冷轧机平整机自动化

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■钢软与德国西门子公司携手合作,在2005年成功的建设了国内首条1500mm单机架六辊可逆(六道次)冷轧机。


■经过不断的消化吸收和创新,钢软掌握了轧机自动化控制的核心技术,先后成功实施了1450mm、1250mm单机架平整机控制系统集成。


■系统使用了先进的计算机控制、工业以太网、现场总线、网络通讯技术实现分散控制,不仅节约投入成本、便于调试和维护,而且自动化程度高、机组运行稳定,为生产高质量产品提供可靠的精度保障。


【高性能的核心控制硬件】:

■主控S7-400 PLC:  

完成数据管理、 全线协调 、物料跟踪、张力控制、主传动控制。


■顺控S7-400 PLC:    

完成出入口、换辊顺序控制、钢卷输送及处理、高低压液压系统、润滑系统控制。


■安装在主控PLC上的FM 458:    

完成在轧制力和张力模式下,实现延伸率的自动控制。

完成液压辊缝位置、轧制力、弯辊的控制以及伺服阀补偿的计算。

轧制道次计算、各道次出口厚度计算。


【先进的网络架构】:

使用可带电插拔的ET200 I/O站灵活的分布于现场,连接输入输出信号;

PLC与ET200站、传动控制器数据通讯,利用开放的现场总线Profibus实现;

快速I/O信号通过扩展的特殊专用模板通道,直接输入到FM 458控制器,满足信号的高速响应;

使用快速工业以太网实现控制系统站间、与工程师站、操作员站的数据通讯。


【系统功能】

【物料追踪和数据处理】

设定值处理

接收和分配数据

收集发送生产数据

监控

带钢跟踪

实际值处理

所有逻辑和工艺功能协调

操作模式


【轧机自动厚度控制(AGC)】

控制包括:液压APC控制、辊缝同步及倾斜控制、恒压力控制、预压靠控制(零点标定)、前馈AGC控制、监控AGC控制、流量AGC控制、AGC增益自适应。


【平整延伸率测量和控制】

速度测量值将由安装在入口和出口的高精度激光测速仪确定,或由安装在轧机入口侧上张紧辊处和出口侧转向辊处的测速编码器确定。

在HMI上选择通过轧制力或带钢张力进行延伸率自动控制,如果两个控制环都选择,这些控制环的影响将根据带钢断面自动的适应。在较小断面时张力影响比较大。在较大断面时轧制力影响较大。

液压缸上的压力传感器测量实际的轧制力,程序自动给予修正值以补偿活塞杆侧压力、弯辊、支撑辊平衡和辊重的影响。

延伸率自动控制投入前后效果比较




【位置控制】

位置调节器控制驱动侧和操作侧的液压缸的实际位置值的平均值达到并保持在辊缝设定值。


【轧辊倾斜控制】

“增大倾斜”或“减少倾斜”信号使倾角控制器沿着机架的中心线改变输出倾斜量,倾斜通过机架两侧的伺服阀的推拉运动实现,这个控制环在位置控制和轧制力控制期间都是有效的。


【轧制力差控制】

轧制力差控制在正常操作时有效(与轧制力控制共同作用),在平整操作时,通常将轧制力差控制在零。




【随动控制】

该功能保证在任何情况下,位置控制和轧制力控制能平滑的转换运行。


【监控】

对轧制力、轧制力差、倾斜位置等参数进行监控,如果超过极限值,则在HMI上将出现报警信息。


【机组轧制线的标定】

分基本标定、手动标定。如果计数器的状态与轧制辊缝位置之间的关系不在有效范围内,如果计数器的状态丢失或如果辊组的配置改变(换辊、轧制线移动等),都要进行重新标定;手动标定与基本标定的条件相同,但在特殊检查步骤期间停止,如:在连续轧制之前通过操作者干预进行油膜检查对操作位置调零。


【液压辊缝控制(HGC)】

■辊缝控制的组成:位置控制器、轧制力控制器、倾斜控制器、轧制力差控制器

■辊缝功能监视:轧制力限制、最小轧制力、轧制力差、倾斜、线性化的伺服阀控制(碟形曲线)、位置传感器故障、压力传感器故障、伺服阀老化

■辅助功能:设定值斜坡斜率、平滑的控制器切换、辊重轴重和弯曲校正、实际值处理、校准过程支持、诊断值输出

■操作模式:轧辊位置控制联合倾斜控制、轧制力控制联合倾斜控制、用于标定的单轧制力控制


【弯辊控制】

分正弯、负弯两种模式。弯辊控制器具有控制算法、模式选择、控制显示、伺服阀输出信号的数字滤波功能。




【自适应补偿】

伺服阀或比例阀特性补偿

阀的开度取决于阀端的压力差及控制电流,但阀自身具有非线性特性,因此在终端辊缝控制器的输出通过一个自适应系数加权,这个系数在压差变小时开大阀门,从而线性化了控制通道并改进了辊缝控制器的动态性能。

轧辊偏心、前滑、油膜厚度、机组的加减速自动补偿。


【开卷机、卷取机控制】

卷径计算、张力力矩计算、弯曲力矩的计算、加速力矩计算、摩擦力矩补偿。


【顺序控制】

实现上卷小车、卸卷小车、换辊、接轴定位、液压站等设备的全自动控制。

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【优势】:

■同行业中居世界前沿水平,控制技术与效果遥遥领先于国内其它同类公司,性价比高,市场竞争力强。

■产品质量及性能稳定、自动控制精度高、投入成本低。

■冷轧稳速段成品厚度公差≦1%,平整稳速段延伸率1%±0.2%,相比其它同类公司,精度提高至少30%以上。

■方案覆盖L1:基础自动化级、L2:过程自动化级、L3:生产管理级,提供全面的解决方案。

■成熟方案,实施周期短,减少了现场调试时间,提高生产效率。已在高要求、高标准的环境下成功实施,控制效果及产品质量明显优于同类产品,用户非常满意。

■具有远程诊断操作功能,协助查找设备故障原因,排除后顾之忧。


【特点】:

结构??榛菏褂梦髅抛覲CS7软件编程,程序分类清晰,标准化的结构模式,功能??榛?,简单明了、易读易懂。

可视化:人性化的人机界面设计,棒图、趋势图、归档、配方、历史数据、报警记录及各类工艺数据一目了然。

仿真功能:压下系统、传动系统、顺控系统的控制,均模拟现场状况使用了特殊的仿真程序,方便用户模拟轧钢,提前熟悉各项功能。


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