热连轧过程及计算机控制(L-2).ppt

4)人机界面采用OPS十OPU结构，即操作台除了必须的紧急按钮等操作器具外，主要由OPS(带CRT显示及专用触模式键盘的操作员站)及OPU(带灯辅助功能键盘)组成。 5)系统具有高可靠性 正常连续生产是冷、热连轧机的基本要求，也是提高产品质量和效率的根本保证。因此，轧制过程计算机控制系统要求具有很高的可靠性。一般要求整个系统的故障率小于0.2％，也就是说，如果系统的考核时间为720小时，系统允许出现故障及故障恢复时间总共不能超过1．44小时。 6)具有较强的系统诊断能力，一般提供系统诊断站，提高系统可靠性和维护效率。 7)每个操作员站的数据点一般不超过l024点，但要求数据刷新要快，一般要求数据刷新小于500ms。 3.3 轧制过程计算机系统配置典型结构 为了满足冷、热连轧计算机控制系统对于高速控制和高速通讯的要求，国外大电气公司都设计有针对性的大型分布式计算机控制系统。但从系统的拓朴结构上看基本上可归纳为两类系统，即区域控制群结构和超高速网结构。 （1）区域控制器群结构 属于区域控制器群这一结构的有GE的INNOVATION系统和西门子的SIROLL系统(图3-1)，其特点是采用高速网将控制连轧机组的各控制器(PLC及HPC)连成一个控制器群以解决各HPC间的快速数据交换(1~2ms)。 系统由Ll(一级)基础自动化级，L2(二级)过程自动化级及L3(三级)生产控制级构成。基础自动化级内采用高速网后分为二层，上层为区域主管及用于质量控制的HPC(例如厚度控制，板形控制)。下层则为主传动数字控制器和机架控制器(SC)。机架控制器实际上即为本机架各液压机构(液压压下，弯辊，串辊)的液压传动数字控制器(液压APC)。因此可以说下层为传动(电气传动及液压传动)的数字控制器。 3 带钢热连轧计算机控制系统 图3-1 区域控制器群结构 (2) 超高速网结构 属于这一结构的有日立系统、三菱系统(图3-2)以及ALSTOM的ALSPA系统。这一系统的特点是所有控制器都平铺地连接在Ll／L2间的超高速网上，利用超高速网的宽频带，各控制器间以及L1与L2间以五种速度交换数据。同一区域内控制器可以以1~2ms的周期交换数据；不同区域的控制器可以以50ms或100m周期交换数据；Ll与L2间可以用50ms(跟踪信息)、100ms(数据采样)及500ms(设定值下送)周期交换数据；L1与L2与人—机界面系统的服务器可以用500或1000ms周期交换数据。 无论是“区域控制器群”还是“超高速网”结构，由于解决了1~2ms的超高速数据交换，都很好地满足了冷、热连轧过程的“二高”要求。 3 带钢热连轧计算机控制系统 图3-2 超高速网结构 3.4 CSP计算机系统主要功能 3 带钢热连轧计算机控制系统 连铸计算机 （板坯连铸过程控制） 轧制计算机 （轧制过程控制：设定、AGC、 卷取温度控制、速度控制等） 生产控制计算机 （产品性能、产品质量数据传送等） 板形计算机 （轧件板形控制） 4. 带钢热连轧数学模型的基本方程 （Basic Equations of Mathematic Models for Hot Strip Mills） 4.1 弹跳方程 轧机弹跳量一般可达2～5mm，对于开坯轧机或开坯道次来说，由于每道压下量大(往往在几十毫米以上)，一般可不考虑轧机的弹跳量。但对于热轧和冷轧薄板来说，情况就完全不同了，由于压下量仅为几个毫米甚至小于1mm(冷轧则更小)，轧机的弹跳量与压下量属同一数量级，甚至弹跳量超过钢板厚度，因此必须考虑弹跳影响，并需对弹跳值进行精确计算，这样才能得到符合公差要求的产品。 轧机操作时所能调节的只是轧辊空载辊缝S’，而薄板轧机操作中一个最大的困难是如何通过调节S’来达到所需要的带钢厚度。 根据弹跳现象可写出以下关系式(图4—1) 式中SP——有载辊缝，mm； h——轧件厚度，mm； S’——空载辊缝，mm； C’——机座总刚度，kN／nm。 刚度的定义为轧辊辊缝增大1mm所需要的轧制力大小，根据试验表明，机座弹性变形的特性如图4-1所示。 从图4-1中可以看出刚度是轧制力的函数C’=f(P)，而且机座的弹性变形与轧制力并非线性关系，在小轧制力时为一曲线，当轧制力大到一定值以后，力和变形才能近似呈线性关系。这一现象的产生可用零件之间存在接触变形和轴承间隙等来解释。这一非线性区并不稳定，每次换辊后都有