双机架可逆冷轧机控制研讨.ppt

主要内容 1. 轧机设备及仪表 2. 计算机控制系统组成 3. 计算机控制主要功能 * 双机架可逆冷轧机控制 2006.5 武汉 1. 轧机设备及仪表 1. 轧机设备及仪表 双机架可逆冷轧机是近年来国际上推出的很有特色的冷轧机机型，由于具有若干优点，已成为冷轧带钢领域的一种重要机型。可换双机架可逆冷连轧机的主要设备一般包括1#卷取机、1#张力辊、1#冷轧机、2#张力辊、2#冷轧机、3#张力辊、2#卷取机、卸卷小车等。主要仪表包括压力仪、张力计、测厚仪、激光测速仪、辊缝仪和板形仪，轧机主要设备和检测仪表如图1所示。 设备主要特点是：(1)生产能力50~100万t／a，适合与薄板坯连铸连轧线配合提高冷轧生产效率；(2)可实现2、4、6道次轧制，更加灵活；(3)与2台单机架轧机相比，投资节约20％，生产成本降低30％；与1套5机架连轧机相比，投资节约50％，生产成本相当；(4)可以配备先进齐全的自动化仪表和控制手段，实现全道次质量控制；(5)掌握双机架冷轧机技术可以覆盖到单机架和多机架连轧机。 1. 轧机设备及仪表 2. 计算机控制系统组成 2. 计算机控制系统组成 随着液压控制系统在压下、弯辊和窜辊机构的广泛应用，加上全部控制都将作用于轧辊轧件形成的变形区，所以冷连轧计算机控制系统必须满足高速控制和高速通讯的要求。冷连轧机组除了一些顺序逻辑控制可以采用PLC外，大部分功能要求实现高速控制，控制周期为1~10 ms，因此需要大量采用高性能多CPU控制器(HPC)。由于厚度控制、张力控制和板形控制等多个质量控制功能最终都用于变形区，因此多个功能之间的相互传递数据的速度要求很快，一般数据交换时间要求为1～2 ms。目前能具有此能力也仅有美国GE、德国SIMENS等几家大电气公司，从系统结构来看可分为区域控制器群结构和超高速网结构两大类。图2为可逆冷连轧机的计算机控制系统结构之一。控制系统包括过程自动化级L2、基础自动化级L1和数字传动级L0。 数字传动控制装置全部采用美国AVTRON公司生产的32位全数字直流传动控制装置ADD一32 过程自动化级采用两台小型机或微机加上必要的外设，其中一台在线运行，一台作为备用。这两台过程控制计算机通过100 Mb以太网与基础自动化级以及人机界面HMI服务器连 接。近年来，随着PC机技术的快速发展，无论是硬件方面还是软件方面都在向PC技术靠拢，以便降低成本，因此该系统采用了两台PC机的方案。 2. 计算机控制系统组成 2. 计算机控制系统组成 基础自动化级采用了区域控制器群结构，即用于控制各机架的控制器用一个高速光纤内存映像网连成一个控制器群。基础自动化级控制器主要由PLC和HPC(高性能控制器)组成，其中HPC为基于VME总线的多CPU控制器，主要用于快速控制，包括质量控制的自动液压压下AGC、自动板形控制ASC、液压传动数字控制(自动位置控制APC、液压弯辊AFC等)。PLC主要用于顺序控制 和速度不太高的位置控制、速度控制、张力控制等。 区域控制器群的区域主管AM也采用PLC，主要功能为顺序控制，区域主管面向轧机负责与过程计算机联系，接收设定值并进行管理，同时收集 I／O值以及中间变量进行数据处理后发送给过程计算机。区域控制器群分为两层：上层为区域主管，包括质量控制(AGC、ASC)用的HPC；下层为数 字传动，包括电气传动控制器和液压传动控制器。考虑到一台轧机中含有多个液压机构(压下、弯辊、快速换辊等)，因此下层液压传动控制器又称为机架控制器(SC)，其中多个CPU分别控制本机架的各液压系统。 系统采用统一的人机界面系统HMI，即L1与L2使用同一个HMI系统，为此HMI系统的服务器通过主干网与过程计算机交换数据，定期更新服务器中的数据库，以便在任何一个客户或操作员站上显示L1或L2的画面。 3. 计算机控制主要功能 冷连轧机自动控制系统的主要任务是保证冷轧产品的产量和质量，其主要功能模块及系统软件结构如图3所示，控制功能主要包括模型设定、参数优化、模型自学习和模型自适应、带钢跟踪、速度控制、张力控制、厚度控制、板形控制、轧机运行控制等。 3．1 过程自动化级 主要任务是：进行带钢跟踪，实现相应的控制和数据功能；应用自适应数学模型为冷连轧机的控制与调节系统计算输出最佳设定值；记录和输 出信息。主要功能模块包括：(1)带钢跟踪；(2)轧制程序计算；(3)测量值收集和处理。 （1）带钢跟踪 带钢跟踪是指以钢卷跟踪为基础的物流跟踪，主要包括：钢卷数据的输入与显示，机组内带钢跟踪。 。 （2） 轧制程序计算 轧制程序计算是一个综合程序系统，包括轧制规范、设定值计