杭钢告诉线材轧机自动控制系统.pdf

冶金自动化 2003年增刊 杭钢高速线材轧机自动控制系统 杨静波，范永强 (杭州钢铁集团公司 高速线材有限公司，浙江 杭州 310022) [摘 要]介绍杭州钢铁集团公司高速线材项目的工业自动化系统，重点介绍了系统的组成、过程自动化、基础自动化。 它是一套全交流传动控制系统，采用的微张力控制、活套控制及离合器控制对轧钢厂具有普遍意义。 关〔键词〕传嗽计算妙 自动控制，过程控制 中〔图分类号〕TG33最6+3 文〔献标识码，” 0引言 杭钢高速线材轧机采用世界上先进的无扭、微张力和无张力连续轧制生产工艺，全线采用温度控 制、低温轧制 、热机轧制和轧后控制冷却等轧制工艺技术，设计年产量05.5-20mm的光面线材盘卷 35t。高线工程的主要设备是由国外引进，其中加热炉系统从日本中外炉公司引进;1-14#轧机由意大 利Pomini公司制造;预精轧机、精轧机以及从吐丝机到集卷的设备由美国Morgan公司制造;主要的 电气设备和自动化装置由美国GE公司设计和制造。本项目于2001年5月投产，2002年产量已达40 万t。该自动化控制系统从总体上分为加热炉区、轧线区、精整区3个部分，每个部分均包括电气传 动及检测仪表、基础自动化、过程自动化，传动部分全部采用全交流调速系统，所采用的元件是IGBT 和IGCT器件。本文主要介绍它的自动控制系统。 1 系统的组成及特点 工业自动化系统有两种结构，即控制中心网络结构和设备网络结构。在前种结构中以太网用在上 层，将现场控制层和过程监控层与管理计算机连接起来。高线项目就是采用这种形式。由于计算机硬 件和网络技术的发展，传统意义上所进行的物理上的系统分级已很难适应目前的发展。因此从系统的 应用功能方面进行分级，避免因硬件分级而可能造成的不必要的重复设置，这有利于合理配置系统， 实现三电一体化，图1是高线项目的系统拓扑图。 整个高线自动化控制系统是由过程自动化、基础自动化和生产管理自动化组成，整个网络包括以 太网及多个局域网，以太网为主干网。 2 基础自动化 2.1传动装置与控制 高速线材生产线的主要传动采用交流传动，也是国内第1条全部采用交流异步机的高速线材生产 线。除精轧机主传动以外，所有交流主传动、需调速的交流辅助传动的电源装置均采用以高速微处理 器 (GEINNOVATION系列)为基础的全数字式IGBT逆变器;精轧机采用适用于大型交流异步电动 机的全数字式的IGCT逆变装置，同样也配备有高速微处理器 (GEINNOVATION系列)，以此构成全 数字控制系统。系统具有调节器参数自调谐、故障自诊断、状态检查、信号记录等功能，调节系统对 速度及电流进行闭环控制。由于IGCT技术的发展，它综合了IGBT和GTO的长处，具有电流大、 电压高、开关频率高、可靠性强、结构紧凑、损耗低的优点，我们在国内首次把这种技术用在无扭轧 机 (NTM)和减定径轧机 (RSM)上，目前国内比较通用的做法是采用同步电机来控制无扭轧机和减 定径机组。NTM和RSM的电机容量分别为5000kW和3500kW,采用交直交变频传动方式，关键IGCT [收稿日期]2003-05-29;[修改稿收到日期]2003-06-06 [作者简介]杨静波 (1964-)，男，浙江东阳人，高级工程师，主要从事自动控制工作。 冶金自动化 2003年增刊 二级系锐瓜资肠 图1系统拓扑图 CP一现场操作室;DS一出钢操作室 组件采用ABB公司产品，其余均采用与低压传动系列相同的硬件，具有良好的通用性。每个传动装置采 用12个IGCT组件，采用光纤与PLC通信，以防止高频干扰。整个系统采用去离子水进行冷却，其主回 路采用三电平桥堆拓扑结构，具有以下优点: 1)与同类型的传动系统比较，变压器容量较小; 2)功率因数高; 3)电压波动小; 4)谐波奇变小，对电网影响少。 IGCT系统可以容易地借助本身的设备，方便地调节系统的功率因数。这得益于内置的电容组，但 它对电压调节不起作用，为提高电压调节能力，系统也采用了静态无功补偿 (SVC). 在高线项目中我们采用的另一项新技术是在双臂蕊棒的控制上。目前国内普遍采用液压控制，但 由于在控制节奏