冷连轧机轧制过程数据采集系统
包钢冷轧过程控制系统及轧制力算法研究
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……Biblioteka ……一包钢冷轧过程控制 系统及轧制力算 法研 究
内蒙古科技 大学信 息工程 学院 李 小东 邢东旭
【 摘要 】本 文通过对包钢冷连轧机过程控制系统组成及轧制力设定 算法的介绍 ，让读者对冷连扎机过程控制系统有一定 的了解 ，以便今后的改进与提高。 【 关键词 】过程控制 ；轧制力模型 ；模型特点 ；模型算法
１简 介 ． 由于冷 连扎 生产 过程 复杂 、控 制 点 多 、 设 备 分 布 比 较 广 ， 各 工 序 各 设 备 要 求 同 时并行 工作 ， 实时性 强 ，数据 交换 量 大 ， 产 品 的 精 度 要 求 也 比 较 高 ， 因 此 ，多采用 分布 式计 算机 过程 控制 系统 进 行 生 产 控 制 。 分 布 式 计 算 机 控 制 系 统 ，就 是将 生产 过程 控制 与企 业生 产管 理 结合 起来 ，由并行 的计 算机 来实 现全 面 控 制 ， 包 括 ：生 产 管 理 级 （３ ， 过 程 Ｌ） 控 制 级 （２ 和 基 础 自动 化 级 （ １ 。 这 种 Ｌ） Ｌ） 控 制系 统传 输误 差低 、 可靠性 高 、运算 和 控制 速度 快 、开发 和 维护方 便 ，是冷 连 扎机 控制 系统 的发 展方 向。包钢 冷连 轧 机过 程控 制系 统作 为冷 轧薄 板连 续生 产 线 的关键 部分 ，负责 完成数 学模 型设 定 计算 、带 钢跟 踪 、测量 值采 集 、报表 统 计 、 数 据 通 讯 和 人 机 接 口等 工 作 ， 以 便 保 证 整 条 工 艺 生 产 线 的 连 续 生 产 ，要 完 成如 此复 杂 的工 艺流程 ，其 过程 控制 系 统 是 非 常 重 要 的 。 做 为 当今 世 界 非 常 完 美 的西 门子计 算机 控制 系统 是完 成逻 辑 控制 任 务和人 机 接 口，通讯 处 理的最 优 选 择 ，也 为 我 们 过 程 控 制 系 统 提 供 了 最佳解决方案 。 ２ 过程 控 制 级 （ ２ ． Ｌ） 过 程 控 制 级 功 能 主 要 包 括 数 学 模 型 系 统 、 带 钢 跟 踪 、 测 量 值 采 集 、报 表 统 计 、数 据 通 讯 和 人 机 接 口等 ， 具 体 功 能 如 下： （） １ 数学模 型系统主要 包括设定计 算 和 自适 应 学 习 。设 定计 算 是利 用 Ｐ Ｉ Ｄ 数 据 通 过冷 轧工 艺参 数模 型和 相应 的 系统 参 数 来 计 算 各 机 架 带 钢 目标 厚 度 ， 同 时 计算 出 高速条 件下 的变 形抗 力 、张力 、
1450五机架UCMW冷连轧轧机简介解析
名称
型号
数量 供货 重量 备注
对中行程：
+/- 100 mm
精确度： 纠偏辊 压辊
+/- 1mm以内
Φ1200mm（包括15mm的聚氨酯外 壳）×1700mm
2
Φ280mm×1700mm
1
带钢对中液压缸：
Ф180/100 mm X 280 mm
1
压辊气缸：
Ф250/63 mm X 100 mm
2
3.04 轧机入口液压剪
名称
型号/参数
数量
供货 重量
备注
开口度
720－1740mm
液压马达
13.7 Mpa×Approx.67 r/min 1套
宽度调整速度 10mm/s（单侧）
垂直辊子
Φ100mm×300mm
每侧2个
3.06.2 Three Roll Bridle
类型：中间下压型 位置：1号轧机入口末端，装在轧机牌坊立柱间。 功能：通过液压压下中间辊，防止带钢在轧机入口跑偏。 中间辊的提升和降落是靠齿条齿轮同步机构实现同步。
辊颈轴承： 型号: φ245 mm/φ345 mm × 310 mm ，四列圆锥滚子 轴承； 厂家: KOYO, NSK, NTN 或同类轴承 单个轴承座重量：1003 kg/pc. 轧辊和轴承座装配后的总重： 5070 kg
3.07.3.2 中间辊轴承座
辊颈轴承： 型号: φ279.4 mm/φ393.7 mm × 320 mm ，四列圆锥滚子 轴承； 厂家: KOYO, NSK, NTN 或同类轴承 单个轴承座重量：1120 kg/pc. 轧辊和轴承座装配后的总重：6356 kg
压力测量: No.1 mill, Load cells No.2 --- No.5 mills, Pressure cells
冷轧过程控制数学模型的内容
冷轧过程控制数学模型的内容冷轧过程控制的数学模型包括:轧制力模型、前滑模型、速度模型、张力模型、机架刚度模型、带钢刚度模型、轧辊梭形计算模型、带钢温度模型、冷却液流量计算模型、辊缝模型、弯辊模型、轧辊温度和磨损模型。
(1)轧制力模型。
在冷轧生产过程中，过程计箅机使用的关于辊缝设定计算的轧制力模型大体有三种。
这三种压力模型是Bland-Ford模型、W.LRoberts简化的摩擦锥模型(称为Roberts模型）和M.D.Stone模型。
通过大量冷轧生产过程可以总结出，这些模型在带钢小压下量的情况下具有一定精度的近似性。
对于三个轧制力模型系数的假定和计算，可总结出以下几点：中国冶金行业网1)对每个模型采用同样的屈服强度计箅公式。
2)对各个模型推导的摩擦方程系数不一样，不同模型中的摩擦系数根据经验公式计算，公式中含有由采集的现场数据回归分析得到的常数，还包括带钢屈服强度、压下率、带钢张力、厚度和给定工作辊及速度等参数。
3)在不同的模型中采用了不同的工作辊压扁半径公式。
可发现，采用Hitchcock压扁半径公式的M.D.Stone模型，在带钢压下率大于3%且小于5%时能给出好的估算值，建议不要将它用于压下率小于3%的情况。
在Roberts模型中，需要根据情况选用不同的压扁半径公式，这取决于带钢的压下率和带钢的厚度。
当带钢厚度大于0.5_和压下率大于3%时，采用Hhchcock压扁半径公式；对于厚度小于0.5_的很薄的带钢和压下率小于3%的情况，建议采用Roberts压扁半径公式。
在带钢入口厚度不大于5.08mm且各机架压下率大于3%的情况下，建议使用Bland-Ford模型的Hill简化公式。
而大部分正在生产的冷连轧机，可满足Bland-Ford模型的Hill简化公式所要求的条件。
(2)前滑模型。
在轧制模型计算中，用前滑模型来描述带钢速度超过轧辊转速的比例。
前滑值可以用理论公式计算，也可以用经验公式计算，还可以取经验值。
轧机振动监测系统在冷连轧机上的应用
轧机振动监测系统在冷连轧机上的应用陈孝明;王康健;全基哲;李山青;杨青林【摘要】由于轧机设备的复杂性,轧机振动是长期困扰生产现场的疑难问题.在不改动任何现有设备和控制系统的基础上,轧机振动监测系统通过实时采集轧机的振动信息与工艺信息,可以实现轧机振动状态的实时监测,并根据所设定的报警模型对轧机振动进行报警判断.现场的实际应用效果表明,其在振动报警与减少轧机振动次数、振动纹缺陷的量化评价、轧机振动特性分析、辊系状态监测等方面均具有较好的效果,且在提振操作信心、优化用辊制度、事故原因分析、振动对比跟踪方面也有一定的效果,具有较高的推广应用价值.【期刊名称】《宝钢技术》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P56-59,64)【关键词】轧机;振动;监测【作者】陈孝明;王康健;全基哲;李山青;杨青林【作者单位】宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;宝山钢铁股份有限公司冷轧厂,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;宝山钢铁股份有限公司研究院,上海201900;宝山钢铁股份有限公司冷轧厂,上海201900【正文语种】中文【中图分类】TH825轧机振动是热轧机和冷轧机(尤其是高速薄板冷连轧机)的一种自激振动现象,按振动频率及危害可分为两类:一类是振动频率在90～250 Hz间,称为三倍频颤振。
三倍频颤振是高速轧机中危害最大的振动现象[1],以突发性为特征,往往几秒钟内积聚大量能量使振幅迅速发散,并伴有较大的噪音。
另一类是五倍频颤振,或称高频振动,振动频率在500～800 Hz间。
这种振动不像三倍频颤振那样迅速发生,振动的发展是一个渐进过程,通常会在支承辊或轧件表面形成垂直于轧制方向的振纹,影响产品质量。
由于轧机本身是一个较为复杂的机械,引起振动的原因很多,且各轧机的装备、产品、工艺、环境等都存在差异,因此各轧机发生振动的具体原因及其振动特性都不尽相同[2],已经成了一个长期困扰现场的疑难问题。
浅谈轧机板形控制系统的组成及控制原理
电荷放大器将压电传感器生成的电荷信号转换为电压。 旋转变送器（PCM 变送器）将这些电荷放大器的输出信号 转换为（PCM 编码的）数字信号。数据通过电缆从旋转变 送器传递给安装在控制柜内的 PCM 解码器插架（PCM 已 经停产，现在基本都采用集成的 SIKO 模块代替 IOP 模块及 PCM 插架）。下图是 SIKO 模块实物图。
[1] 阿 亨 巴 赫 .OPTIROLL i2 SFC and SCA Training[CP/ K].2004[2021.5]. 设备厂家 .
Fti = 每个测量区铝箔张力 Fri= 每个传感器的径向力 HExit= 铝箔出口厚度
图 2 传感器受力模型
图 1 板形辊结构
收稿时间 ：２０２１－０５ 作者简介 ：郭明明，生于 １９８５ 年，男，助理工程师，高级技师，研究方向 ： 自动化控制、传动控制、设备管理。
铝箔两边张力 Fti 会产生一个向下的压力 Fri 即传感器的 径向压力。那压电传感器上会产生电荷脉冲。每个脉冲的强 度取决于轧制铝箔在铝箔横截面上的长度分布情况 , 铝箔精 确位置对覆盖少的传感器影响很大，以至于只有传感器覆盖 面积超过额定 50％，系统才可以使用测量。
M 冶金冶炼 etallurgical smelting
基于PIDAS的厚板轧制工序数字化与应用探索
2020年第6期宝钢技术21基于PIDAS的厚板轧制工序数字化与应用探索孔伟，王全胜，刘晔（宝山钢铁股份有限公司中央研究院，上海201999）摘要：计算机信息和通信技术的发展极大丰富了工业过程的数字化路径，促进了流程工业的数字化和数据应用探索。
围绕宝钢股份厚板5m产线PIDAS系统的构建及应用，讨论了轧制工序的数据归一和同步原则，展示了数据系统架构的成果。
介绍了大数据分析方法与质量控制、工艺技术改进、设备应用的结合案例，印证了大数据技术对轧制理论与实际结合和过程质量控制有强大的辅助作用，展示了PIDAS数据系统在轧制工序应用的效果。
关键词：轧钢；大数据；应用探索中图分类号:TG334.9文献标志码：B文章编号：1008-0716（2020）06-0021-05doi：10.3969/j.issd.1008-0716.2020.06.004Research on digitization and application of rolling process on PIDAS data platformKONG Wei,WANG Quansheng and LIU Ye（Research Institata,Baoshan Iron&Steel Co.,Lta.,Shanghat201999,China）Abstroch:With thc hevelopmeer of informdtiod and commcnications techdolopy,refeceC th ns ICT tlhdoNdy,the digitai path of indcstriai processcs hns beec.1x1、n■Shl.1d partichlas,thc hevelodmeer of big data a nd cNnt computineprovines solutions foe digitization and data anpNcation g thc process mandfacturine1This articic combidcs thc constuiction and dppNcdtiod of PIDAS system Us Baosted5m Hecvy PNtc Proncction Lidc,dischsses thc pridcipN of date dormalization and synchronization o f thc process ig thc mili,shows thc remarVanN achievemeers of thc system pchiahcv.Thc aVicie intronuccs anplication cescs related te thc big date analysis anplication in qualite contvlliiiy,process improvinc and nlipmalt anplication, provincs that big dta has huae and positive effects on thc combination betweectheoro and prodaciny and process codtrol,shows thc anplication CUcts of PIDAS system in process1Key words:sted rolUna；big dta;reseerch and anplication钢铁行业正面临着由工业制造的信息时代向互联网+大数据时代（智能化时代）的转变［「2］。
1700mm5机架冷连轧机“甩机架”轧制策略及应用
1700mm5机架冷连轧机“甩机架”轧制策略及应用唐武军【摘要】高轧机作业率是冷连轧机经济高效运行的关键因素,当某种故障导致1个机架不能正常运行时,势必导致5机架轧机停止生产,影响产能.简述了“甩机架”轧制模式在1 700 mm 5机架冷轧机上的应用,介绍了“甩机架”轧制的策略以及实现方式,对“甩机架”后轧机的压下率、张力等轧制规程的变化进行了分析.“甩机架”生产应用的实例表明,该轧制模式切换平稳快速,提高了轧机作业率,降低了故障成本.%High work rate is one of the key factors for the cold tandem mill rolling economically and efficiently. The whole line will stop when one stand is failure because of some troubles, so it brings on a low production. The strategy and application of one stand out-of-service in 1 700 mm 5 stands cold rolling tandem mill was described. The changes of a new rolling schedule such as tensions and reduction coefficients were analyzed. The actual results show that this rolling mode can be exchanged smoothly and quickly. It can enhance the work rate and reduce the trouble cost.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2012(042)003【总页数】5页(P48-51,56)【关键词】5机架冷连轧机;甩机架;轧制规程;轧制策略【作者】唐武军【作者单位】武钢股份公司冷轧总厂一分厂,湖北武汉430083【正文语种】中文【中图分类】TP29武钢冷轧总厂一分厂1700mm 5机架轧机1978年投产，2003年完成了酸洗生产线与5机架轧机的联合改造（酸轧联机）。
带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统
带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统是现代钢铁生产中的重要设备之一，它能够对带钢进行精确的轧制加工，确保产品质量的稳定和一致。
本文将介绍带钢冷连轧机组中自动辊缝控制系统的工作原理、特点和应用前景。
一、工作原理带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统主要由传感器、数据采集系统、控制算法和执行机构等组成。
在设备运行过程中，传感器采集到带钢的各项物理参数，如温度、厚度、张力等，然后将这些数据传输至数据采集系统进行处理和分析。
控制算法根据这些数据和预设的轧制参数，计算出最佳的辊缝尺寸和调整方案，并将调整指令发送给执行机构，使得辊缝能够按照预设的轧制参数进行自动调整，以保证带钢的轧制质量。
二、特点1. 精准调整：自动辊缝控制系统能够实时监测带钢的各项物理参数，并根据轧制要求进行精确的辊缝调整，确保产品的尺寸和质量达到设计要求。
2. 高效运行：自动辊缝控制系统能够实现快速的辊缝调整，并且能够根据不同轧制要求进行自动切换，提高了设备的运行效率和生产能力。
3. 自适应性强：自动辊缝控制系统能够根据带钢的不同规格和轧制要求进行智能调整，具有很强的自适应性，能够适应多种轧制工艺和产品要求。
4. 可靠稳定：自动辊缝控制系统采用先进的传感器和控制算法，能够实现高精度的辊缝调整，并且保持设备的稳定运行，确保产品质量和设备安全。
三、应用前景自动辊缝控制系统在带钢冷连轧机组中具有广阔的应用前景。
随着钢铁行业的不断发展和需求的增加，对带钢产品质量和生产效率的要求也越来越高，自动辊缝控制系统能够满足这一需求，提高轧制质量和生产效率，降低生产成本，具有广泛的市场前景和应用前景。
在今后的发展中，随着自动化技术和智能控制技术的不断进步，带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统将会更加智能化、精准化和稳定化，进一步提高设备的自动化水平和智能化程度，为钢铁行业的发展做出更大的贡献。
西马克冷连轧机自动控制系统
第1期（总第206期）2018年2月机械工程与自动化MECHANICAL ENGINEERING&. AUTOMATIONNo. 1Feb.文章编号：1672-6413(2018)01-0181-02西马克冷连轧机自动控制系统孟帅(山东钢铁集团日照有限公司，山东日照276800)摘要：结合目前冷轧酸轧联合机组主流工艺设备布置，针对西马克连轧机自动化系统的硬件配置及控制功能 进行研究，从厚度、板型控制方面进行简要分析，从而实现对整个系统更深入的掌握。
关键词：冷连轧；西马克；自动控制中图分类号：TG335.12 文献标识码：A〇引言冷轧带钢的轧制是钢铁工业生产中的重要课题之 一。
冷轧带钢厚度一般为〇. 1mm〜3 mm，宽度为 100 mm〜2 000 mm，产品规格多，尺寸精度高，表面质量好，机械性能及工艺性能要求均高于热轧板带钢。
为了使冷轧生产做到低成本、高质量，国内外一直都在 冷轧机的设计和制造上不断地研究和优化。
酸洗与连 轧机联合式机组的出现是冷轧生产发展上的一个飞 跃，它不但可以节省许多重复设备和车间面积，同时缩 短了生产周期，从而提高了冷轧的生产率，年产量可达 100万吨〜250万吨。
1酸轧机组的生产工艺当今主流酸轧联合机组普遍由3段喷流紊流酸洗 配合5机架6辊冷连轧机组成，完成热轧钢卷的连续 酸洗和冷轧处理过程。
酸洗部分的工艺是将钢卷通过焊机将前一带卷的 尾部和后一带卷的头部焊接在一起，从而实现连续酸 洗。
焊接在一起的连续带钢经张矫破鳞机对带钢进行 机械破鳞以大幅度提高酸洗效率，并改善带钢板形，随 后进入酸洗工艺段。
3个酸洗槽串级逆流酸洗，通过 化学反应去除掉带钢表面氧化铁皮，再经4级漂洗清 洗掉残余酸液。
带钢完成酸洗后进入轧机部分。
轧机为5机架六辊轧机，装备有工作辊正负弯辊、中间辊正弯辊、中间 辊串辊。
5#机架装备有工作辊分段冷却，出口装备有 板型辊，可实现5#机架对带钢板型的在线闭环控制，同时还可通过轧辊倾斜来动态控制带钢楔形，中间辊 串辊则由自动预设定系统根据带宽进行设定。
唐钢1700mm五机架冷连轧计算机控制系统
第 ７卷 第 ２期
２０ ０ ８年 ６月 材源自料与 冶金
学
报
Ｖ０ ． ２ １７ Ｎ
Ｊｕ ｎ ｌ ｆＭａｅｉｌ ａ ｄ Ｍｅａｌｒｙ ｏ ｒ ａ ｔｒａｓ ｎ ｔｌ ｇ ｏ ｕ
Ｊ ｎ ０ ８ ｕ ｅ２ ０
唐 钢 １０ ７０ｍｍ 五机 架冷 连 轧 计 算 机 控 制 系统
算机控制 系统 的硬件配置 、传感器配置 以及 网络通讯结构等．给 出了各级计算机所实现 的控制 功能 ，并对特 色控 制技术 进行 详细描述．现场实际应用表 明：该计算机控制系统运行稳定 ，功能完 善．
关键 词 ：冷 连轧机 ；计算机控制 ；过程 自动化 ；工艺控制
中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ．６ Ｇ３ ５ ５ 文献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １７ －６０ ２０ ）２０ ４ － ６ １６ ２ （０ ８ ０ －１９０ ４
生 产过 程 的 自动 化 水 平 ， 提 高 了产 品 质 量 Ｊ 也 ． 该冷 连轧 机 现存 的计 算 机控 制系 统包 括 过程 自动 化 和基 础 自动 化两 级 ， 留生产 管理 级 接 口． 预
ｏ ｃ ｍｐ ｔ ｒｃ ｎ ｒｌｓ ｓ ｍ Ｓ ｅ ｕ ｐ ｅ ｉ ｉ ｈ ｓａ ｉ ｚ ｔ ｎ ａ ｄ ｐ ｒ ｃ ｕ ｃｉｎ ｕ ｅ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｉ ｑ ｉ ｐ ｄ ｗ ｔ ｈ ｇ ｔ ｂｌ ａｉ ｅ ｆ ｔｆｎ ｔ ． ｅ ｈ ｉ ｏ ｎ ｅ ｏ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｔ ｄ ｍ ｏｄ ｍｉ ；ｃ ｍｐ ｔｒ ｃ ｎ ｒ ｌ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｔｍａ ｉｎ；ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ｔｏ ． ｙ ｗｏ ｄ ｎ ａ ｅ ｃ ｌ ｌ ｌ ｏ ｕ ｅ ｏ ｔｏ ； ｒｃ ｓ ｕ ｏ ｔ ｏ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｃ ｎ ｒ １
华菱涟钢冷连轧机过程控制系统
备 状 态 ，当 在线 机 出现 故 障 时 ，系统 自动 切 换 到备 用 机 上， 由备 用 机 完 成 在线 机 的功 能 。 程 机采 用 Ｌｎ ｘ操 作 过 ｉｕ 系 统 ， 它 是符 合 Ｐ Ｌ（ 准 的实 时系 统 ，具 有 高 可 靠 ＯＳ ） 标 性 。 程 机 与过 程 机 室 内 的其 它设 备 通 过 以 太 网 连接 。 过 这
些 设 备包 括承 担 源 程 序 编辑 和编 译 任 务 的两 台工 程 师 工
一
定 、 表 管理 、 机 界 面 管理 。 报 人
２ 计 算机 控 制 系统
整 个 冷 连 轧 机 生 产 线 计 算 机 控制 系 统 的 组 成 如 图 ２
所 示 ， 程 机 采 用 Ｅ立 电机 公 司 的 Ｒ ９ 过 ｌ Ｓ ０两 台 。 常 工作 正
时 ， 台作 为 在 线 机控 制 轧 线 ， 一 台作 为备 用 机 处 于热 一 另
Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｄｅ ｙ ｒ ｓｔ ａｎ ｍ ｃ ｄ ｏｌ ｍｉｃ ｍ ｐｕｅｒｓ ｓｅｍ ，ｒ ｃｅ ｓ ｏｎｒ ｌｏ ， ｔ ｙｔ ｐ ｏ ｓ ｃ ｔｏｌ
１ 设 备 及 工 艺
主要 完 成 生 产 计 划 的 管 理 ， 料 数 据 、 品 数 据 以及 轧 辊 数 据 的 原 成 输 入 和 管 理 等 功 能 。 过 程 机 和 一 级 机 及 人 机 界 面 之 间 采 用 Ｆ ＮＥ ＷＯＲ 一 ０ ￣ Ｔ Ｋ １ ０网进 行 通 信 ，该 网采 用 Ａ Ｓ ３ ９５标 准 Ｎ ＩＸ Ｔ ． 的 双 环 光 纤 网 ， 据 传 输 速 率 达 １ ０ ／ ， 多 可 连 接 ２ ５个 数 ０ Ｍｂ ｓ 最 ５
赵 检 罗 （ 南华 菱涟 钢信 息 自动化 中心 ， 南 娄底 ４ ７ ０ ） 湖 湖 １ ０ ９
带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统
带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统，是指一套用于控制机组辊缝间距的自动化系统，主要用于确保带钢冷连轧过程中的辊缝间距的精确控制。
带钢冷连轧机组是用于加工带钢的设备，其工作原理是通过一系列辊子的旋转将带钢进行轧制，从而使其具备所需的厚度和形状。
辊缝是指两个相邻辊子表面之间的间隙，它的大小直接影响到带钢的轧制效果和质量。
在传统的冷连轧机组中，辊缝的调整通常是由人工完成的，这种方式存在着调整不准确、效率低下、劳动强度大等问题。
为了解决这些问题，自动辊缝控制系统应运而生。
自动辊缝控制系统主要由计算机、传感器、执行器等组成，通过收集和处理来自传感器的辊缝间距信息，控制执行器调整辊子位置，从而实现对辊缝的自动控制。
自动辊缝控制系统的优势主要体现在以下几个方面：1. 精度高：自动辊缝控制系统能够根据工艺要求对辊缝进行精确控制，确保带钢的轧制质量。
2. 稳定性好：系统能够实时监测辊缝间距，并根据测量结果自动调整辊子位置，保持辊缝的稳定状态。
3. 效率高：相比传统的人工调整方式，自动辊缝控制系统可以实现辊缝的快速调整，提高机组的生产效率。
4. 劳动强度低：自动辊缝控制系统将人工操作减少到最低限度，可以减轻操作人员的劳动强度。
在使用自动辊缝控制系统时，需要对其进行定期维护和保养，以确保其正常工作。
还需要对系统的数据进行监测分析，及时发现问题并进行修复。
带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统具有精度高、稳定性好、效率高和劳动强度低的优势，对于提高机组的生产效率和产品质量具有重要意义。
随着科技的不断进步，自动辊缝控制系统将会得到进一步的优化和发展。
复杂工况下连轧过程数值仿真系统研究
一
收 稿 日期 ： ０ ９０ ３ ２ ０ —９ ０
１ ２ ２ 板形 调 节功效仿 真计 算 ．．
Ｃ ＶＣ六 辊 轧 机 三 维 有 限 元 模 型 如 图 ３所 示 。
图 ｌ 混 合 型 连 轧机 布置
Ｆｉ ．１ ｉ ｅ ｒ ｎ ｅ ｅ ｆ ｔ ｎｄ ｍ ｉｌ ｇ Ｍ ｘ ｄ ａｒ ａ ｇ ｍ ｎｔ ｏ ａ ｅ ｍ ｌ
第３ ３卷 第 ３期
２ １ 年 ６ 月 ００源自武汉科技
大
学
学
报
Ｖｏ ． １ ３３， ． Ｎｏ ３
Ｊ ｒ ｌｏ ｕ ｎ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃｅ ｃ ｄ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｏｕ ｎａ ｆ Ｗ ｈａ ｉ ｅ ｓｔ ｆ Ｓ ｉｎ ｅａｎ ｃ ｏ ｏ ｙ
Ｊｕ ２ ０ ｎ． ０ｌ
计 算模 型准 确可靠 。
裾
带 刷
距 离 ／ｌ ｆ『 １１
图 ２ 板 形 测 量 值 与 计 算 值 对 比 图
Ｆｉ ２ Ｃｏ ｐａ ｉ ｏ ｆ ｍ ｅ ｓ ｒ ｄ ｖ ｌ ｅ ｎｄ ｃ ｃ ｌ ｔ ｄ ｖ ｌ ｅ ｇ． ｍ ｒｓ ｎ ｏ ａ ｕ ｅ ａ ｕ ｓ ａ ａｌ ｕ ａ ｅ ａ ｕ ｓ ｆ ｒ ｓｒｐ ｓ ａ ｏ ｔ ｉ ｈ ｐｅ
解决 板 、 、 材连 轧 工艺 过 程 中的理 论 问题 ， 管 棒 本 文 以 非 线 性 有 限 元 为 内 核 ， 过 机 型 选 择 、 统 仿 通 系
１ ２ 冷 连 轧 机 板 形 在 线 控 制 仿 真 系 统 ．
１ ２ １ 板 形 计 算 模 型 ． ．
轧 制 后 的 板 面 凸 度 和 板 形 决 定 于 轧 件 在 辊 缝 中 的 三 维 变 形 情 况 一 。本 文 在 对 所 建 立 的 轧 件 三 维 弹 塑 性 变 形 模 型 、 辊 弹 性 变 形 模 型 、 辊 热 凸 轧 轧
冷连轧实验轧机自动控制系统
当薄板 、 带材厚度 小至一 定 限度 时 ， 由于保 温 和均
温 的 困 难 ， 难 实 现 热 轧 ， 且 随 着 钢 板 宽 厚 比 的 增 很 并
装 置 ， 助设 备包括 高压 、 辅 中压液压 站及相 配套 的电气
Ｉ Ｓ １００２ Ｓ Ｎ
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４９ ６ ５
．．— —
实
验
技
术
与
管
理
第 ２８卷
第 ２期
２ １ 年 ２月 ０１
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ＣＮ１ — ２ ３ ／ １ ０ ４ Ｔ
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌＴｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎｄ Ｍ ａ ａ ｅ ｎ ｐ ｒ ｎ ａ ｃ ｏ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｍ
Ｖｏ ８ Ｎｏ Ｆｅ Ｌ２ ．２ ｂ．２ １ ０１
冷连 轧 实验 轧 机 自动控 制 系 统
张 飞 ， 杨 荃 ，胡 水 平 ，陈 广 秀
（ 京科 技 大 学 冶 金 工 程研 究 院 ，北 京 １ ０ ８ ） 北 ０ ０ ３
摘 要 ：实验 平 台基 于 现 代化 冷 连 轧 机 自动 控 制 系统 的性 能 要 求 ， 对 多 变 量 控 制 系统 高速 通 信 和 高 速 控 制 针
浅谈过程数据采集系统(PDA)在本钢棒材线中的设计及应用
浅谈过程数据采集系统（PDA）在本钢棒材线中的设计及应用过程数据采集系统（PDA）具有非常快的扫描周期，最快可达1毫秒，拥有完美的准确度。
在现场实际的应用中能够出色的完成对过程数据的采集及记录，并能够通过IBA Anayzer数据分析软件对故障进行严密的分析，为处理现场故障提供强而有利的实际依据。
标签：过程数据；采集系统；数据分析数据采集是最直观的分析数据的手段，数据采集系统（PDA）是微型计算机应用的一个重要方面。
用微机计算机控制的数据采集、记录及分析系统可代替技术人员完成复杂的数据运算、处理和分析工作，而且具有精度高、处理速度快等优点，是对系统中各数据进行采集的有效方式。
随着科技技术的不断进步，人类逐渐增加对信息量的获取，数据采集系统已然成为人们得到信息的重要途径，数据采集技术正广泛应用于生活、生产的各个行业。
本钢板材股份有限公司特殊钢厂800轧线轧钢车间大规模技术改造之后，生产设备的自动化程度明显提高，保证设备稳定运行的各种实时参数也非常多。
这些重要的参数主要分为模拟量数据、数字量数据，模拟量数据包含：电流、电压、转速、转矩、温度、压力、水位、流量、位移等；数字量数据包含：接近开关信号、热金属检测器信号、压力继电器信号、光栅信号等。
生产过程中现场技术人员遇到了非常多的问题，如非工艺问题的堆钢、电压电流瞬时值异常、无规律的自由停车、以及在生产当中轧辊孔型工艺尺寸不和等。
过程数据采集系统连续、实时地监视并采集过程中各种参数的运行状态，并辅之以IBA数据分析终端，对解决上述矛盾提供了很大地帮助。
过程数据采集系统（PDA）是基于PC系统的采集系统，采集范围囊括了PLC 的I点、传动系统各级参数、仪表控制系统的检测数据和过程控制系统的信号。
过程数据采集系统包括三个主要的要素：提供采集功能的硬件设施、数据实时监视采集的软件系统和对现有数据具有分析处理能力的软件。
实践证明该系统记录数据真实可靠、精度高，分析手段齐全，是帮助设备人员处理故障和操作人员生产合格产品的重要工具。
冷连轧机动态过程的数值模拟
冷连轧机动态过程的数值模拟
宋美娟
【期刊名称】《精密成形工程》
【年(卷),期】2001(019)002
【摘要】在计算机上采用数值分析方法研究轧制过程的动态特性，是轧钢智能发展的重要趋势。
本套软件开发采用C++语言，对冷连轧动态过程进行数值模拟，给出在出现干扰量(如来料厚度波动)及控制量(如辊缝波动)时，主要工艺参数(如轧制压力、张力)及厚度延时仿真结果，对过程自动控制系统具有十分重要的意义。
【总页数】4页(P21-24)
【作者】宋美娟
【作者单位】重庆工业高等专科学校，重庆 400050
【正文语种】中文
【中图分类】TG333.7;TG335.13
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决大型精密共享系统中的分布、动态和柔性等技术难题3 系统的运作该系统中的每个结点必须通过网络注册,才能成为该原型系统的正式成员以获得相应的权限,才能与系统中的其它结点进行协作。
每个结点都设有普通操作员和系统级两级用户登录,不同的登录级别享有不同权限,从而保证数据的安全。
数据查询,由于网络上各结点是完全独立的、各结点的决策完全由自己完成,决策的依据是各种数据,每个结点既可以对其局部数据进行查询,也可以对全局数据进行查询,还可以向其它结点发消息进行查询。
从网上可以查询到其它结点的名称、类型、地址、能力、任务、状态等消息。
消息传递,系统中的各项信息和数据的交换都是通过消息来完成的,每一个结点都定义了该结点可以发送的消息类型,可以接收的消息类型,接收消息的处理接口,收到未定义消息时的缺省处理等。
每个发送的消息都相应有一个消息数据格式,来定义其所带的数据。
对于一个接收的消息,在进行处理时,根据消息类型进行相应的数据转换(解包)。
数据交换,网络上的消息传递是直接从结点到结点,是点对点通信方式,而数据交换是客户/服务器方式,所有在结点间传递的数据都通过数据库服务器来传递。
结点间只需要传递数据的位置,而不进行直接数据传输。
其中一方将要传递的数据放在全局数据库中,并将地址、名称告诉另一方,另一方则在相应的地方去取数据。
4 结束语网络技术的迅速发展,为大型精密仪器共享系统的实现提供了强有力的支撑环境。
国家“十五规划”也明确提出要以信息化带动工业化,我们应该抓住这个难得的机会,尽快进行大型精密仪器管理模式的转变,尽量提高国家投资的效益,提高资源共享面,以尽快提高我国普遍的科研和教学水平。
参考文献1 朱庆华,程涛,等.C OR BA规范在分布式制造系统中的应用.中国机械工程,2000,11(3):307～3092 何大勇,查建中,等.面向网络制造的网络结构设计方案研究.制造业自动化,2000,22(5):20～233 颜雄雄,金春来,等,基于C OR BA的企业应用集成技术研究.计算机工程与研究,2000,21(1):25～30 收稿日期:2002-03-27。
作者刘艳斌,男,1947年生,教授,福建省高校测试基金委员会副主任。
冷连轧机轧制过程数据采集系统The Data Acquisition Syste m of Rolling Proce ss in Cold Continuous Rolling Mill吕振辽1 罗 浩1 潘文才1 马沂夫1 刘多良1 王宝林1 朱振荣2 朱泉封2(东北大学计算中心1,沈阳 110006;宝山钢铁股份有限公司2,上海 201900)摘 要 主要介绍了冷连轧机轧制过程数据采集系统的结构设计和功能设计。
系统通过RDA和RTSI方式解决了远程数据采集、多卡同步采集和采集设备的自诊断等问题。
现场应用表明,该系统能按所要求的采集频率和采集精度实现数据采集,并可以完成数据的提交和浏览等功能,实现了数量巨大的数据的高速采集、存储和管理。
关键词 数据采集系统 轧制过程 冷连轧机 远程采集 多卡同步采集 自诊断Abstract The structural design and functional design of the data acquisition system of rolling process in cold continuous rolling m ill are mainly intro2 duced.Rem ote data acquisition,synchronous acquisition with multiple m odules and self2diagnosis are im plemented by RDA and RTSI m odes in the sys2 tem.The on2site application shows that the system meets the requirements of sam pling frequency and sam pling accuracy and accom plishes the functions of subm itting and browsing data,thus im plements high speed acquisition,storage and management of the bulk data.K ey w ords Data acquisition system R olling process C old continuous rolling m ill Rem ote acquisition Synchronous acquisition with multiple m odules Self2diagnosis0 引言冷连轧机是钢铁企业的重要生产设备,随着企业间竞争的加剧,降低故障率、提高系统的运行质量和生产效率成为企业面临的重要课题。
建立冷连轧机现场数据采集系统,在此基础上可以实现冷连轧机的动态仿真、状态监视、故障分析和质量分析等一系列研究工作,可以充分利用该系统对原设备进行进一步的技术改造,以达到提高冷轧机的运作质量的目的。
计算机技术在数据采集领域的迅猛发展为现场数据采集系统提供了灵活而高效的手段,冷连轧机数据采集系统采用以计算机为核心的数据采集方式,充分发挥采集卡的高效性和计算机的灵活性,以满足冷连轧机数据采集系统的需要。
对现场数据采集系统的首先要求是绝对不能影响冷连轧机系统的正常工作。
采集的数据包括建立轧制模型所需的104路模拟量信号和32号数字量信号,采样周期为10ms,采集误差小于信号量程的015%;同时还要求提供2路5M/s的高速数据采集通道,以便对采集到的数据进行进一步的分析和验证。
采集系统还应以钢卷为单位动态地分割采集数据,提取现场过程机上的钢卷数据(如钢卷号、钢卷长度等)和轧辊数据并与采集数据对应勾连。
为了便于对采集数据进行分析处理,要求采集系统有重现轧制过程信号的能力,数据能够以表格和图形曲线方式浏览显示;并可通过网络以不同的数据类型(如二进制格式、数据库格式、文本格式和Excel格式等),将数据从现场传输到仿真中心的数据服务器上。
冷连轧机轧制过程动态仿真数据采集系统采用合理的解决方案,实现了所要求的全部功能。
1 系统总体结构现场数据采集系统需要采集来自多个设备的数据,包括轧制信号、钢卷数据和轧辊数据,为了使系统合理地与其他设备连接并且不影响现场设备的正常运转,决定采用网络化、分布式的物理结构。
数据采集系统由1台信号调理器、1台数据采集工作站、1台数据管理工作站和1个Hub组成。
系统结构如图1所示。
生产现场的2台过程机分别动态生成钢卷数据和轧辊数据。
数据管理工作站上安装2块网卡。
利用其中1块网卡与数据采集工作站组成数据采集局域网,现场钢卷数据计算机和轧辊数据计算机通过Hub接图1 数据采集系统总体结构入本局域网;利用另一块网卡接采集系统入主干网。
数据管理工作站的功能是:接收数据采集工作站传过来的电压数据,对数据进行判断分析、存储、处理,转化为所需的格式并进行数据提交;对采集系统自身进行硬件设备诊断、对系统误差进行辨识和管理。
数据采集工作站通过网卡接入数据采集局域网。
内部安装NI公司PCI-6071E64通道A/D转换卡2块,每通道转换速率为1915K,用来采集信号调理箱输出的104路模拟信号;安装NI公司PCI-DIO-32HS数字量I/O 卡1块,用来采集信号调理箱输出的32路数字信号;安装NI公司PCI-6111E多功能卡1块,其中的A0、A1和D0～D7口输出系统功能切换和控制信号,CH0,CH1口实现模拟信号的高速采集。
数据采集工作站的功能是:采集调理箱输出的电压信号,并传送给数据管理工作站。
系统的工作过程如下:现场信号通过信号调理器形成共地电压信号,数据采集工作站采集这些电压信号,并通过Hub送至数据管理工作站。
数据管理工作站接收电压数据,同时从现场过程机中接收对应时刻的钢卷数据和轧辊数据,然后进行数据处理并生成最终的钢卷轧制过程数据文件,最后通过主干网将其送至轧制动态仿真系统。
2 系统功能结构及实现根据动态仿真系统和数据采集系统自身的需要,将现场数据采集系统分为6个功能模块:信号调理系统、数据采集系统、高速数据采集系统、设备自诊断系统、采集通道误差曲线辨识系统和数据管理系统。
系统功能结构如图2所示。
各个功能模块的功能及实现如下:①信号调理系统由104路模拟信号和32路数字信号的调理通道组成。
它的功能是隔离现场设备,并图2 数据采集系统功能结构图将现场模拟和数字信号进行调理和电平变换使之符合A/D卡对信号的幅值和极性要求。
该系统利用电源隔离芯片和信号光电隔离芯片将现场信号与现场数据采集系统进行隔离,使二者间没有直接的电气联系从而保障现场设备的正常运转。
②数据采集系统的功能是根据采集条件,以10ms为周期对冷连轧机组轧制过程中的104路输入/输出模拟量信号和32路数字量信号进行连续采集和存储。
通常的采集方法每分钟将产生2M字节的数据量,系统采用采集过程存储特殊的二进制流格式,需要时再转化为普通数据的方法来降低数据存储负荷。
同,采集系统采用RDA(re2 m ote device access)模式实现数据采集。
数据采集工作站上运行RDA服务器等待远端客户的连接,数据管理工作站运行远端采集卡配置程序,该程序通过TCP/IP 协议查找远方采集卡,从而在本机上生成虚拟数据采集卡。
数据采集程序运行在数据管理工作站上,只与本机的虚拟数据采集卡联系,而不需要知道真正采集卡的物理地址。
这样的采集方式能明显地降低数据管理工作站的系统负荷,并且系统的稳定性也显著增强。
图3 RDA采集模式数据采集工作站利用RTSI(real2time system integra2 tion)技术将多块采集卡连接起来,通过在各采集卡间共享时钟信号实现多卡、多通道信号的同步采集。
③高速数据采集可以选择性地对104路模拟量信号中的任意两路进行高速采集和存储,采样速率最高5M/s。
在这种采集方式下,现场轧制信号不经过信号调理器而直接与采集卡相连,从而可以保证真实地再现轧制信号,便于对正常的采集数据进行比较分析。
④设备自诊断系统。
系统共有104路模拟量通道和32路数字量通道及对应的硬件接口和线路,要完成如此多的线路测试工作手工很难做到。
该系统的功能就是自动地完成诊断任务,并将结果显示出来。
实现策略是:系统首先切换到自诊断状态,然后通过采集卡发出系列的电压信号,信号通过调理通道回到采集卡,系统采集这些数据并进行比较分析,然后得出诊断结果并显示出来,从而实现信号调理设备的自诊断功能。