热连轧带钢生产线使用说明书
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四. 直流传动部分
4.1 直流传动方案 本控制系统中直流传动系统全部采用西门子公司的6RA70全数字直流调速装置.该装
置可满足高动态品质与高调速精度的要求，对传动系统的控制采用了灵活多样的软件模 块，可满足各种控制的要求。并具有速度环优化、电流环优化、弱磁曲线测试等自动优
单位：天津爱得科技发展有限公司
轧制表的存贮、修改和打印及管理 生产报表的生成、存贮、显示和打印 故障报警信息的显示与打印 工艺参数的预设定及修改，包括：
— 级联速度设定 — 辊径设定 — 活套高度设定 — 张力系数设定 轧制过程状态显示包括：
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地址：天津市高新技术产业园区鑫茂科技园4#楼C-501
电话: 022-23858326
一、简述
感谢您 选 用 天津爱得科技发展有限公司设计制造的自动化产品，我公司愿竭诚为您 提供优质服务，并无偿提供技术支持。
天津爱得公司对提供给您 的自动化控制设备，技术和质量的承诺是：我公司提供的产 品均为合格产品，生产的产品实行终身服务。 热轧带钢生产线根据产品的材质、规格不同，某些技术参数不尽相同，但整体控制思想相 通，操作人员只需对相应产品的工艺参数通过人机界面进行修改即可。
传真: 022-23858325
Email:aderkj@
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名称:带钢生产线 日期：2007 编写：技术部 Page ：5
ader爱得科技
— 主传动电流和速度的直方图和趋势图 — 活套高度基准值和实际值的角度图 — 轧机辊缝实际值 — 轧制状态 — 各电气设备的就绪、运行、停止和故障画面 — 故障报警画面 — 帮助画面 3.4 自动化控制系统功能描述 1) 粗中轧PLC控制系统的主要功能 · 粗、中轧机组速度设定及微调 · 粗、中轧机组工作方式选择（手动、半自动、自动）及运行控制 · 粗、中轧区辊道速度设定、控制与联锁 · 对中装置控制 · 粗轧区APC（压下、侧压等）控制 · 粗、中轧区液压系统、高压水泵、干稀油润滑等系统介质设备联锁控制 · 运行联锁 · 网络通讯 2) 精轧PLC控制系统的主要功能 · 精轧机组速度设定及微调 · 精轧电动活套起、落套控制及套高闭环控制 · 精轧机前运输辊道速度设定、控制与连锁 · 精轧区液压系统的干稀油润滑等系统介质设备联锁控制 · 运行联锁 · 网络通讯
同时，为了把操作人员的经验溶入到自动化系统中，操作人员可对机架地速度进行手 动微量调节。在轧线操作台上设有各机架速度手动微调钮，用于对各机架速度的人工调节， 调节好的机架间的速度级联关系，经人工确认，系统可自动存储此时的各机架速度，作为该 规格轧件的级联速度设定。
2.3 级联阻断控制
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存储在轧制表中的初始设定参数，如辊径、速比、计算速度等存在误差，这样就不能 完全适应各轧机件的速度级联关系。而在轧制过程中，这些误差会通过微张力控制、活套 控制以速度修正的形式作用于相应的机架上来形成真实的速度级联关系。速度设定自适应 就是根据轧机速度来对相应机架的延伸率进行修正，并根据修正后的延伸率来修正速度的 设定值，从而使下一个轧件轧制时，各机架间处于更佳的配合状态，在不断地修正过程 中，各机架间将最终处于最佳的配合状态。
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生产线直流传动控制全部选用SIEMENS公司6RA70系列全数字直流调速装置，交流辅 机采用变频调速器装置。 3.2 自动化三层通讯网络
自动化系统通讯网络分为三层： 第一层： 调速装置与OS操作系统之间采用USS通讯网络，操作控制指令通过USS通 讯传送到各调速传动系统，调速装置收集各操作状态和电气参数送到PLC系统进行控 制。 第二层：PLC与调速装置之间采用ProfiBus-DP通讯网络，PLC把设定参数和控制指 令传送到各调速系统，并收集各调速系统的状态和电气参数送到人机接口的CRT上显 示。 第三层：各人机接口与PLC之间联成MPI网，实现彼此的信息交换。通过MPI网，把 轧制工艺参数设定值和对电气设备的操作从人机接口传送到PLC，由PLC把各设备的状态 和工艺、电气参数及故障收集送到人机接口的CRT显示。 3.3 自动化操作员站 在生产线主操作台（粗轧机操作台、精轧机操作台、收集操作台）各设置1台上位 机作为操作员站。这几台上位机通过MPI网与各PLC主站联成一体，相互传递信息。同时 在各主控制室均设置1台上位机作为工程师站，可在此对PLC程序进行监控； 图形软件采用西门子WINCC监控软件，具有实时监控，历史趋势图表，报表，故障 信息显示，良好的人机界面，丰富的图形库，过程控制功能块，数学函数等功能。 各操作站主要功能和画面有：
二、自动化控制理论依据
为了实现热连轧生产线的自动控制，首先对连轧工艺的关键技术要有一定理论上的理 解，下面对热连轧工艺作一叙述。 2.1 速度级联控制
在热连轧机组中，为保证成品质量，以成品机架（末机架）为基准机架，保持其速度不 变，并作为基准速度设定，其前面机架速度根据金属秒流量相等的原理，自动按比例设定； 在轧制过程中来自活套闭环控制的调节量、手动干预调节量，依次按逆轧制方向对其前面的 各机架速度作增、减，实现级联控制。速度级联控制是连轧生产线电气控制思想的精华，它 充分体现了钢材连轧生产的特点。 2.2 轧线速度设定自适应
三．自动化控制方案描述
3.1 自动化三级控制系统
单位：天津爱得科技发展有限公司
地址：天津市高新技术产业园区鑫茂科技园4#楼C-501
电话: 022-23858326
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名称:带钢生产线 日期：2007 编写：技术部 Page ：3
当轧机咬钢或运行中产生冲击负荷时，速度会瞬间降低，机架间正常的速度关系受到 破坏，造成堆钢。动态速降补偿可减小和消除这种堆钢现象。实现方法如下：
在轧件进入轧机前提高此机架的速度。速降补偿量及补偿时间可从上位机调整并存到 轧制表中。 2.5 活套高度闭环控制
在带钢连轧生产中，为保证成品质量，避免由于各种原因导致的推钢、拉钢，在机架 之间设置了活套装置，而活套控制也是连轧机自动控制的关键之一。活套是由于在机架间存 储了多余轧线长度的轧件而引起的，也正是由于这些多余的轧件，起到了对轧件推拉的有效 缓冲。在控制过程中，以活套套量为目标，以速度调节为手段，即可达到控制活套的目的。
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名称:带钢生产线 日期：2007 编写：技术部 Page ：2
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在连轧生产过程中，轧制节奏通常很快，上一根钢尾还在连轧机组中时，下一根钢 头已进入前架轧机。为使上一根钢的级联调速不影响到下根钢，在钢尾从第1架轧机离开 时，就对第1架轧机速度实行断级联控制，即下游机架的速度联调不对第1架起作用，以此 类推到下游机架；当下一根钢咬入第2架时，第1根钢恢复级联调整，以此类推到下游机 架。 2.4 动态速降补偿
具体方法为：当活套套量（对应张力）超过设定值时，就降低上游机架的速度；反之， 则升高上游机架的速度。同时活套调节量参与速度级联运算，即某机架活套调节量变化，会 同时改变其上游的所有机架速度，以保证上游机架调节的快速性。 2.6 起落套控制
活套起落直接影响到正常轧钢。如果起套过早，轧件未咬入下游机架，就会产生堆 钢，堵钢，造成事故；如果起套过晚，通常情况下会造成拉钢；如果落套过早，一般情况 下会造成堆钢；如果落套过晚，将会产生甩尾现象，严重时会影响到轧制节奏。
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三级控制系统由人机接口（HMI）、基础自动化系统（PLC）和调速传动控制系统 (6RA70、F7B)构成，分别完成各自的控制功能。
人机接口（HMI） 人机接口（HMI）以研华P4工控机为核心，共由(N)台工控机组成 粗(中)轧区控制站功能包括：粗轧机轧制参数的设定，轧制表的输入、存储和修 改，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（辊径、辊缝、速度参数 等）的人工设定，故障报警与记录，历史电流曲线、速度曲线的纪录，生产统计报表的 生成、存储及打印等。 （中）精轧区控制站：主要实现连轧机组自动化系统的人机接口功能，包括：轧制 参数的设定，轧制表的输入、存储和修改，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（辊径、活套高度、张力、速度参数等）的人工设定，故障报警与记录， 历史电流曲线、速度曲线的纪录，生产班次记载，生产统计报表的生成、存储及打印 等。 控制室维护管理监控系统的人机接口功能包括：整条生产线各设备状态和电气参 数的动态显示，故障报警与记录，历史电流曲线、速度曲线的纪录、报表的生成、存储 及打印等。
活套起落控制通常分为自动和手动两种方式。原则上自动方式靠电机咬钢电流作为检 测信号，当活套相邻两机架同时含钢的瞬间起套；当活套相邻上游机架无钢瞬间落套。但 实际中应视具体情况一般需要采取起套延时和落套延时的办法效果较好，起套延时量和落 套延时量皆为相关轧机轧制速度的变量。手动方式一般在操作台上设起套/落套按钮，人 工操作控制活套起落。
基础自动化系统（PLC） 基础自动化级采用SIEMENS公司S7-400（300） PLC（粗轧主站、精轧主站） ，同 时主传动及辅传动设备均具有profibusDP接口能力。上位监控系统与基础自动化级之间 PLC采用DP(或MPI)网连接，基础自动化级PLC和传动级之间采用profibus-DP网连接， 最大限度的利用SIEMENS全数字传动的网络控制功能和本身的逻辑操作功能，增加控 制 的 灵 活 性 。 profibus-DP 为 开 放 式 网 络 ， 符 合 国 际 标 准 EN50110 ， 传 输 速 率 最 大 12Mbps，采用双绞屏蔽线，最大长度可达90km。基础自动化级PLC采用分布式I/O系 统：现场设备的保护信号连接到就近的远程终端上，远程终端之间、远程终端和主控 PLC之间用profibus-DP网连接。这样，减少了现场设备到控制室、电气控制系统之间的 信号连接电缆，使控制柜的接出线仅为通讯电缆和电源线，使控制台到主控PLC之间为 通讯电缆和电源线。充分利用网络，降低故障率，减少维修时间，降低维护人员的维护 工作量。
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名称:带钢生产线 日期：2007 编写：技术部 Page ：1
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ader爱得科技 热轧带钢生产线
传动自动化控制系统使用手册
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目录
一、简述………………………………………………………………………2 二、自动化控制理论依据……………………………………………………2 三、自动化控制方案描述……………………………………………………3 四、直流传动部分……………………………………………………………6 五、交流传动部分……………………………………………………………9 六、控制柜（台）原理及操作说明…………………………………………9 七、常见故障…………………………………………………………………16 八、技术服务…………………………………………………………………18
传动系统
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名称:带钢生产线 日期：2007 编写：技术部 Page ：4
4.1 直流传动方案 本控制系统中直流传动系统全部采用西门子公司的6RA70全数字直流调速装置.该装
置可满足高动态品质与高调速精度的要求，对传动系统的控制采用了灵活多样的软件模 块，可满足各种控制的要求。并具有速度环优化、电流环优化、弱磁曲线测试等自动优
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轧制表的存贮、修改和打印及管理 生产报表的生成、存贮、显示和打印 故障报警信息的显示与打印 工艺参数的预设定及修改，包括：
— 级联速度设定 — 辊径设定 — 活套高度设定 — 张力系数设定 轧制过程状态显示包括：
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一、简述
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天津爱得公司对提供给您 的自动化控制设备，技术和质量的承诺是：我公司提供的产 品均为合格产品，生产的产品实行终身服务。 热轧带钢生产线根据产品的材质、规格不同，某些技术参数不尽相同，但整体控制思想相 通，操作人员只需对相应产品的工艺参数通过人机界面进行修改即可。
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— 主传动电流和速度的直方图和趋势图 — 活套高度基准值和实际值的角度图 — 轧机辊缝实际值 — 轧制状态 — 各电气设备的就绪、运行、停止和故障画面 — 故障报警画面 — 帮助画面 3.4 自动化控制系统功能描述 1) 粗中轧PLC控制系统的主要功能 · 粗、中轧机组速度设定及微调 · 粗、中轧机组工作方式选择（手动、半自动、自动）及运行控制 · 粗、中轧区辊道速度设定、控制与联锁 · 对中装置控制 · 粗轧区APC（压下、侧压等）控制 · 粗、中轧区液压系统、高压水泵、干稀油润滑等系统介质设备联锁控制 · 运行联锁 · 网络通讯 2) 精轧PLC控制系统的主要功能 · 精轧机组速度设定及微调 · 精轧电动活套起、落套控制及套高闭环控制 · 精轧机前运输辊道速度设定、控制与连锁 · 精轧区液压系统的干稀油润滑等系统介质设备联锁控制 · 运行联锁 · 网络通讯
同时，为了把操作人员的经验溶入到自动化系统中，操作人员可对机架地速度进行手 动微量调节。在轧线操作台上设有各机架速度手动微调钮，用于对各机架速度的人工调节， 调节好的机架间的速度级联关系，经人工确认，系统可自动存储此时的各机架速度，作为该 规格轧件的级联速度设定。
2.3 级联阻断控制
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存储在轧制表中的初始设定参数，如辊径、速比、计算速度等存在误差，这样就不能 完全适应各轧机件的速度级联关系。而在轧制过程中，这些误差会通过微张力控制、活套 控制以速度修正的形式作用于相应的机架上来形成真实的速度级联关系。速度设定自适应 就是根据轧机速度来对相应机架的延伸率进行修正，并根据修正后的延伸率来修正速度的 设定值，从而使下一个轧件轧制时，各机架间处于更佳的配合状态，在不断地修正过程 中，各机架间将最终处于最佳的配合状态。
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生产线直流传动控制全部选用SIEMENS公司6RA70系列全数字直流调速装置，交流辅 机采用变频调速器装置。 3.2 自动化三层通讯网络
自动化系统通讯网络分为三层： 第一层： 调速装置与OS操作系统之间采用USS通讯网络，操作控制指令通过USS通 讯传送到各调速传动系统，调速装置收集各操作状态和电气参数送到PLC系统进行控 制。 第二层：PLC与调速装置之间采用ProfiBus-DP通讯网络，PLC把设定参数和控制指 令传送到各调速系统，并收集各调速系统的状态和电气参数送到人机接口的CRT上显 示。 第三层：各人机接口与PLC之间联成MPI网，实现彼此的信息交换。通过MPI网，把 轧制工艺参数设定值和对电气设备的操作从人机接口传送到PLC，由PLC把各设备的状态 和工艺、电气参数及故障收集送到人机接口的CRT显示。 3.3 自动化操作员站 在生产线主操作台（粗轧机操作台、精轧机操作台、收集操作台）各设置1台上位 机作为操作员站。这几台上位机通过MPI网与各PLC主站联成一体，相互传递信息。同时 在各主控制室均设置1台上位机作为工程师站，可在此对PLC程序进行监控； 图形软件采用西门子WINCC监控软件，具有实时监控，历史趋势图表，报表，故障 信息显示，良好的人机界面，丰富的图形库，过程控制功能块，数学函数等功能。 各操作站主要功能和画面有：
二、自动化控制理论依据
为了实现热连轧生产线的自动控制，首先对连轧工艺的关键技术要有一定理论上的理 解，下面对热连轧工艺作一叙述。 2.1 速度级联控制
在热连轧机组中，为保证成品质量，以成品机架（末机架）为基准机架，保持其速度不 变，并作为基准速度设定，其前面机架速度根据金属秒流量相等的原理，自动按比例设定； 在轧制过程中来自活套闭环控制的调节量、手动干预调节量，依次按逆轧制方向对其前面的 各机架速度作增、减，实现级联控制。速度级联控制是连轧生产线电气控制思想的精华，它 充分体现了钢材连轧生产的特点。 2.2 轧线速度设定自适应
三．自动化控制方案描述
3.1 自动化三级控制系统
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当轧机咬钢或运行中产生冲击负荷时，速度会瞬间降低，机架间正常的速度关系受到 破坏，造成堆钢。动态速降补偿可减小和消除这种堆钢现象。实现方法如下：
在轧件进入轧机前提高此机架的速度。速降补偿量及补偿时间可从上位机调整并存到 轧制表中。 2.5 活套高度闭环控制
在带钢连轧生产中，为保证成品质量，避免由于各种原因导致的推钢、拉钢，在机架 之间设置了活套装置，而活套控制也是连轧机自动控制的关键之一。活套是由于在机架间存 储了多余轧线长度的轧件而引起的，也正是由于这些多余的轧件，起到了对轧件推拉的有效 缓冲。在控制过程中，以活套套量为目标，以速度调节为手段，即可达到控制活套的目的。
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在连轧生产过程中，轧制节奏通常很快，上一根钢尾还在连轧机组中时，下一根钢 头已进入前架轧机。为使上一根钢的级联调速不影响到下根钢，在钢尾从第1架轧机离开 时，就对第1架轧机速度实行断级联控制，即下游机架的速度联调不对第1架起作用，以此 类推到下游机架；当下一根钢咬入第2架时，第1根钢恢复级联调整，以此类推到下游机 架。 2.4 动态速降补偿
具体方法为：当活套套量（对应张力）超过设定值时，就降低上游机架的速度；反之， 则升高上游机架的速度。同时活套调节量参与速度级联运算，即某机架活套调节量变化，会 同时改变其上游的所有机架速度，以保证上游机架调节的快速性。 2.6 起落套控制
活套起落直接影响到正常轧钢。如果起套过早，轧件未咬入下游机架，就会产生堆 钢，堵钢，造成事故；如果起套过晚，通常情况下会造成拉钢；如果落套过早，一般情况 下会造成堆钢；如果落套过晚，将会产生甩尾现象，严重时会影响到轧制节奏。
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人机接口（HMI） 人机接口（HMI）以研华P4工控机为核心，共由(N)台工控机组成 粗(中)轧区控制站功能包括：粗轧机轧制参数的设定，轧制表的输入、存储和修 改，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（辊径、辊缝、速度参数 等）的人工设定，故障报警与记录，历史电流曲线、速度曲线的纪录，生产统计报表的 生成、存储及打印等。 （中）精轧区控制站：主要实现连轧机组自动化系统的人机接口功能，包括：轧制 参数的设定，轧制表的输入、存储和修改，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（辊径、活套高度、张力、速度参数等）的人工设定，故障报警与记录， 历史电流曲线、速度曲线的纪录，生产班次记载，生产统计报表的生成、存储及打印 等。 控制室维护管理监控系统的人机接口功能包括：整条生产线各设备状态和电气参 数的动态显示，故障报警与记录，历史电流曲线、速度曲线的纪录、报表的生成、存储 及打印等。
活套起落控制通常分为自动和手动两种方式。原则上自动方式靠电机咬钢电流作为检 测信号，当活套相邻两机架同时含钢的瞬间起套；当活套相邻上游机架无钢瞬间落套。但 实际中应视具体情况一般需要采取起套延时和落套延时的办法效果较好，起套延时量和落 套延时量皆为相关轧机轧制速度的变量。手动方式一般在操作台上设起套/落套按钮，人 工操作控制活套起落。
基础自动化系统（PLC） 基础自动化级采用SIEMENS公司S7-400（300） PLC（粗轧主站、精轧主站） ，同 时主传动及辅传动设备均具有profibusDP接口能力。上位监控系统与基础自动化级之间 PLC采用DP(或MPI)网连接，基础自动化级PLC和传动级之间采用profibus-DP网连接， 最大限度的利用SIEMENS全数字传动的网络控制功能和本身的逻辑操作功能，增加控 制 的 灵 活 性 。 profibus-DP 为 开 放 式 网 络 ， 符 合 国 际 标 准 EN50110 ， 传 输 速 率 最 大 12Mbps，采用双绞屏蔽线，最大长度可达90km。基础自动化级PLC采用分布式I/O系 统：现场设备的保护信号连接到就近的远程终端上，远程终端之间、远程终端和主控 PLC之间用profibus-DP网连接。这样，减少了现场设备到控制室、电气控制系统之间的 信号连接电缆，使控制柜的接出线仅为通讯电缆和电源线，使控制台到主控PLC之间为 通讯电缆和电源线。充分利用网络，降低故障率，减少维修时间，降低维护人员的维护 工作量。
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一、简述………………………………………………………………………2 二、自动化控制理论依据……………………………………………………2 三、自动化控制方案描述……………………………………………………3 四、直流传动部分……………………………………………………………6 五、交流传动部分……………………………………………………………9 六、控制柜（台）原理及操作说明…………………………………………9 七、常见故障…………………………………………………………………16 八、技术服务…………………………………………………………………18
传动系统
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