控制。

APC自动控制系统的组成:

电气APC自动控制系统采用了两级式计算机控制结构,如图2所示。APC自动控制系统由APC控制站和APC操作站组成。APC控制站完成延伸率控制所需的实时控制和逻辑控制功能,APC操作站完成延伸率控制系统所需的操作、显示、管理和维护功能,两者互为依存,缺一不可。APC控制站硬件包括1台工控计算机及其外围设备,在工控机内装有高精度的模拟量输入输出板、开关量输入输出板、数字量及脉冲量的输入输出板等硬件。控制站软件主要具有油缸位置控制、油缸压力控制、压力补偿厚度控制、自动压靠控制、辅助调试支持等功能。

APC操作站硬件包括1台工控计算机及其外围设备,操作站是管理人员和操作人员与APC控制系统之间的交互界面。操作软件是用MS-VB、MS-VC、MS-API 编制的基于图示的应用系统,主要功能有:控制目标值设定、实时数据数值显示、历史数据趋势显示、控制状态设定、轧制工艺文件输入输出、入/出口速度采样记录及统计、控制参数显示/修改及输入输出、回路参数整定、APC故障显示等。

3、APC自动控制系统的主要功能

在平整工艺中,延伸率的大小与平整后带钢的力学性能、加工性能以及板形密切相关。由于延伸率是平整工艺中控制带钢力学性能的唯一变形指标,因此对延伸率的控制是对带钢工艺质量控制的重要内容。而APC自动控制系统的主要控制功能就是通过调整平整力的大小和带钢张力的大小来实现对带钢延伸率的控制。

平整机延伸率的定义为:

η＝(L1-L0)/L0

式中,L0为入口带钢长度;L1为出口带钢长度。

η＝(L1-L0)/L0×100％＝(ν1t-ν0t)/ν0t×100％＝(ν1-ν0)/ν0×100％

式中,v0为入口带钢速度;v1为出口带钢速度。

平整机APC自动控制系统借助于安装在入口和出口的2台激光测速仪测出的带钢入口和出口的速度值,经过延伸率运算器计算出延伸率的实际值;通过延伸率实际值与延伸率设定值的逻辑连接,可得出一个差分值,系统程序将该差分值送入延伸率控制器中,通过计算可得出平整力或张力的修正值。再将平整力修正值或张力修正值叠加到前一周期测得的平整力或张力值上,其结果为一积分响应。APC自动控制系统将其作为补充设定值与平整力或张力控制设定值相加,对设定值进行修正,最终使延伸率恢复到设定值大小。

本系统实际应用得出,平整力对带钢延伸率的影响最为明显。但在平整厚度小于0.5mm的带钢时,带钢张力的大小对延伸率的影响较为明显。因此在平整薄规格带钢时,本系统主要通过调整张力的大小来控制带钢的延伸率。

冷轧单机架四辊平整机组自投入生产以来,设备运行稳定可靠,各项技术指标均达到合同要求,尤其是APC自动控制系统的投入,使带钢的力学性能、对延伸率的控制、带材板形的改善以及带材表面质量都有大幅度提高。随着国内外市场对冷轧板材质量要求的提高,平整机组在冷轧板材生产中更显现出其重要作用。

参考文献

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