冷轧轧机飞剪控制系统

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冷轧轧机飞剪控制系统

张亮1，张期2

(1.本钢工学院，辽宁本溪117000；2.本溪钢铁集团公司冷轧厂，本溪 117000)

摘要：飞剪是轧机线的重要组成部分，本文介绍本钢冷轧连续酸洗—轧机联合机组中的轧机飞剪控制系统的控制原理及控制过程，该飞剪是目前世界上先进的飞剪设备之一。

关键词：轧机；飞剪；控制

中图分类号：TG333 文献标识码：B

Flying Shear Control System in the Tandem Mill

ZHANG Liang1,ZHANG Qi2

(1.Benxi Iron and Steel Engineering College，Benxi 11700，China；2. Benxi Iron and Steel

Group Company，Benxi 117000，China)

Abstract：The flying shear is an important part of the tandem mill line．The article introduces the structure principle of the system control and the control process of the continue pickling line coupled with the tandem mill of the cold rolling strip Bengang.The flying is one of the newest developed flying at present．

Key words：tandem mill；flying shear；control

1 概述

本钢冷轧轧机电气控制系统由法国CMS公司设计与调试，轧机出口采用转鼓式飞剪（简称飞剪），其作用是不停机用于分卷剪切，使带钢平稳地过渡到另一台卷取机进行卷取，飞剪主电机状态、转速、故障报警均由计算机控制与监视，主传动采用JR4000D（FDPS）全数字直流调整系统。

2 飞剪的特点及主要技术数据

飞剪主要由刀刃、刀夹、滚筒和固定架等组成，控制系统采用可控硅反并联逻辑无环流速度控制以及带钢跟踪，刀刃跟踪控制系统。该系统剪切控制精度高，定位控制准确，飞剪剪切的技术数据如下：剪切厚度0.4～3.00mm；剪切宽度700～1525mm；剪切速度60～300m/min。

根据工艺要求，飞剪安装在距离第四机架9.100m的位置，在这短矩离之内，以确保切割精度，通过对带钢的准确跟踪和刀刃的跟踪，从而完成对飞剪的切断控制，飞剪剪切过程示意图如图1。正常运行顺序为：

停止→加速→剪切→减速→返回到初始位置→停车；若剪切失败则为：停止→加速→剪切(失败)→紧急停

车。

3 飞剪的控制原理

四机架在连续轧制时，通常以500m/min以上的速度进行高速轧制，当卷取机要分卷进行剪切时，计算机接收到带钢跟踪系统发来的“焊缝在轧机入口”信号后控制轧制线要减速到150m/min以下的线速度运行，当带钢跟踪发出“剪切点在四架”信号后，飞剪功能将计数器值初始化(第四机架到飞剪的距离9.100m)以计算从四架到达飞剪启动位置的长度。当剪切点位于启动位置与飞剪之间的区域时，飞剪的抱闸打开，飞剪剪切速度控制如图2。

KSV算法被应用于启动飞剪、飞剪完成切割、带钢与刀刃跟踪回路切断，与此同时，飞剪制动定位控制器投入，定位控制信号由安装在飞剪上的凸轮开头发出，剪切结束后，飞剪的速度参考值被置为10mpm，使系统由剪切时的驱动状态，过渡到逆变制动状态，减速完成后，速度参考值为－10mpm，以使飞剪回到初始位置，当飞剪到达初始位置时，速度参考值被置为0mpm且抱闸关闭，准备下一次剪切。

图1

图2

4飞剪的运行方式

飞剪向前点动，飞剪向后点动，飞剪动态剪切，飞剪停车剪，飞剪附加剪，以上各种方式，操作工可任意选一种。

5 飞剪控制系统的硬件结构

飞剪控制系统主要由计算机监控部分、JS1600出口计算机控制以及FDPS传动系统三个部分组成，飞剪控制系统结构图见图3。

图3

监控部分主要用于动态画面显示，以及主传动电机的转速，故障报警显示等。JS1600出口计算机是一种直接数字控制计算机(DDC)，它完成逻辑顺序控制，与上位机和其它计算机的数据交换，实现直流传动系统FDPS的接通、断开、速度设定、电流设定和参数计算。传动部分主要由FDPS全数字直流调速装置(此装置有自身的处理器和智能模块)进行调速控制、故障诊断与报警、系统的结构组态及各个环节的参数都可用数字形式进行设定和修改。JS1600出口计算机与FDPS直流传动系统通过3#光纤网4#站用于通讯，实现计算机与FDPS之间信息传递和数据传输。

6 飞剪控制信息传递

系统的主要控制是JS1600出口计算机和FDPS控制系统来完成的。通过对FDPS的参数设定、系统优化、实现双闭环控制，由JS1600计算机程序来控制传动装置，JS1600发出的控制信号(如主接触器的接通、关断，速度设定，加减速，抱闸信号，故障识别等)为数字量来控制FDPS，而FDPS反馈的速度实际值和电流实际值，抱闸打开信号和速度>0信号送到JS1600出口计算机。

7 飞剪主传动JR4000D(FDPS)系统概述

飞剪主传动采用处理器FDPS全数字调速系统。主回路采用可控硅反并联逻辑无环流调速系统，交流主回路串快熔作SCR元件和线路保护，在控制回路中设瞬时过流和延时过流保护、过压保护等，SCR元件的保护系统由微处理器完成调节器，触发脉冲移相控制及反馈信号(如隔离放大，模数转换)等功能的可调速度驱动装置，这种可调速度驱动装置能方便的构成多种形式的控制系统，既可以搭成调速系统，又可以构成张力控制系统，通过改接输入输出和跳接线及改变特定元件参数设置即可实现控制系统类型的转换。处理器板是FDPS控制器的核心，完成SCR触发脉冲移相控制及系统诊断保护，提供和微控器(CPM11)交换的接口电路等大部分调节功能。应用板和过程接口板主要用作处理器板和外部设备联系的接口电路，在两者间起缓冲和桥梁作用。FDPS数字调速系统结构上就是常见的转速电流双闭环调速系统，其给定积分器、速度调节器、电流调节器均采用数字调节器，对应的功能由计算机软件来实现。正常运行时，连续运行速度指令不论是外接信号还是微控器(CPM11)按键输入的数字设定值均通过给定积分器后送入速度调节器，点动运行速度指令不通过给定积分器而直接进入数字调节器。可利用微控器观察核对所有系统参数，或根据电动机整流装置、转速和电流的检测装置等系统固有部分特性以及系统对动静态控制精度的要求，设定或修改系统内所有参数，使系统工作在最佳状态。