1780mm热连轧机厚度控制优化_朱海华
第35卷第5期2011年9月
冶金自动化
Metallurgical Industry Automation
Vol．35No．5
Sep．2011
·经验交流·
1780mm热连轧机厚度控制优化
朱海华，吴俊，陈龙夫
（宝山钢铁股份有限公司不锈钢事业部热连轧厂，上海200431）
摘要：针对宝山钢铁股份有限公司不锈钢事业部1780mm热连轧机在厚度控制中遇到的厚度波动问题，通过优化机架间除鳞换热系数、钢种层别判定标准、AGC控制参数等措施，显著提高了带钢厚度控制精度，明显减少了在线及下游工序的厚度余材量，取得了较好效果。
关键词：热连轧机；厚度控制；换热系数优化；钢种层别判定标准优化；AGC控制参数优化；带钢尾端厚度补偿中图分类号：TG334.9文献标志码：B文章编号：1000-7059（2011）05-0057-04
1780mm hot strip mill thickness control optimization
ZHU Hai-hua，WU Jun，CHEN Long-fu
（Baoshan Iron＆Steel Co.，Ltd．Stainless Steel Division，Hot Rolling Factory，Shanghai200431，China）Abstract：In order to solve the thickness variation problem encountered in thichness control of1780 mm hot strip mill of Stainless Steel Division of Baoshan Iron＆Steel Co.，Ltd.，a solution including op-timizing the heat transfer coefficient between the racks，decision of steel layer，AGC control parameters and other measures，is proposed．It significantly improved the accuracy of strip thickness control，re-duced the thickness more than the amount of material of line and downstream processes，and achieved good results．
Key words：hot rolling mill；thickness control；heat transfer coefficient optimization；decision of steel layer；AGC control parameters optimization；the end of the strip thickness compensation
厚度精度是热连轧机最重要的基础性指标之一，直接关系着最终用户或下游机组产品的尺寸精度［1－6］。宝山钢铁股份有限公司不锈钢事业部1780mm热连轧机（以下简称1780mm热连轧机）于2003年引进投产，配置有1机架粗轧机，7机架精轧机，是当时国际上先进的热连轧机组之一，但随着近几年部分设备的改造及产品规格的不断拓展，在实际生产中陆续出现了以下问题：精轧机架间的冷却水改为除鳞水后带钢头部厚度偏薄、个别钢种切换或轧制某些特殊钢种时头部厚度波动大、部分钢种尾部超厚等，为此产生了较多的厚度余材量和质量异议。我们于2010年开始围绕如何提高带钢头尾厚度精度开展了一系列研究，基于日本三菱提供的精轧设定模型，在机架间除鳞换热系数、钢种层别判定标准、AGC控制参数等方面进行了优化调整，同时对计划接续、操作技能、质量设计等管理方面存在的问题采取了相应措施，使带钢头尾厚度精度得到了显著提高，明显减少了厚度余材量和质量异议，取得了较好效果。1机架间除鳞换热系数优化
2010年初，1780mm热连轧机进行了精轧机架间设备改造，将F1与F2及F2与F3之间的2组冷却水装置改为除鳞水装置，功能投用后却发现带钢普遍存在头部厚度偏薄现象。通过对精轧温降模型的分析发现，设计人员在模型中设置的除鳞换热系数为2800kJ/（m2·h·?），利用该系数计算出的带钢温降为38?，明显超出实际值，直接造成轧制力计算值偏大。针对这个问题，我
收稿日期：2011-04-28；修改稿收到日期：2011-07-25
作者简介：朱海华（1980-），男，上海人，工程师，主要从事热连轧机数学模型的研究及应用工作。
冶金自动化第35卷
们对除鳞效果进行试验后确定了带钢实际温降，并以此为基础重新计算换热系数，使模型计算结果更接近实际值。具体做法如下。
我们从轧制计划中选择一个普通轧件作为试验轧件，在轧制过程中分别开启一组机架间除鳞装置进行试验。通过对采集的终轧温度（FDT ）数据分析后发现，每组机架除鳞后带钢实际温降在13?左右。
精轧温降模型如下：
ΔθCal =L ·（θCal －θw ）·
exp
－2AT Cal
c ρH ()Cal
[
]
－1（1）
式中，ΔθCal 为除鳞温降，
?；L 为温度学习系数；θCal 为除鳞区入口温度，
?；θw 为除鳞水温度，?；A 为换热系数，
kJ /（m 2·h ·?）；T Cal 为经过除鳞区的时间，
s ；c 为带钢比热容，kJ /（kg ·?）；ρ为带钢密度，kg /m 3；H Cal 为带钢厚度，mm 。
对试验卷用精轧温降模型式（1）进行离线模拟计算，可以得出带钢温降与换热系数的关系如图1所示。从图1可以看出实际温降13?对应的
换热系数为1000kJ /（m 2·h ·?），与原来的换热系数2800kJ /（m 2
·
h ·?）相差较大
。图1模拟计算显示的温降及换热系数的关系Fig.1
Simulation of the relationship of the temperature drop and heat transfer coefficient
对精轧温降模型的除鳞换热系数进行调整后，彻底解决了投用机架除鳞后带钢头部厚度偏
薄的现象。
2钢种层别判定优化
1780mm 热连轧机原模型中对于普通低碳软
钢钢种的划分是根据碳当量的不同来进行层别判定的，碳当量的计算公式如下：C eq =ω（C ）+
ω（Mn ）6+ω（Si ）
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（2）
式中，C eq 为碳当量，%；ω（）为各元素质量分数，
模型根据碳当量进行层别划分的原则如表1
所示。
表1钢种层别判定表
Table 1Decision table of steel layer
层别号钢种
1C eq ＜0.06低碳钢12C eq ＜0.11低碳钢23C eq ＜0.18
低碳钢3…
…
…
通过对普通低碳软钢厚度及辊缝数据的长期研究和分析后发现，硼元素具有增强带钢强度及强化晶界的特点，
因此硼元素质量分数的高低对于低碳软钢的头部辊缝设定精度有非常大的影响，这一点从图2和图3中可以看出。图2是2010年2季度轧制SPHC /D /E 钢种时F7AGC 辊缝动作情况，由图可知，当带钢从低硼钢切换到高硼钢或从高硼钢切换到低硼钢时，辊缝动作量为384μm ，而不切换时辊缝动作量只有121μm 。图3是轧制SPHC 3mm ?1250mm 规格带钢时带钢头部厚度偏差的数据统计，从图中可以看出，从低硼钢切换到高硼钢时，带钢头部厚度偏厚；而从高硼钢切换到低硼钢时，带钢头部厚度偏薄。
图2
钢种切换时辊缝动作量
Fig.2
Amount of roll while grades switched
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第5期
朱海华，等：1780mm
热连轧机厚度控制优化
图3钢种切换时带钢头部厚度偏差
Fig.3
Strip thickness deviation of the head while
grades switched
由于原层别判定原则中未充分考虑到上述影响，因此在实际轧制过程中经常遇到模型层别判定不准确导致的头部厚度波动大的问题。为此，我们通过分析普通低碳软钢中硼元素的质量分数，确定了以0.0015%为分界线，小于0.0015%的为低硼钢，大于0.0015%的为高硼钢，然后对
表1进行了优化，新增了层别51，52和53，生成新的层别判断标准如表2所示。
表2新的钢种层别判定表
Table 2New decision table of steel layer
层别号钢种
1C eq ＜0.06and ω（B ）＜0.0015%低碳钢12C eq ＜0.11and ω（B ）＜0.0015%低碳钢23C eq ＜0.18and ω（B ）＜0.0015%低碳钢351C eq ＜0.06and ω（B ）≥0.0015%含硼低碳钢152C eq ＜0.11and ω（B ）≥0.0015%含硼低碳钢253C eq ＜0.18and ω（B ）≥0.0015%
含硼低碳钢3
…
…
…
采用新的钢种层别判定表后，普通低碳软钢
头部厚度精度提高了20%。
3AGC 控制参数优化
针对部分钢种带钢尾部超厚的问题，我们主
要对RF-AGC 增益系数和尾端补偿量进行了优化，。
3.1
RF-AGC 增益系数优化
在带钢头部穿带过程中，各机架咬钢并延迟
一定时间后RF-AGC 功能投入，这时首先锁定本机架当前轧制力和辊缝值，
并在此基础上计算出本机架带钢的厚度作为目标厚度，然后根据咬钢过程中本机架的轧制力变化量计算得出带钢厚度变化量来调节辊缝，以达到消除本机架带钢出口厚度偏差的目的，RF-AGC 轧制力与厚度的关系见图4。
图4RF-AGC P-H 图Fig.4
RF-AGC P-H graph
1—锁定状态；2—实际状态；3—目标状态；A —刚度系数（M ）曲线；B —塑性系数（Q ）曲线；C —目标厚度；F 1—锁定时轧制力；F 2—当前轧制力；S N —目标辊缝；S n —实际辊缝；S n0—锁定辊缝；h n0—目标出口厚度；h n —实际出口厚度；H n0—锁定时入口厚度；H n —当前入口厚度；
△S n —辊缝调节量
轧制过程中，当来料厚度由H n0变化到H n 时，可以根据上图所示的原理计算出消除来料厚度差所需的辊缝调节量△S n ，具体如以下公式所示：
因为h n =S n +F 2/M ，h n0=S n0+F 1/M 所以△h =h n －h n0=（F 2－F 1）/M +S n －S n0
因此
△S n =Δh ［
（M +Q ）/M ］实际使用时考虑到压下效率还需要乘以增益
系数G RF ，则有
△S n =Δh ［
（M +Q ）/M ］G RF （3）1780mm 热连轧机在轧制一些变形抗力大的汽车结构钢或奥氏体不锈钢时，带钢头部普遍存在厚度波动大的问题。通过分析其波动距离及幅度发现，主要原因是G RF 设置偏小，当轧件来料温
度或厚度发生较大波动时RF-AGC 的厚度纠偏往往不能调节到位。为了提高AGC 的压下效率及
动作敏感度，我们在模型层别表中对硬度等级4以上的钢种上调整了RF 较好地解决了该问题。
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冶金自动化第35卷
3.2尾端厚度补偿（TEC）优化
正常抛钢过程中，当带尾穿过一个机架时，当前机架与下一机架之间的张力降为0，下一机架的出口带钢厚度将增加，这时仅靠RF-AGC功能很难保证出口厚度，因此需要在机架抛钢前对辊缝强制压下，即进行尾端补偿。通过对1780mm热连轧机的尾端补偿参数进行梳理，发现部分钢种层别设置不合理有些机架甚至未投用该功能，由此造成较多尾部超厚的钢卷。在实际优化过程中需要注意，如果补偿值过大会造成尾部轧破甚至甩尾等轧制不稳定现象，为此我们对1780mm热连轧机每个机架的尾端补偿量按照以下原则进行设置：硬度等级大的钢种补偿量大；成品厚度薄的规格补偿量小；下游机架的补偿量要逐渐减小，必要时可以把F6和F7的补偿量全部转移到前机架。改进后带钢尾部厚度精度提高了15%。
4其他注意事项
除了以上厚度控制方面的优化外，还需在计划接续、操作技能、质量设计等方面加强关注，才能进一步提高产品的厚度精度及最大程度地满足用户的需求。
（1）计划接续。现场轧制时要避免在硬度等级最高的钢种和硬度等级最低的钢种之间直接过渡，因为模型中参与辊缝计算的轧辊磨损值主要靠自学习来保证，如果硬度等级跳跃太大则会对自学习精度造成影响，从而造成头部厚度波动。
（2）操作技能。现场轧制薄规格或难轧规格带钢时，部分操作人员为了提高带钢尾部轧制稳定性，经常在抛钢时习惯性地使用“防甩尾按钮”（快开后机架辊缝），从而导致尾部厚度不合格。为此，我们在管理上细化了操作规范，明确了该功能的使用范畴，减少了因盲目使用该功能而造成的质量损失。
（3）质量设计。产品的厚度质量设计既需要充分了解用户的需求范围又需要考虑现场的工序控制误差，因此其合理性是最终产品精度的重要保证。例如：1780mm热连轧机的平整延伸率采用的是经验值，在生产过程中发现其与实际值有较大差异，攻关过程中通过对不同钢种、不同规格的带钢在不同平整轧制力下的延伸率进行长时间的试验，积累了一套符合现场实际生产情况的数据，显著提高了质量设计的准确性，减少了下游机组的厚度余材量。5结束语
通过采取以上措施，目前1780mm热连轧机的厚度适中率及控制精度都得到明显提升，不仅创造了可观的经济效益，同时也提高了公司整体产品的形象。但是目前精轧模型的头部FDT计算精度还不是很高，时常造成辊缝计算出现偏差而影响头部厚度精度，这也是我们下一步工作的努力方向。
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［编辑：沈黎颖］
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轧机厚度自动控制系统设计
轧机厚度自动控制系统设计 摘要：随着社会经济的发展，对板带产品的质量和精度要求越来越高。厚度精度就是板带产品的重要质量指标之一。本文针对轧机AGC技术的现状，以及轧机厚差产生的原因进行了分析。在此基础上，对轧机AGC进行分析，以APC为主要研究对象，选用PLC作为系统的控制器，将位移传感器测得的位移量经A/D转换送给PLC来控制步进电机，从而控制阀，通过轧制力来改变辊缝厚度实现轧机厚度控制。 1 引言 轧机又称轧钢机，轧钢机就是在旋转的轧辊之间对钢件进行轧制的机械，轧钢机一般包括主要设备（主机）和辅助设备（辅机）两大部分。轧钢机按轧辊的数目分为二辊，三辊式，四辊式和多辊式，轧钢机通常简称为轧机。 板带厚度精度是板带材的两大质量指标之一，板带厚度控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。带钢纵向厚度不均是影响产品质量的一大障碍，因此，轧机的一项重要课题就是带钢厚度的自动控制。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。实现厚度自动控制的系统称为“AGC"。 我国近年来从发达国家引进的一些大型的现代化的板带轧机，其关键技术是高精度的板带厚度控制和板形控制。板带厚度精度关系到
金属的节约、构件的重量以及强度等使用性能，为了获得高精度的产品厚度，AGC系统必须具有高精度的压下调节系统及控制系统的支持。 而对于轧机来说产生厚差的原因大致可分为三大类： （1）轧机方面的原因：轧辊热膨胀和磨损、轧辊弯曲、轧辊偏心和支撑辊轴承油膜厚度等都会产生厚度波动。它们都是在液压阀位置不变的情况下，使实际辊缝发生变化，从而导致轧出的带钢厚度产生波动。 （2）轧件方面的原因：厚度偏差会直接受到坯料尺寸变化的影响。它包括来料宽度不均和来料厚度不均的影响。 （3）轧制工艺方面的原因：轧制时前后张力的变化、轧制速度的变化等。 2 系统总体设计 厚度自动控制AGC （Automatic Gauge Control）是指钢板轧机在轧制过程中通过动态微调使钢板纵向厚度均匀的一种控制手段。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。 AGC系统一般包括有： 1）压下位置闭环：为了轧出给定厚度的轧件，首先必须在轧件进入辊缝之前，准确地设定空载辊缝。其次，在轧制过程中，为了使轧后的轧件厚度均匀一致，还必须随着轧制条件的变化及时的调整空
PLC的轧钢机控制系统设计
封面
作者：PanHongliang 仅供个人学习
江西理工大学 本科毕业设计（论文）任务书电气工程与自动化学院电气专业级（届）班学号学生 专题题目（若无专题则不填）：PLC软件设计 原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)： 工作基础： 目前，我国基于PLC轧钢机系统已经不同程度得到了推广应用。 PLC轧钢机控制技术的发展主要经历了三个阶段：继电器控制阶段，微机控制阶段，现场总线控制阶段。现阶段轧钢机控制系统设计使用可编程控制器(PLC)，其功能特点是变化灵活，编程简单，故障少，噪音低，维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强。除此之外PLC还有其他强大功能，它可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此受到广大电气工程控制技术人员的青睐。 研究条件及应用环境: 本课题是基于PLC的控制系统的研究课题。工业自动化是国家经济发展的基础，用于实现自动化控制设备主要集中为单片机和PLC。单片机由于控制能力有限、编程复杂等缺点，现在正逐步退出控制舞台。PLC则因为其功能强大、编程简单等优点，得到迅速发展及运用。PLC的功能强大，可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此，PLC是工业控制领域中不可或缺的一部分。 工作目的： 轧钢机如控制和使用得当，不仅能提高效率，节约成本，还可大大延
长使用寿命。对轧钢机控制系统的性能和要求进行分析研究设计了一套低成本高性能的控制方案，可最大限度发挥轧钢机加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对提高机械设备的自动化程度，缩短与国际同类产品的差距，都有着重要的意义。 主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 1)当整个机器系统的电源打开时，电机M1和M2旋转，以待传送工 件。 2)工件通过轨道从右边输送进入轧制系统。 3)感应器S1感应到有工件输送来时，输出高电位，驱动上轧辊按预定 下压一定的距离，实现轧制厚度的调节，同时电机M3开始逆时针旋转，并带动复位挡板也逆时针转动，感应器S1复位。 4)随着轧制的进行，工件不断地向左移动。当感应器S2感应到有工件 移动过来时，说明工件的要求轧制长度已经完成，此时感应器S2输出高电位，驱动控制电机M3的电磁阀作用，使电机M3顺时针转动。 5)在电机M3顺时针转动下，挡板顺时针转动，推动工进向右移动。 当工件移动到感应器S1感应到时，S1有输出高电位，使电机M3逆时针转动，同时驱动上轧辊调节好第二个下压量，进入第二次压 制的过程。 6)再次重复上述的工作，直到上轧辊完成3次下压量的作用，工件才 加工完毕。 7)系统延时等待加工完毕的工件退出轨道，此时即可进入下一个工件 的加工过程。
轧钢机电气控制系统设计
信电学院 课程设计说明书（2014/2015学年第二学期） 课程名称：可编程控制器课程设计 题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计周数： 设计成绩： 2015年7月9日
目录 1、课程设计目的 (2) 2、课程设计内容 (2) 2.1可编程控制器概述 (2) 2.2课程设计正文 (2) 2.3轧钢机电气控制模版 (3) 2.3.1轧钢机简介 (3) 2.3.2热金属探测仪 (3) 2.3.3液压系统 (4) 2.3.4电机正反转 (4) 2.4 设备选择 (4) 2.5 系统的I/O口配置 (5) 2.6梯形图程序设计 (5) 2.7程序流程图 (9) 3、课程设计总结 (10) 4、参考文献 (11)
1、课程设计目的 本次课程设计的主要任务如下： 1）了解普通轧钢机的结构和工作过程。 2）弄清有哪些信号需要检测，写明各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。 3）弄清有哪些执行机构，写明从PLC到各执行机构的各输出通道，包括各执行机构的种类和工作机理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。 4）绘制出轧钢机电控系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。 5）编制PLC的程序，结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上仿真轧钢机工作过程的控制。 2、课程设计内容 2.1可编程控制器概述 可编程控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程库的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。 2.2课程设计正文 （1）按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。（2）设备启动5秒后，PLC检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。（3）待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。（4）轧件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，由S2仿真，高电平表示正在轧制。（5）S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。（6）1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。（7）S3由高电平变为低电平表示轧件已经完全回到了轧辊右侧。PLC断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。（8）1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。（9）重复（4）-（8）完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。（10）三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。（11）回到第二步但不需要5秒的延时。（12）按下停止按钮结束工作。
冷轧轧机TDC控制系统
目录 冷轧轧机TDC控制系统 一．硬件和组态 二．系统软件 1.处理器功能简介 https://www.wendangku.net/doc/d08747667.html,MON FUNCTIONS 通用功能 3.MASTER FUNCTIONS 主令功能: 4.STAND1-STAND5 机架控制系统1-5 冷轧轧机TDC控制系统 一．硬件和组态 TDC工业控制系统西门子公司SIMADYN D的升级换代产品，也是一种多处理器并行远行的控制系统。典型的TDC控制系统的配置是由电源框架、处理器摸板、I/O摸板和通讯摸板搭建构成。 电源框架含21个插槽，最多允许20个处理器同时运行。框架上方的电源可单独拆卸，模板不可带电插拔。 CPU551是TDC控制系统的中央处理器，带有一个4M记忆卡，程序存储在记忆卡内，电源启动时被读入CPU551中执行。可通过在线功能对处理器和存储卡中的程序作同步修改。 SM500是数字量/模拟量输入/输出模板,更换时注意跳线. CP50MO是MPI/PROFIBUS通讯摸板，更换时需要使用COM-PROFIBUS软件对其进行组态的软件下装。 CP5100是工业以态网的通讯摸板，更换时注意插槽跳线。 CP52A0是GDM通讯模板。GDM是不同框架的TDC之间进行数据交换的特有通讯方式，不同框架的TDC通过光缆汇总到GDM内，点对点之间的通讯更加直接，传输速度更快。 TDC控制系统的硬件需要在软件程序中进行组态和编译，然后下装到CPU中。 二．系统软件 包钢薄板厂冷轧轧机区域TDC控制系统按框架分为以下三个功能：
2．1 处理器功能简介 1．COMMON FUNCTIONS 通用功能： 处理器1：SIL: 模拟功能 SDH: 轧制参数管理 IVI: 人机画面 处理器2：MTR: 物料跟踪系统 WDG: 楔形调整功能 处理器3: ADP: 实际值管理2．MASTER FUNCTIONS 主令功能: 处理器1: MRG-GT: 轧机区域速度主令 处理器2: THC-TH: 轧机厚度控制入口区域 处理器3: THC-TX: 轧机厚度控制出口区域 处理器4: SLC: 轧机滑差计算 ITG: 张力计接口 处理器5: LCO-LT: 轧机区域生产线协调3．STAND1-STAND5 机架控制系统1-5 处理器1: CAL: 机架标定 SCO: 通讯接口 MAI: 手动干涉 ITC: 机架间张力控制 处理器2: SDS: 机架压下系统 处理器3: RBS: 机架弯辊系统
《板带轧机系统自动控制》 - 燕山大学教务在线
《板带轧机系统自动控制》 建设规划（2011-2016） 1、课程概况 我校轧钢专业人才培养以服务于全国钢铁工业为中心，目标是培养具有扎实专业知识、具备工艺技术、科学研究、组织管理能力、能够解决冶金工程领域实际问题的应用及应用研究型高级工程技术人才。 我校机械设计及理论学科（含轧钢专业）为国家级优秀重点学科，其轧钢实验中心为河北省重点实验室。本学科具有近50年的本科办学经验，20多年的硕士、博士研究生的培养经验，教学与科研紧密结合地方经济发展需求，具有钢铁冶金方向特色优势，在国内占有重要地位。 建国初期，我校在当时隶属于哈尔滨工业大学时就引进了多名前苏联专家开始轧钢专业的建设。作为轧钢专业的基础课，随之开设了以板厚板形自动控制为主要内容的板带轧机系统自动控制课程，至今已有近50年历史。自1958年建校以后，开始由自主培养的教师承担此课程的教学任务。 我校轧机研究所在板形板厚控制研究方向具有较高的研究水平，在国内具有重大影响，为本课程的教学奠定了良好的基础。近五年，本科研方向上承担了多项国家自然科学基金和河北省自然科学基金课题，以及20余项企业合作技术课题，取得了较大成果。 本课程组共有教师8人，平均年龄37岁。学历结构：博士6人（75%），硕士2人（25%）。职称结构：教授3人（37.5%），副教授1人（12.5%），讲师2人（25%），实验师2人（25%）。年龄结构：平均年龄37岁。40岁以上2人（25%），30岁以上6人（75%）。讲课教师6人（75%），实践教师2人（25%）。 课程负责人刘宏民老师，博士，教授，博士生导师，于1982年毕业于东北重型机械学院（燕山大学前身），1988年3月在东北重型机械学院获得博士学位。研究方向：板带轧机设计及板形控制技术。获国家科技进步二等奖1项，省部级一等奖6项，省部级二等奖3项，发表论文100余篇，出版专著2部。全国“五一”劳动奖章获得者，国家百千万人才工程人选，河北省省管优秀专家，燕赵学者。 2、存在的主要问题 （1）教学内容
轧钢机电气控制系统plc设计
科信学院 课程设计说明书（2008 /2009 学年第一学期） 课程名称：可编程序控制器设计任务书 题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级：电气及自动化05-1班 学生姓名：杨晓娜 学号：050062107 指导教师：安宪军 设计周数：2周 设计成绩： 2009年1月9日
目录 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计正文 (1) 三、可编程序控制器概述 (1) 四、轧钢机电气控制模板 (2) 五、编制梯形图 (2) 六．实验程序 (6) 十二、课程设计总结或结论 (7) 十三、参考文献 (8)
一、课程设计目的 了解普通轧钢机的结构和工作过程；弄清有那些信号需要检测；弄清有那些执行机构；绘制出轧钢机电控系统的电路原理图，编制I/0地址分配表；编制PLC的程序，结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上仿真轧钢机工作过程的控制。 二、课程设计正文 1．控制要求 （1）按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。（2）设备启动5秒后，PLC 检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。（3）待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。（4）轧件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，由S2仿真，高电平表示正在轧制。（5）S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。（6）1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。（7）S3由高电平变为低电平表示轧件已经完全回到了轧辊右侧。PLC断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。（8）1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。（9）重复（4）-（8）完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。（10）三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。（11）回到第二步但不需要5秒的延时。（12）按下停止按钮结束工作。 三、可编程序控制器概述 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。 四、轧钢机电气控制模板
轧机厚度自动控制AGC系统说明
轧机厚度自动控制AGC系统 使 用 说 明 书 中色科技股份有限公司 装备所自动化室 二零零九年八月二十五日
目 录 第一篇 软件使用说明书 第一章 操作软件功能简介 第二章 操作界面区简介 第三章 操作使用说明 第二篇 硬件使用说明书 第一章 接口板、计算机板跨接配置图 第三篇 维护与检修 第一章 系统维护简介及维护注意事项 第二章 工程师站使用说明 第三章 检测程序的使用 第四章 常见故障判定方法 第四篇 泵站触摸屏操作说明 第五篇 常见故障的判定方法 附录： 第一章 目录 第二章 系统内部接线表 第三章 系统外部接线表 第四章 系统接线原理图 第五章 系统接口电路单元图
第一篇 软 件 说 明 书
第一章 操作软件功能简介 ．设定系统轧制参数； ．选择系统工作方式； ．系统调零； ．显示时实参数的棒棒图、馅饼图、动态曲线； ．显示系统的工作方式、状态和报警。 以下就各功能进行分述： １、在轧机靠零前操作手需根据轧制工艺，设定每道次的入口厚度、出口厚度和轧制力等参数。也可以在轧制表里事先输入，换道次时按下道次按钮，再按发送即可。 ２、操作手根据不同的轧制出口厚度，设定机架控制器和厚度控制器的工作方式，与轧制参数配合以得到较理想的厚差控制效果。 ３、在泄油状态下，操作手通过在规定状态下对调零键的操作，最终实现系统的调零或叫靠零，以便厚调系统正常工作。 ４、在轧制过程中，以棒棒图、馅饼图和动态曲线显示厚调系统的轧制速度、轧制压力、开卷张力、卷取张力、操作侧油缸位置、传动侧油缸位置、压力差和厚差等实时值。（注意：轧机压靠前操作侧油缸位置、传动侧油缸位置显示为油缸实际移动位置。轧机压靠后操作侧油缸位置、传动侧油缸位置显示的是辊缝值。）
20辊轧机电气控制系统介绍
20辊轧机电气控制系统介绍 发布时间：2007-11-15 来源：打印该页 一系统概述 某冷轧不锈钢板厂采用西门子S7 300系列的315-2DP控制器作为主控制单元，安置于主操作台上作为主站，采用2套西门子ET200 远程站作为从站，安置于前后两个操作箱内接受现场操作工控制指令。ET200远程站与CPU315－2DP主站之间采用PROFIBUS现场总线连接进行通讯。轧机采用前卷取、后卷取、主轧三台直流电机完成整个不锈钢板的张力轧制。直流电机采用西门子6RA70直流调速器进行控制，控制器与CPU315－2DP之间采用PROFIBUS现场总线通讯。 同时还为此轧机配置了一台平整机，电器配置完全相同，只在功能，电机功率等参数上与主轧机略有不同。 二系统要求 1．采用西门子6RA70直流调速器作为电机控制单元，调速器可以独立采集安装于电机上的编码器读取的数据，安装于轧机上的张力传感器读取的数据，作为基本参数高速运算得到当前系统所实际需要的张力，控制直流电机让其达到需要的张力。 2． PLC控制器控制液压，压下，润滑，等外部设备，同时将操作工设定的数据实时的通过PROFIUBS现场总线传输给6RA70直流调速装置。 3．采用油马达，利用液压装置实现对轧机机心的压力控制，采用上，下各10个轧辊相互之间的挤压力实现对不锈钢板的轧制。 4．甲方要求轧制线速度，主轧120M/分，平整 90M/分。 5．该设备为国内首家自发研制的20辊轧机。 三系统配置与功能实现 根据现场实际情况和功能扩展要求，主轧机我们采用两台450KW的直流电机作为前后卷取电机，采用一台1250KW的电机作为主轧电机，平整机我们采用两台250KW的直流电机作为前后卷取电机，采用一台400KW的电机作为平整电机。采用西门子S7 300系列的315-2DP的CPU 作为主控制器，采用ET200分布式I/O作为前后操作箱的控制装置。 西门子S7-300、6RA70控制器、分布式I/O ET200，特点如下： 1．采用CPU315-2DP作为主控制器，利用CPU315内存大、速度快、支持PROFIBUS现场总线的特点，充分满足轧钢行业要求响应速度快，控制灵敏，要求复杂，现场施工简单的要求；2．采用远程I/O方案，最大限度减少接线；
厚度控制
一、填空题 1、9.5根据轧机弹跳方程测得的厚度和厚度偏差信号进行厚度自动控制的系统称为GM-AGC或称 P-AGC。 2、9.5监控式厚度自动控制的基本原理就是反馈式厚度自动控制的基本原理。 3、9.5中厚板头部厚度补偿做法主要有两种：头部三角形补偿法和冲击补偿法。 4、9.6 20世纪90年代到现在，热轧带钢厚度偏差±40μm，全长命中率99%，宽度偏差＋2～6mm， 全长命中率95%。 5、9.6热带厚度精度可分为：一批同规格带钢的厚度异板差和每一条带钢的厚度同板差。为此可将厚度 精度分解为带钢头部厚度命中率和带钢全长厚度偏差。 6、9.6热带头部厚度命中率决定于厚度设定模型的精度。 7、9.6带钢全长厚差则需由AGC根据头部厚度(相对AGC)或根据设定的厚度(绝对AGC)使全长各点厚 度与锁定值或设定值之差小于允许范围，应该说头部精度对AGC工作有明显影响。 8、9.6可将宽度精度分解为带钢头部宽度偏差和带钢全长宽度偏差。 9、9.6头部宽度偏差除了决定于宽度设定模型的精度外，还取决于变形条件及是否采用短行程控制 (SSC)。 10、9.6热带粗轧用立辊时为了克服头尾宽度变窄采用短行程(SSC)控制。 11、9.7热带轧机弹跳量一般可达2～5mm。 12、9.7在现场实际操作中，为了消除弹跳方程曲线段的影响，都采用了所谓人工零位的方法。 13、9.7做试验确定轧机刚度的方法有轧铝板法和自压靠法。 14、9.8带钢尾部补偿可选用的方法为压尾或拉尾。 二、判断题 1、9.5轧件通过轧辊时，由于轧辊及轧机的弹性变形，导致辊缝增大的现象称为“辊跳”。（√） 2、9.5从数据和实验中都获得共识：轧机的弹跳值越大，说明轧机抵抗弹性变形的能力越强。（×） 3、9.5轧机刚度越大，产品厚度精度就越易保证。（√） 4、9.5中厚板轧制时，在咬钢的瞬间，由于头部温度较低，再加上轧制力的冲击作用，辊缝有一个上 升的尖峰。若不进行补偿，使得轧件的头部变厚。（√） 5、9.6头部宽度偏差除了决定于宽度设定模型的精度外，还取决于变形条件及是否采用短行程控制。 （√） 6、9.7轧机机座的弹性变形与压力并非呈线性关系，而是在小压力区为一曲线，当压力大到一定值以 后，压力和变形才近似呈线性关系。（√） 7、9.7轧机压靠时所测的轧机刚度和实际轧制时的轧机刚度一样大。（╳） 8、9.8当轧件温度降低时，轧制压力增大，厚度增大。（√） 9、9.8当轧件温度降低时，轧制压力增大，厚度减小。（╳） 10、9.8只存在轧辊偏心时，轧制压力增大，厚度增大。（╳） 11、9.8只存在轧辊偏心时，轧制压力增大，厚度减小。（√） 12、9.8精轧机组各个机架都要进行尾部补偿。（╳） 13、9.8热带粗轧和精轧机组都需要设置厚度自动控制系统。（╳） 14、9.8当选用绝对AGC时，如设定误差过大，计算机将自动改用相对AGC。（√） 15、9.4宽度控制的任务主要是在热轧的粗轧阶段完成的。（√） 16、9.4随着立辊轧机宽度压下量的增大，在几十米长的带钢上，头尾部产生五到几十毫米的失宽，如 不加以控制，头部轧后宽度沿着轧制方向的变化规律由窄逐渐变宽，尾部是由宽逐渐变窄。（√）三、单选题 1、9.5为消除厚度偏差δh所必需的辊缝调节量?S应是（ A ）。 A、δS= h K M K m mδ + ；B、δS= h K M K m mδ +；C、δS= h M M K m δ + ；D、δS= h K M M m δ +
棒材连轧生产线电气控制.doc
七、棒材连轧生产线电气控制系统材料清单 1、棒材线轧机、飞剪传动控制系统 序号名称规格型号单位数量单价金额主材厂家1.11000KW进线柜1000KW直流电机控制柜台9 每套包含以下主材： 1）进线配电柜1000*1000*2200台1 2）ME开关ME-250000台1人民 3）电枢电抗器AC660V 1900A台1德瑞 4）辅材套1 1.21000KW整流柜1000KW直流电机控制柜台9 每套包含以下主材： 1)主控柜1000*1000*2200台1 2)空开NF125-CP 125A台1三菱 3)空开NF63-CP 50A台2三菱 4)接触器S-V50 220VAC台1三菱 5)接触器S-V10 220VAC台1三菱 6)热继电器THN20KP 36A台1三菱 7)热继电器THN12KP 2.1A台1三菱 8)西门子 PLC6ES7 214-1BD21-0XB0台1西门子 9)脉冲放大板ZLZJ-006/MCF0块1 10)整流装置散热器1800A 不可逆台1 11)可控硅1800A块6西电 12)辅材套1 2.11250KW进线柜1250KW直流电机控制柜台1 每套包含以下主材： 1）进线配电柜1000*1000*2200台1 2）ME开关ME-2500台1人民3）电枢电抗器AC660V 1900A台1德瑞4）辅材套1 2.21250KW整流柜1250KW直流电机控制柜台1 每套包含以下主材： 1)主控柜1000*1000*2200台1 2)空开NF125-CP 125A台1三菱 3)空开NF63-CP 50A台2三菱 4)接触器S-V50 220VAC台1三菱 5)接触器S-V10 220VAC台1三菱 6)热继电器THN20KP 36A台1三菱 7)热继电器THN12KP 2.1A台1三菱 8)西门子 PLC6ES7 214-1BD21-0XB0台1西门子 9)脉冲放大板ZLZJ-006/MCF0块1
板带材高精度轧制和板形控制
板带材高精度轧制和板形控制 板带轧制产生两个过程：轧件塑性变形过程和轧机弹性变形（弹跳）过程。 轧机弹跳方程h=s o’+p/k h- ----轧出带材厚;s o’：理论空载辊缝;p：轧制力;k：轧机刚度 直线A线，又称轧机弹性变形线，斜率k为轧机的刚度 零位调整后的弹跳方程 厚控方程h =s。+(p-p。)/k s。----考虑预压变形的相当空载辊缝 轧件塑性变形过程： 当来料厚度一定，由一定h值对应一 定p值可得近似直线B线，又称轧件 塑性变形线（斜率M为轧件塑性刚度 系数）。与A线相交纵坐标为轧制力p， 横坐标为板带实际厚度h C线：该线为等厚轧制线 厚度控制实质：不管轧制条 件如何变化，总要使A，B两线 交于C线，即可得到恒定厚度（高 精度）的板带材。 板带厚度变化的原因和特点（影响出 口厚度的因素） S。----由轧辊的偏心运转、磨损与热膨胀及轧辊轴承油膜厚度的变化所决定。它们都是在压下螺丝定位时使实际辊缝发生变化的 K ----在既定轧机轧制一定宽度的产品时，认为不变 P -----主要因素：故可影响到轧制力的因素必会影响到板带的厚度精度（使B线发生偏移）（1）轧件温度、成分和组织性能的不均对温度的影响具有重发性，温差会多次出现。故只在热轧精轧道次对厚度控制才有意义 （2）坯料原始厚度的不均可改变B线的位置和斜率，使压下量变化，引起压力和弹跳的变化。必须选择高精度的原料 （3）张力的变化通过影响应力状态及变形抗力而起作用；还引起宽度的改变。故热连轧采用不大的恒张力，冷连轧采用大张力。调节张力为厚控的重要手段 （4）轧制速度的变化影响摩擦系数（冷轧影响大）和变形抗力（热轧影响大），乃至影响轴承油膜厚度来改变轧制压力。对冷轧影响大。 板带厚度控制方法1）调压下改变A（2）调张力改变B 3）调轧制速度 最主要、最基本、最常用的还是调压下的方法。 调压下适用于下图16-2 a b两情况 调压下（改变原始辊缝，即改变A线）： 用于消除轧制力p引起的厚度差（即B线偏移）
板带轧机自动控制
《板带轧机系统自动控制》教案 《板带轧机系统自动控制》教学组 第一讲 1、绪论 介绍自动控制的含义。（3分钟） 用钢铁行业生产录像演示工业生产通过自动控制达到的高度自动化。 1.1 工业控制系统 1.1.1 工业控制中的计算机功能（3分钟） 轧制生产车间控制台录像——工业控制计算机的数据采集功能、数字控制功能、监督功能等。 1.1.2 过程控制系统的基本组成（5分钟） 过程控制基本结构组成简图——讲解过程控制系统的基本组成部分以及各部分的主要功能，重点讲解整个控制过程的逻辑性。 通过彩图指出过程控制技术与计算机技术、控制理论和生产工艺的关联性，以及各学科技术发展的相互促进。 1.1.3 工业控制计算机的历史发展（3分钟） 工业控制技术随着计算机技术和自动控制理论的发展而不断进步。在不同的阶段出现技术程度各不相同的过程控制系统。 1.2 轧制过程自动化 1.2.1 轧制过程控制的历史发展（3分钟） 简要介绍轧制过程控制的发展阶段。 以发展最完善的热带钢连轧控制为例，介绍不断改进的控制工艺对轧制生产效率的促进。 1.2.2 热连轧过程控制的主要功能（5分钟） 以热带钢连轧控制为例，介绍轧制生产控制的主要功能和对应不同生产工艺的针对性。 1.2.3 轧制自动化的发展方向（3分钟） 再次对照过程控制基本结构组成简图介绍轧制自动化发展的方向，并指出对控制系统功能
的拓展和性能的提高是轧钢专业所重点关注的。 1.3 计算机过程控制的基本类型 1.3.1 数据收集系统（3分钟） 以数据收集系统简图介绍数据收集系统的作用和工作流程。 1.3.2 操作指导系统（4分钟） 以操作指导系统简图介绍操作指导系统的功能和工作流程。 介绍轧制生产中广泛用到的专家系统等配套模拟程序。 1.3.3 直接数字控制系统（4分钟） 以直接数字控制系统简图介绍直接数字控制系统的功能和工作流程。 讲解直接数字控制系统的使用特点和性能要求。 1.3.4 计算机监督控制系统（4分钟） 以计算机监督控制系统简图介绍直接数字控制系统的功能和工作流程。 讲解计算机监督控制系统的使用特点。 1.3.5 多极控制系统（3分钟） 介绍计算机监督控制系统的发展和含义，指出计算机在现代工业企业中的调度和管理功能。 1.3.6 分散控制系统（7分钟） 介绍分散控制系统的发展。 讲解分散系统的设计原则——分解和协调。 讲解分散系统的设计方法——分层、分级和分段。 2、带钢热连轧机的过程自动控制 2.1 带钢热连轧机的生产工艺 介绍主要设备和设备布置。（10分钟） 以1700mm带钢热连轧机设备布置图为例，对照生产录像介绍热连轧主要生产工艺。介绍生产规范，介绍轧制计划和轧制单位等管理级控制内容。 2.1.1 加热区（10分钟） 对照生产录像介绍热连轧加热区主要生产工艺，重点讲解加热炉前后各设备行动顺序。
轧钢机PLC控制系统设计
轧钢机PLC控制系统设计 1 问题分析及解决方案 1.1 问题描述 在冶金企业中轧钢机是重要 的组成部分，运用PLC实现对轧钢 机的模拟，如右图。 当起始位置检测到有工件时， 电机M1、M2开始转动M3正转， 同时轧钢机的档位至A档，将钢板 轧成A档厚度，当钢板运行到左检 测位，电磁阀得电动作将左面滚轴 升高，M2停止转动，电机M3反 转将轧钢板送回起始侧。 此时起始侧再检测到有钢板， 轧钢机跳到B档，把钢板轧成B档厚度，电磁阀得电，将滚轴下降，M3正转，M2转动，当左侧检测到钢板时M2停止转动，电磁阀得电将滚轴抬高M3反转，将钢板运到起始侧。 如此循环直到ABC三档全部轧完，钢板达到指定的厚度，轧钢完成。 1.2 分析过程 该工作过程分为三个时序，当起始位置第一次检测到信号时，A档轧钢；起始位置第二次检测到信号时，B档轧钢；起始位置第三次检测到信号时，C档轧钢。由于每个档位都要工作一段时间才能切换，可以用两个定时器来实现。 2 PLC选型及硬件配置 PLC选型及硬件配置如图1。 图1
3 分配I/O地址表 I/O地址表如图2。 图2 4 主电路图及PLC外部接线图 4.1 主电路图 主电路图如图3。 图3
4.2 PLC外部接线图 PLC外部接线图如图4。 图4 5 控制流程图及梯形图程序 5.1 控制流程图 控制流程图如图5。 图5
5.2 T型图程序
6 程序调试 6.1 问题调试 为了解决A、B、C三个档位的时序问题，我选择用三条T型图程序来实现，但输出有重复，导致T型图程序运行正确但仿真出现错误。于是我改变方案，采用了M存储器来代替输出，仿真成功。 6.2 仿真图 A档运行： 传送回初始位： B档运行： C档运行：
轧机AGC培训资料.
轧机培训教程
1450液压AGC控制系统概述 一：厚度自动控制原理 AGC控制的目的，是借助于辊缝、张力、速度等可调参数，把轧制过程参数（如原料厚度、硬度、摩擦系数、变形抗力等）波动的影响消除，使其达到预期的目标厚度。而辊缝、张力等参数的调节又是以轧机的弹性曲线和轧件的塑性曲线以及弹塑曲线即P-H图为依据的。 板带轧制过程既是轧件在轧制压力P的作用下产生塑性变形的过程，又是轧机在轧制压力P的作用下产生弹性变形（即所谓弹跳）的过程，二者同时发生，其作用力和反作用力相等而相互平衡。由于轧机的弹跳，使轧出的带材厚度（h）等于轧辊的理论空载辊缝（So’）再加上轧机的弹跳值。按照虎克定律，轧机弹性变形与应力成正比，则弹跳值应为P/K，此时 h= So’+ P/ K 式中：P——轧制力，t； K——轧机的刚度（t/mm），即弹跳一毫米所需轧制力的大小。 上式为轧机的弹跳方程，据此绘成曲线A称为轧机相关性变形式，如图，它近似一条直线，其斜率就是轧机的刚度。但实际上在压力小时弹跳和压力的关系并非线性，且压力越小，所引起的变形也越难确定，亦即辊缝的实际零位很难确定。为了消除这一非线性区段的影响，实际操作中可将轧辊预先压靠到一定程度，即压到一定的压力P。然后将此时的辊缝批示定
为零位，这就是所谓“零位调整”。 由图可看出：h= S0+(P-P0)/K 式中S0——考虑预压变形的相当空载辊缝 另一方面，给轧件一定的压下量（h0-h），就产生一定的压力（P），当料厚（h0）一定，h越小即是压下量越大，则轧制压力也越大，通过实测或计算可以求出对应于一定h值的P 值，在图上绘成曲线B，称为轧件塑性变形线。B线与A线交点的纵坐标即为轧制力P，横坐标即为板带实际厚度h。由P-H图可以看出，如果B线发生变形（变为B’），则为了保持厚度h不变，就必须移动压下位置，使A线移到A’，使A’和B’的交点的横坐标不变，亦即须使A线与B线的交点始终在一条垂直线C上。因此，板带厚度控制实质就是不管轧制条件如何变化，总要使A线和B线交到C线上，这样就可得到恒定厚度的板带材，由此可见，P-h图的运用实际上是板带厚度控制的基础。 二． AGC的控制系统 AGC的目的是消除厚差，则首先必须检测到轧制过程中的带钢的厚差时，然后再采取措施消除这一厚差。因此，归纳为两个基本构成： a.厚度偏差的检测，目的是掌握轧制过程中，每时每刻带钢的厚度偏差的大小。 b.厚度偏差的消除：根据厚度偏差的大小，计算出调节量，输出控制信号，然后根据控制信号，调节机构动作，完成调节过程，见下图 1.测量方式 在厚度偏差检测当中，有直接测厚和间接测厚两种方式。 直接测量法的主要缺点是存在时间滞后问题。为解决此问题，采用间接测厚法。其间接测厚方式有压力测厚、张力测厚等。间接测量的方法虽然精度较低，但传递时差小，设备简单，便于维修，故被广泛采用。 2.控制手段
800mm电子铝箔轧机板形自动控制系统
800mm电子铝箔轧机板形自动控制系统 （洛阳有色金属加工设计研究院黄利斌河南洛阳471039） 摘要：本文介绍我院自主开发设计的800mm电子铝箔轧机板形自动控制系统的性能、组成及功能。 关键词：电子铝箔，板形仪，板形自动控制系统，分段冷却控制，板形目标曲线 1.前言 随着加工工业逐步采用高速自动作业线，特别是电子铝箔对板厚板形精度要求日益严格。目前，板厚自动控制技术（AGC,Automatic Gauge Control）已日益成熟，厚度控制精度得到了解决。而板形自动控制（AFC,Automatic Flatness Control）,由于影响因素极其复杂，给板形控制带来很大困难，板形控制已成为国内外轧机界研究热点之一。国外这几年也先后有多家公司和研究机构推出了不同种类的板形自动控制系统，实践生产效果不错，但由于价格非常昂贵，国内目前引进的很少。1999年，我院成立新技术开发中心，把板形自动控制系统作为重点开发项目，通过近3年多努力终于取得成功，该系统借鉴了国外同类产品的先进经验、控制方法和模型，适用于冷轧铝薄带材板形自动控制的计算机自动控制系统。2002年12月板形自动控制系统在由我院总包的新疆众和股份有限公司800mm电子铝箔轧机上成功运行，各项指标达到设计要求，控制精度接近国际水平，受到用户好评。目前，应用于河南顺源铝业有限公司的1850mm铝箔轧机板形自动控制系统已安装就绪，进入最后的调试阶段。本文仅对800mm电子铝箔轧机自动控制系统的性能、组成及功能作些介绍，以供读者参考。 2.轧机参数及控制精度 新疆众和股份有限公司800mm电子铝箔轧机的主要参数如下： 轧机形式：四辊不可逆铝箔冷轧机 轧机尺寸：ф200mm/ф480mm ×800mm 最大轧制力： 2600KN 最大轧制速度：1200m/min 来料宽度：420—640mm 来料厚度： 0.6mm 开卷张力：180—5700N 卷取张力：80—4300N 通过有关技术人员的共同努力，经过现场调试实验，在投入板形自动控制系统且正常稳定轧制条件下达到以下控制效果： 厚度范围：0.32mm—0.017mm 最大轧制速度：900m/min 板形控制精度： 0.1mm: ±15I 0.065mm: ±20I 3.系统组成
粗轧机厚度自动控制系统的应用
粗轧机厚度自动控制系统的应用 【摘要】粗轧机是设置在热连轧生产线的关键设备，用于将板坯轧制成规定的中间坯。本文介绍了厚度自动控制系统在粗轧机厚度控制中的实际应用，并介绍了相关的经验公式。 【关键词】厚度轧制力辊缝位置控制 1.概述 厚度自动控制系统的控制量主要是压下量，即为了控制轧件厚度，就要控制轧辊位置，轧辊位置控制为厚度自动控制服务，这样自动厚度控制系统就有外环为厚度环、内环为轧辊位置环的串级控制系统，轧辊位置自动控制系统是厚度自动控制系统的执行机构。 本文介绍的1750热轧线粗轧机的辊缝调节是通过调节上辊压下量来实现的，下辊无上抬功能。在粗轧机的传动侧和操作侧各安装有一台压下电机和压下液压缸。粗轧机轧辊位置自动控制系统包括电动位置自动控制系统和液压位置自动控制系统两部分。电动位置自动控制系统进行粗调，液压位置自动控制系统进行精调。粗轧机辊缝调节在空载下进行，在轧制过程中辊缝不进行调节。 2.厚度自动控制（AGC） 2.1厚差产生的原因 厚差分为同板差和异板差。异板差是指在相同工艺、设备参数条件下，同一批材料中的不同轧件（不同块或不同卷）轧出厚度不均。异板差主要原因是来料参数（厚度、宽度、轧机入口温度）发生了变化，但未重新对轧机进行设定，即未做到动态设定。下面讨论的是同板差。 在轧机一定的情况下，轧机弹性刚度系数K为常数，根据轧机弹跳方程：h=f(S,P,K)，轧出厚度h与空载辊缝S和轧制力P有关。因此，凡是引起空载辊缝和轧制力变化的因素都是厚差产生的原因。 厚差产生的原因及消除方法如下表。 表1 厚差产生的原因及消除方法 除了以上厚差产生原因外，对于配置了厚度自动控制系统的轧机，轧机的自动设定不准确、控制系统结构和控制参数设计整定不合理、辊缝、轧制力、张力、温度等测量仪表精度低等因素也是产生厚差的原因。 2.2 AGC的种类 按照控制结构的不同，AGC分为前馈AGC、反馈AGC和补偿AGC。前馈AGC又称预控AGC，反馈AGC包括压力AGC、厚度仪AGC、张力AGC、连轧AGC。补偿AGC包括油膜厚度补偿AGC、尾部补偿AGC、轧辊偏心补充AGC。 按照AGC系统使用的操作量的不同，AGC分为压下AGC、张力AGC和速度AGC。压下AGC是靠调整压下即调整辊缝来消除影响轧制压力造成的厚差。压力AGC分为厚度计AGC、动态AGC、绝对值AGC等等。张力AGC是靠调整前后张力来改变轧件塑性刚度系数来控制轧件的厚度的。速度AGC是靠调整轧制速度来控制厚度的。 2.3厚度计AGC 本文介绍的1750热轧线粗轧机厚度自动控制系统采用的是厚度计AGC（或称GM-AGC）。在轧制过程中，68
轧钢机电气控制系统设计
信息与电气工程学院 课程设计说明书（2013 /2014 学年第 2 学期） 课程名称：《可编程序控制器应用》课程设计题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级：电气工程及其自动化1104班 学生姓名： 学号： 指导教师：刘增环、岑毅南等 设计周数： 2 周 设计成绩： 2014 年7月11 日
自从1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器以来，经过三十多年发展与实践，其功能和性能已经有了很大的提高，从当初用于逻辑控制和顺序控制领域扩展到运动和过程控制领域。可编程序控制器简称PLC，它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场应用而设计，PLC的程序编程，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用程序编制形象、直观、方便易学，灵活的方便将PLC 运用到生产实践中。 随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度上提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。 本设计是基于PLC的轧钢机控制系统，利用传感器S1来检测传送带上是否有钢板，若S1有信号，表示有钢板，电机M3、M2启动，信号指示灯Y1亮。S1的信号消失，检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号，表示钢板到位，电磁阀动作，指示灯Y2亮，电机M3反转，之后S3有信号时，钢件重复以上过程三次，即轧钢三次后满足要求，完成后，把轧件送出轧机。结束该轧件后重复上述过程进行下个轧件的过程。这种结合完成了工业上轧钢技术的大大进步。
一课程设计任务简介 (3) 1.1 设计题目 (3) 1.2 课程设计的目的 (3) 1.3 设计要求 (3) 二硬件电路设计 (5) 2.1 可编程序控制器概述 (5) 2.2 方案选定 (5) 2.3总体控制系统框架 (5) 2.4硬件系统设计 (5) 2.5 I/O地址分配 (6) 三程序设计 (7) 3.1程序流程图 (7) 3.2操作过程 (8) 3.3实验现象图块 (9) 四课程设计总结 (12) 五参考文献 (13) 附录一梯形图 (14)
轧钢机电气控制系统设计
目录 1.课程设计目的 (2) 2.课程设计正文 (2) 2.1可编程序控制器概述 (2) 2.2控制要求 (2) 2.3轧钢机电气控制模板 (3) 2.3.1热金属检测器 (3) 2.3.2液压系统 (3) 2.3.3电机正反转 (4) 2.3.4电磁阀 (4) 2.4编制程序 (5) 2.4.1程序流程图 (5) 2.4.2 I/O地址表 (6) 2.4.3 实验梯形图 (6) 2.4.4实验程序 (10) 3.课程设计总结 (13) 4.参考文献 (13)
1.课程设计目的 通过对轧钢机的设计，深入了解轧钢机的结构和工作过程，实现轧钢机的控制，加强了解PLC的梯形图，指令表，外部接线图，PLC设计原理及其控制，和工作原理。 2.课程设计正文 2.1可编程序控制器概述 “可编程序控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。 2.2控制要求 【1】按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。设备启动5秒后，PLC检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。 【2】轧件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，由S2仿真，高电平表示正在轧制。S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。 【3】1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。S3由高电平变为低电平表示轧件已经完全回到了轧辊右侧。PLC 断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。 【4】1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。重复完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。回到第二步但不需要5秒的延时。按下停止按钮结束工作。