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内地钢材厂压机扼制程序革新

2011-12-28 09:23:13中国钢材招标网

  系统改造方案本次改造方案是在保留原有机械和电气设备及系统的原有手动控制功能的情况下,对800轧机增加自动轧制控制功能。增加的自动轧制控制系统采用西门子的S7-300作为下位机,完成系统过程参数与信号的检测及轧制过程中轧机的自动压下、轧机轧制速度等的控制;上位机采用装有西门子WINCC监控软件的工控机,完成系统中设备参数、状态、轧件位置、轧制电流、轧制速度、辊缝等参数的显示,以及轧制顺序表的修改与存储。系统结构见。

  上位计算机选用PC总线Pentium以上档次的工业控制计算机。上位机与处理单元之间的数据通信采用以太网(Ethernet),开放式网络结构,TCP/IP网络通讯协议。下位机与处理单元之间采用profibusDP的通讯方式。

  在上位机上可监视整个轧制过程,对轧机的各种参数(如轧制电流)和状态(如轧件位置等)进行显示,操作人员可在上位机上通过编制和选择轧制规程表来实现800轧机的自动轧制。

  检测元件的设置在轧机的前后分别安装2个热金属监测器,根据其检测的逻辑关系判断钢坯位置及运动方向,并以此计算实际轧制的道次。在轧辊上设置编码器,用以检测轧件尾部的长度,从而控制轧辊的转向和转速。在800轧机上设置2个编码器用于检测辊缝。设置1台摄像机,用于检测轧件是否对准轧槽。

  轧机辊缝控制控制系统根据操作员所选择的轧制规程表及当前的轧制道次自动控制辊缝。在轧机上安装2组传感器获取厚度反馈信号,然后把这两个信号加以平均,产生一个代表中央位置的信号,这个平均值和一个辊缝给定信号相比较,用两者的差值来驱动电机,调整轧机辊缝使差值趋于零。

  在直流调速装置上设定固定的加速度,根据需要调节的辊缝大小,给定调节速度。固定加速度调速方式的控制原理,图中各变量关系为:v=amt则位置偏差量S为:S=S0-t0vdt=S0-t0amtdt=S0-12amt2当以最大加速度am从S0开始加速到S1位置时,使速度达到最大允许速度vm,此时时间t1为:t1=vm/am,此时位置偏差S1为:S1=S0-(v2m/2am)。式中v2/2am表示在加速过程中移动的距离。当加速到最大速度vm时,如果还存在位置误差,则保持vm。

  一般的,最大减速度等于最大加速度am,最后当速度减至零时,位置误差也为零,即v=0,S=0.设减速开始时刻为t2,则应在位置误差为S2=v2m/2am处开始减速。设在S2=v2m/2am处以最大减速度am开始减速,则有:v=vm-am(t-t2)S=S2-t2tvdt计算位移方程式:S=S2-t2tdt=vm2am-vm(t-t2)+am2(t-t2)2由:t-t2=v-vmam有:S=v2m2am+vmv-vmam+am2v-vmam=v22am可推导出:v=2amS式中v就是数字控制器的输出值,S是位置误差。

  示意了控制器的运算规律。按此设计D(S),则可达到最佳控制效果。

  轧机的控制当控制系统调节好辊缝之后,通过推床定位调节好轧件对准所需的轧槽。这时,轧机才能开始轧制。在本道次轧制完成且主机停车后,方可进行下一道次的辊缝调节、轧件对准轧槽的调节及轧机运行。采用摄像头,通过摄像及图像识别的方式检测轧件与轧槽的对位。轧机的速度控制主要考虑轧制道次改变时速度方向的变化。工艺上要求速度给定按照低速咬钢、高速轧制、低速抛钢的原则进行。当辊缝调节、推床定位完成后,轧机起动,低速咬钢,通过轧机电流的变化检测到轧机已咬钢后,轧机加速到轧制速度,通过热检检测到将要抛钢时,轧机减速到抛钢速度,当检测无钢后轧机停车。在轧制偶数道次时加减速顺序和奇数道次时相同,只是速度给定的方向正好和奇数道次时相反。轧机的V/T曲线。可逆轧机轧制速度曲线通过分析粗轧机的控制方式,可了解到在各道次轧制中速度变化规律相同,且轧机加、减速过程是一个速度积分的过程,积分器的程序流程。

  结语湘钢二棒800轧机改造完成后,降低了操作工人的劳动强度,提高了生产线的自动化程度,及轧机辊缝和轧制速度的控制精度,从而降低了产品的不合格率,使产品表面质量得到了大幅提高。

  

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