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高速连续上料冷轧管机电气控制系统

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自动轧钢机的PLC控制[1]

自动轧钢机的PLC控制[1]

自动轧钢机的PLC控制摘要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，而且很大程度的提高了生产效率，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。

本设计是研制自动化程度高、工作可靠轧钢机的PLC控制系统，使其完成进料、轧钢、出料的自动化程序控制。

该设计充分利用了学习中讲述的可编程控制器（PLC）的多方面的设计知识和方法，再加上接近开关、压力阀的配合使用精确的实现了轧钢机从按下启动按钮开始，到接近开关有信号，输送电动机转，钢板到位后，另一个接近开关有信号轧钢机正转，电磁阀通电，给一个向下的下压量，同时输送电动停转，S2没有信号时，YA失电退回，M3反转，钢板退回，当S1在次有信号时重复以上动作，第三次轧钢完成后S2再次没有信号时，停机下量。

关键词：PLC，传感器，电磁阀，钢板，正转，反转目录前言 (1)第1章可编程控制器的基本结构及原理 (2)1.1 PLC的基本组成与各部分的作用 (2)1.1.1 PLC的基本组成 (2)1.1.2 PLC各部分的作用 (2)1.2可编程控制器的主要原理 (3)第2章系统的硬件设计 (4)2.1PLC机型选择 (4)2.2I/O分配表及其硬件原理图 (5)2.3 主电路的设计 (8)2.3.1 电动机的选择 (8)2.3.2 自动轧钢机的工作方式 (8)2.4 轧钢机的工作流程图 (9)第3章系统软件的设计 (10)3.1 软件的组成及其作用 (10)3.1.1 PLC的内部资源 (10)3.1.2 PLC的编程语言 (11)3.2PLC的梯形图程序 (13)第4章系统常见故障分析及维护 (15)4.1系统故障的概念 (15)4.2 系统故障分析及处理 (16)4.2.1 PLC主机系统 (16)4.2.2 PLC的I/O端口 (16)4.2.3 现场控制设备 (16)4.3 系统抗干扰性的分析和维护 (17)结论 (18)谢辞 (20)参考文献 (21)附录 (22)前言自动轧钢机在工业中应用很广泛，以前它采用的是继电器线路控制系统，该系统故障率高，维修不便，极大地影响其工作效率。

大型冷轧管机组的电气控制系统研制

大型冷轧管机组的电气控制系统研制

大型冷轧管机组的电气控制系统研制太原重工股份有限公司技术中心的研究人员赵铁琳，在2015年第7期《电气技术》杂志上撰文，LG 720冷轧管机组是世界最大规格冷轧管机组。

为该机组研制的电气系统采用了PLC、变频调速、PROFIBUS-DP网络通信、SIMOTION D、HMI等技术，实现了多机传动变频调速传动，尤其对大惯量负载的送进和回转机构实现高动态响应和高精度定位和同步控制，满足大型冷轧管机组的生产要求。

目前，中国的钢铁市场出现产能过剩的情况，但不锈钢无缝管广泛应用在石油、航空、电力、化工、化纤、医疗机械等领域，市场的需求量很大。

冷轧管机组主要轧制不锈钢无缝管，因冷轧管机组以其独特的工艺特点，以及成材率高、道次变形大、变形状态良好、设备简单等优点，在世界各国的工业生产中得到广发的应用[1]。

太重研制开发LG720冷轧管机组在江苏某钢厂试制成功，并生产出合格的不锈钢钢管。

该机组目前是世界最大规格的冷轧不锈钢无缝钢管机组。

1 LG720冷轧管机设备介绍LG720冷轧管机组采用的是单根生产，停机上料的工作制度，主机架由曲柄连杆往返周期式驱动，送进和回转机构采用伺服驱动系统，实现快速和精准的送进、回转和定位。

主要设备由以下各部分组成见图 1，轧制表见表2。

图1 冷轧管机组设备简图表1 LG720冷轧管机组轧制规格表管坯外径/mm 管坯壁厚/mm管坯长度/m成品外径/mm成品壁厚/mm成品长度/mΦ460-Φ76030-60 4-9Φ406-Φ71125-50 4-92 电气控制系统电气控制系统框图见图2。

图2 电气控制系统框图根据冷轧管机组的设备运行和冷轧管工艺要求，电气控制系统以西门子S7300PLC作为主控制器；通过PROFIBUS-DP网络采集现场I/O信息，并配置HMI，用以输入生产参数及设备运行数据的监控和记录，HMI与主PLC采用工业以太网进行通信；主电动机采用西门子直流调速系统和EM277PLC进行主传动系统数据采集和处理并和主PLC进行数据交互；辅助（包括送进及回转系统）传动部分采用西门SINAMICSS120多机传动变频调速系统[2]；润滑系统和流体系统信号通过现场I/O从站采集，起停及连锁逻辑程序由主PLC实现。

带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统

带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统

带钢冷连轧机组中的自动辊缝控制系统带钢冷连轧机组是一种重要的金属加工设备，用于将带钢材料冷变形成特定形状和尺寸的轧制产品。

在带钢冷连轧过程中，辊缝控制系统起着关键的作用，可以实现带钢的正确定位和轧制，提高产品质量和生产效率。

自动辊缝控制系统是目前带钢冷连轧机组中最先进的控制系统之一，它主要由计算机控制系统、感应式传感装置、反馈控制装置、作用系统四部分组成。

计算机控制系统负责对带钢的温度、尺寸、重量等参数进行检测和计算，并根据实时数据进行自动控制。

感应式传感装置可以实时感知带钢的运动轨迹和位置，将信号传递给反馈控制装置，以实现辊缝的自动控制。

反馈控制装置通过对感应式传感器检测到的信号的解析和处理，实现了带钢的准确定位和精准轧制。

作用系统则是根据计算机控制指令和反馈信号的结果，分析和计算最优的轧制参数，自动驱动轧辊的位置、转速、间隙等参数，实现完美的带钢轧制。

自动辊缝控制系统的优点是显而易见的。

首先，它可以大大提高带钢的轧制精度和生产效率。

由于自动辊缝控制系统可以根据实时数据动态计算轧辊的运动状态和轧制参数，实现自动控制轧辊间隙的大小和位置，大大提高了带钢的轧制精度和质量。

同时，自动化控制的自动辊缝控制系统具有高效能和可靠性，可以提高轧制速度和生产效率，降低设备运行成本。

其次，自动辊缝控制系统还可以提高工作环境和操作人员的安全性。

由于系统采用了自动控制功能，减少了人力干预，大大降低了工作事故的风险。

操作人员只需要通过监控屏幕控制设备，无需频繁的过程中干预工作，可以有效保证他们在高温高压环境下的安全。

最后，自动辊缝控制系统具有可靠性和可扩展性。

现代化带钢冷连轧机组的自动辊缝控制系统在设计时遵循了模块化、标准化的原则，可以根据实际生产需求和技术要求优化配置设备，满足多种生产模式和生产工艺的要求。

此外，控制系统还支持多点控制、网络化管理和数据归档等多种功能，对于提高生产线的自动化率、可控性和智能化水平具有重要意义。

冷连轧控制系统及其应用

冷连轧控制系统及其应用

张力的作用：
• • • • • 1）.防止轧件跑偏 2）.使所轧的带钢板形平直 3）.降低变形抗力和变形功 4）.适当调节主电机的负荷 5）.适当调节带钢厚度
六、动态变规格
• 动态变规格是全连续冷连轧或酸洗-轧机联合机组不可缺 少的功能，当不同热轧卷（可以是不同钢种、不同厚度或 不同宽度）焊接后连续进入冷轧机组（此时速度降到 300m/min以下）时将其轧制成不同规格的冷轧卷
三、辊缝控制
• 轧机是通过辊缝控制系统来完成带钢厚度的控制 • 辊缝控制系统的压下方式有机械压下和液压压下两种 • 机械压下采用电机驱动机械螺杆来改变辊缝，可以利用蜗 轮蜗杆、螺杆的自锁性能，使辊缝保持恒定，因此其稳态 特性是十分理想的。但是机械压下动态特性较差，不能满 足厚度控制系统中的高速响应，而且对于轧机本身引起的 厚度偏差无能为力
举 例
当来料有厚差ΔH（增加）时，轧件出口厚度出现 偏差Δh，如何通过调张力来控制厚度？
调 整
加大张力，使B’斜率改变(变为B’’)，从而可以在 S0不变的情况下使h保持不变。
调整张力厚控原理图
3、调轧制速度
轧制速度的变化影响到张力、温度和摩擦系数等因素的
变化。故可通过调速来调张力和温度，从而改变厚度。 在实际生产中为了达到精确控制厚度的目的，往往是将多 种厚控方法有机的结合起来使用，才能取得更好的效果。
张力↑→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度↓
张力对轧 出厚度的 影响
4、轧制速度变化的影响
通过影响摩擦系数和变形抗力来改变轧制压力。
摩擦系数↓→变形抗力↓→轧制压力↓→轧机弹跳↓→板厚度↓
摩擦系数 对轧出厚 度的影响
5、原始辊缝的影响
原始辊缝减小，板厚度变薄。

基于冷轧自动化技术的西门子控制系统

基于冷轧自动化技术的西门子控制系统

基于冷轧自动化技术的西门子控制系统摘要：冷轧是在室温状态下对钢材进行轧制加工的一个工艺过程。

冷轧薄板是以厚度在4毫米以下的热轧钢卷为原料，经过冷轧机组反复轧制至目标厚度的钢板，属于钢材中的高端产品。

冷轧生产线也因其自动化程度高、技术密集、工艺链长、产品精细，而成为目前我国冶金行业最先进的生产线。

关键词：冷轧自动化；西门子；控制系统；分析1导言在当前阶段，伴随我国的冶金行业相关生产制造技术和设备水平逐渐提高，用户对于冷轧的钢板质量的要求也逐步提高。

为了提高产品的质量和性能，轧钢生产企业越来越重视自动化控制系统，以提升整个企业的竞争力，西门子系列PLC在整个冷轧工艺的自动化控制项目中得到了较好的应用。

2冷轧生产线自动化的两级控制冷轧生产线自动化控制系统，设计由一个分布式两级计算机网络组成，一级机（Level1)为设备控制计算机网络，也称为基础自动化；二级机（Level2）为过程控制计算机网络，也称为过程控制自动化。

两级控制系统通过网络高速数据通道实现互通信。

一是控制一级。

基础自动化级主要是通过对设备顺序、位置、速度等数据的采集和处理，实现生产线入口、出口自动化，完成对产品厚度、宽度、张力及板形控制等基础性任务。

基础自动化系统的设计应满足液压系统控制以及各功能间相互通信、逻辑控制、人机对话、数据传输、数据处理及物料跟踪等功能。

二是控制二级。

过程控制自动化级一般采用互为热备份的两台计算机，通过以太网将两台过程控制计算机和附助设备连接在一起。

从热轧酸洗卷开卷开始，对原料初始数据输入和管理，对待轧、正轧、已轧的钢卷进行跟踪，对过程参数数学模型进行计算和预设定，对轧制过程数据进行收集处理和记录，生成和打印工程报表、生产报表和质量报表，完成数据通讯、过程自学习、人机对话、模拟轧钢、历史数据处理、应用系统起动和操作、维护画面的显示事件监视等任务的控制等，一直到钢卷运输系统在线称重离线后结束。

3冷轧过程自动化部分冷轧过程自动化的概念可概述为：在生产的轧制过程中，通过采用反映轧制过程变化规律的数学模型、自动控制装置、计算机及其控制程序等，使各种过程变量（如流量、温度、张力和速度等）保持在所要求的给定值上，并合理地协调全部轧制过程以实现自动化操作的一种先进技术。

全连续冷连轧机自动速度控制系统

全连续冷连轧机自动速度控制系统

全连续冷连轧机自动速度控制系统
彭鹏;杨荃;张智密;金军辉;袁树刚
【期刊名称】《上海金属》
【年(卷),期】2006(028)003
【摘要】全连续冷连轧机的自动速度控制系统要求通过活套分离开卷运行过程和轧制运行过程以实现全连续轧制.由于停机时间的减少,生产效率大幅提升.介绍了在河北中钢八辊五机架全连续冷连轧机组中自动速度控制系统的实现过程.
【总页数】4页(P40-43)
【作者】彭鹏;杨荃;张智密;金军辉;袁树刚
【作者单位】北京科技大学,高效轧制国家工程研究中心,北京,100083;北京科技大学,高效轧制国家工程研究中心,北京,100083;北京科技大学,高效轧制国家工程研究中心,北京,100083;北京科技大学,高效轧制国家工程研究中心,北京,100083;北京科技大学,高效轧制国家工程研究中心,北京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TG3
【相关文献】
1.1250 mm五机架八辊全连续冷连轧机组过程自动控制系统的设计与实现 [J], 刘华强;唐荻;杨荃
2.全连续冷连轧机开卷区自动控制系统 [J], 张智密;王京;杨荃;郭立伟
3.全连续冷连轧机自动控制系统的料流跟踪 [J], 彭鹏;杨荃;郭立伟;刘华强;边海涛
4.全连续冷连轧机自动控制系统的设计与实现 [J], 郭立伟;杨荃
5.全连续冷连轧机带钢厚度自动控制策略研究及实现 [J], 袁树刚;王京;杨荃
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连轧管机组电气控制系统研究与应用


送 进采 用另 一 台交 流 电机 ， 两 台 电机轧 制 速 度 由编码 器控 制 实现 同步 ， 电机 传动 装 置 选用 西 门子 变频 器 ６ Ｓ Ｅ ７ ０系列 ， 编码 器 反馈 ， 调 速 精度 可 达 到 ０ ． １ ％， 完 全 能满 足 轧制要 求 。系统 主要特 点如 下 ： 通过 配 置 通讯 板 实 现 与 Ｐ Ｌ Ｃ可 编 程 序 控 制 器 的通 讯 ， 大量 的数 据信 息 如 ： 装 置 工 故 障时 的故 障诊 断信 息 等数 据 均 求［ ２ 】 。根据 设备 和工 艺特 征 的不 同 ， 目前 作状 态 、 国 内 已建 和在 建 的 无缝 钢 管 热 连 轧 生 产 可 通过 网络与 Ｐ Ｌ Ｃ交 换 并显 示在 Ｈ Ｍ１ 人 线可 分为 Ｍ Ｐ Ｍ、 Ｐ Ｑ Ｆ 和Ｆ Ｑ Ｍ ３ 种类 型【 ３ 】 。 机界 面上 。 太 原 钢铁 （ 集 团） 有 限公 司 ５万 吨 不 丰 富 的故 障诊 断功 能 ， 在系 统 中设 置 任何 常 见 锈 钢无缝 管 厂主要 生产 不锈钢 钢管 。 其 矫 多 达数 十种 的故 障诊 断 与报 警 ， 直机 为辊 式钢 管矫 直机 。 本 文主要 论述 连 故 障都 可准 确判 断 ， 如： 失测 速 、 电源缺 相 轧 管机组 电气 控制 系统 以及 其装备 特点 。 等， 使 系统维 护工作 量 大大减 少 。 １机 械设 备组成 ２ ． ２ Ｐ Ｌ Ｃ控制 系统 包 括 上 料 装 置 ，主传 动 系统 和 转 向 轧 管 机 的 自动 化 系 统 用一 套 Ｐ Ｌ Ｃ装 箱， 曲轴 传 动装 置 ， 机 架装配 ， 主 机 座 装 置 ， Ｐ Ｌ Ｃ 控 制 系统采 用远 程 Ｉ ／ ０控制方 案 。 Ｌ Ｃ选 用 西 门 子 公 司 的 Ｓ ７ — ３ ０ ０ — ２ Ｄ Ｐ系 配， 出 口入 口卡盘 ， 回转送 进装 置 ， 中间床 Ｐ 身， 传动轴 ， 过 渡 齿 轮箱 、 芯 棒润 滑 装 置 ， 列 。Ｐ Ｌ Ｃ与传 动装 置 、 Ｈ Ｍ １ 人 机界 面 间信 芯 棒 装置 ， 芯棒 定 心 装 置 ， 成 品 管 快速 拉 号 传 送 采 用 网 络 通 讯 方 式 进 行 出装 置 ， 出料 台架 。 （ Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ — Ｄ Ｐ网 ） 。整 个 控制 系 统 构成 体化 自动化 网络 。系统具 有如 下优 点 ： ２ 电气 控制 技术介 绍 轧 管 机 电气 控 制 系 统 组 成 包 括 轧 管 （ １ ）用 通 讯 的 方式 代替 了 点 对 点 的 机 主机 速度 控制 ，送 进 电机 跟踪 控 制 ， 机 多线 连 接传送 方 式 ， 从根 本 上解 决 了 由于 组 自动 化控 制 、 Ｈ ＭＩ 等 。本设 备 系统 配 置 连 线原 因造 成 的故 障 ， 提 高 了系 统 的可 靠 水 平如下 ： 性， 减少 了维护 工作 量 。 （ ２ ）避免 导致 大 范 围 的布 线 ， 不 但 可 轧 管机 主传 动 、 送 进传 动均 采 用全 数 并 且 可使 现场 进 行 系统 字 交流 变频传 动 系统 。 传动 装置选 用西 门 以降低 电缆 成 本 ， 子产品， 与Ｐ Ｌ Ｃ通 讯采 用 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ — Ｄ Ｐ 。 调 整或 功能 扩展 时具有 较高 的灵 活性 。 其 中主传动 整流 装置带 有能 量 回馈功 能。 （ ３ ）采用 分散 配置 远程 Ｉ ／ Ｏ的控 制方 Ｐ Ｌ Ｃ控 制 系 统 选 用 西 门子 公 司生 产 式使每 个远 程 Ｉ ／ Ｏ控制 单元 都有 明确 的控 的ｓ ７ — ３ ０ ０ — ２ Ｄ Ｐ系列 ，用远 程 Ｉ ／ Ｏ控制 方 制 范 围。使 现场 的调试 与维 护更加 简单 。 ２ ． ３ Ｐ Ｌ Ｃ主要 功 能 ： 案 。控 制系统 中将 远程 Ｉ ／ Ｏ模 块分 散 配置 于系 统各 控制 柜 、 操作 台内 。在轧 管 机操 机 组顺 序 及工 艺联 锁 控制 ： 负责 整个 作 台安装 Ｈ Ｍ １ 人机界面， 通过 Ｐ Ｒ Ｏ Ｆ Ｉ Ｂ Ｕ Ｓ 机 组 的Ｔ 艺 自动 化操 作 ，包 括 各 系统 的 网与 Ｐ Ｌ Ｃ通 讯 ， Ｐ Ｌ Ｃ与 传 动装 置 、 Ｈ Ｍ １ 人 启 、 停控制， 相 互 间 的连锁 ， 工 作 制 的选择 机界 面构 成一体 化 自动化 网络 。 等。 设备 检测 ， 电磁 阀 的控 制 ， 采用远 程 Ｉ ／ Ｏ Ｌ Ｃ作 ｍ相 应 的处理 。 计算 机 系 统具 有 独 特 的调 整 参 数 预 模块 控制 。事 故时 Ｐ 显示 功 能 、 轧制状 态监 控 及故 障 综合 报 警 主令 控制 及状 态显 示 ： 功 能 。轧制 过程 中 速度 、 电流等 主要 参 数 （ １ １通 过 配 置 在 操 作 台 内 的远 程 Ｉ ／ Ｏ 都 显示 在屏幕 上 。 操作 人员 亦可 随时调 用 模 块 接 收处 理来 自操 作 台上 的操 作 控 制 Ｌ Ｃ ， Ｐ Ｌ Ｃ根 据操 作 指令 及 查 阅机 、 电、 液设备 的操作 说明 、 维护要 指 令并 传 送 至 Ｐ 点、 注 意事 项等 相关 内容 。低压 电气元 件 相 应联 锁条件 对控 制系 统进行 主令 控制 。 （ ２ ）接受 来 自数据 网络 的轧 管机 工作 选 用施 奈德 产 品 。主要 检测 元 件如 ： 编 码 参数 ， 在Ｈ Ｍ１ 人 机界 面屏 幕上 以画面 的形 器、 接近开关等选用进 口产品。 式集 中显示 ， 取代 操作 台上 的模 拟仪表 。 ２ ． １传动 控制 系统 故 障检测 及 分类 报 警 ： Ｐ Ｌ Ｃ通过 网络 轧制 主传 动采 用 一 台交 流 电机传 动 ，

冷轧厂五机架连轧机过程控制计算机系统

冷轧厂五机架连轧机过程控制计算机系统[摘要]：介绍了冷轧厂五机架连轧机过程控制计算机系统的组成和功能，着重介绍了该系统的硬件、软件结构，以及应用软件的功能。

[关键词]：冷轧五机架连轧机过程控制计算机系统中图分类号：tu755.3+1 文献标识码：tu 文章编号：1009-914x（2012）32- 0102 -011、冷轧五机架控制系统概况改造后的控制系统由两级计算机组成一个分布式计算机控制系统：设备控制计算机（以下简称一级机）和过程控制计算机（以下简称二级机），它们通过westnetⅱ网络相互通信，如图1所示。

1.1一级机概况一级机的主要任务是根据二级机设定的参数完成轧制过程的控制、数据采集等功能，主要由17台mac柜、16台i/o柜、操作员站、工程师站组成。

根据控制对象的不同，mac ds控制器分为3种：3台顺序控制器（sr21、sr30和sr31），7台过程控制器（pr01、pr02和pr11～pr15）和7台主传动控制器（mr40～mr46）。

各控制器的功能见图1。

工程师站和操作员站用于轧制过程的状态监视、人工干预和系统的开发维护。

1.2二级机概况过程控制机采用2台dec公司的vax-4105a计算机，它们互为热备份，通过以太网将2台vax机和二级机的其它设备连接在一起，用westnetⅱ高速数据通道实现和一级机之间的通信。

它主要完成以下功能：原始数据输入和管理；对待轧、正轧、已轧的钢卷进行跟踪；轧制过程数据的收集和处理；数学模型预设定计算；轧制过程的自学习；操作、维护画面的显示；各种工程报表、质量报表和生产报表的生成和打印。

2、二级机软件系统2.1二级机软件结构由于一级机和二级机中所使用的数据格式不同，因此，每隔0.1s，i/o监视器将这些一级原始数据传送到二级机milli/o内存缓冲区时，要进行工程单位转换，以备二级应用程序使用。

数据传送和转换完后，i/o监视器触发轧机事件监控，特殊数据收集和其它数据收集，以存取milli/o内存缓冲区中新刷新的数据，这种触发方式能够有效地防止数据滞后，使得应用程序同milli/o中的数据保持一致。

宝钢五冷轧包装机组电气控制系统

宝钢五冷轧包装机组电气控制系统作者：王涛来源：《城市建设理论研究》2013年第05期摘要：宝钢股份五冷轧包装机组,采用西门子公司S7-300PLC控制系统,运用自动化控制理念,是一条具有较先进生产水平的半自动化钢卷包装生产线。

本条包装机组HMI采用了一台服务器、两台客户机的形式，运用WinCC组态软件,与PLC之间通过以太网进行连接。

PLC与变频传动装置，编码器，远程I/O站之间则通过Profobus-DP现场总线进行数据交换。

而PLC与过程控制系统L2之间则通过光纤以太网方式进行钢卷信息的传递，提高了数据传输的精度与可靠性。

整条包装机组还在现场各处运用了安全光栅和急停安全继电保护装置从而达到了提高生产安全的目的。

五冷轧包装机组在宝钢股份顺利验收并成功投产，钢卷包装过程中能够自动接收并准确跟踪钢卷信息，使得整个生产过程变得可视化，极大的方便了整条包装生产线的运行、管理和维护，提高了生产效率。

关键词：钢卷包装机组；PLC控制系统；数据通讯；HMI；变频传动；中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：钢卷包装机组工艺流程工艺流程图宝钢股份五冷轧钢卷包装机组一共拥有四条包装生产线PA1~PA4，四条包装生产线的布置及流程大同小异，本文采用PA1作为典型代表，PA1钢卷包装机组的工艺流程如图1.1所示。

图1.1 PA1钢卷包装机组工艺流程图工艺流程概述PA1包装机组一共拥有20个工位，可以进行包装的钢卷从十几吨到30吨不等，包装速度约为每小时17卷左右。

图1.1中1#~3#工位为行车上卷工位，行车从卷库中吊取裸卷放在1#~3#任意工位上，现场操作员可以在入口HMI上发送请求信息给过程控制系统L2，将由L2请求来的钢卷信息装载到相对应的工位上，接下来钢卷的信息数据将随着钢卷的运动精确地进行工位跟踪。

通过步进梁的运送，钢卷将到达5#工位，这时用一台钢卷移送装置把钢卷从步进梁5#工位吊入运输链6号工位，通过7号工位的超声波检测装置，将测定钢卷相对于工位的偏差值，如果偏差值超出范围，1#钢卷提升小车将在提升钢卷的同时进行钢卷的纠偏作业。

攀钢西昌钢钒冷轧厂连退机组自动控制系统介绍

攀钢西昌钢钒冷轧厂连退机组自动控制系统介绍摘要：攀钢西昌钢钒冷轧厂连续退火机组用于生产高质量的汽车面板和家电用板，本文主要对连退机组的电气自动控制系统的结构、配置特点及相应的几种应用功能做一定介绍。

关键词：连退机组自动控制系统应用功能Abstract：the continuous annealing line in cold rolling plant of pangang xichang steel vanadium corporation is provided for the production of the highest quality material for automotive plates and appliance plates, this article mainly introduces the structure and configuration character of the electrical automation system and several corresponding application functions in CAL.Key words: continuous annealing line automatic control system application function0. 序言连退机组主要用于对通过轧机后的带钢进行重新结晶、冷却成型处理（连续退火处理），并通过平整机对带钢表面粗糙度和延伸率进行控制，之后为了保护带钢表面，将带钢进行涂油处理，切边剪用于控制带钢精确的宽度，通过以上处理后带钢将最后在检查站通过质量检查后卷取包装为成品。

本工程由德国西马克（SMS）、西门子、DREVER（连退炉）、TMEIC（焊机）等公司与国内厂家合作建设，本工程预计2014年全线竣工投产。

1. 工艺设备及概况该套生产线年设计生产能力为923600吨轧制退火带钢，产品主要以高级汽车面板和家电用板为主，其工艺设备主要包括六个段（部分）：入口段（主要包括两个开卷机、切头剪、焊机）、清洗段、入口活套、工艺处理段（连退炉）、出口活套、出口段（主要包括平整机、检查活套、切边剪、检查站、涂油机以及两台卷取机）。

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成品管外径 Φ 6 ～ 16 mm 管坯壁厚 1 ～ 5 mm 成品管壁厚 0. 5 ～ 3 mm 管坯长度 ≤6 m 成品管长度 ≤25 m 正常轧制速度 280 次 / min 设计速度 300 次 / min 送进量范围 ≤4 mm / 次 延伸系数 ≤5
2 电气系统设计与组成
LG-10 冷轧管机自动化控制系统包括电气、 仪表和计算机三部分控制内容，涵盖了对轧管机 主机速度控制，回转、送进伺服电机跟踪同步控 制，机组连续上料自动化控制，液压、润滑系统 控制和监测。计算机系统通过以太网上联至车间 计算机管理系统，下联至自动化系统，主要完成
Abstract： The use of ac servo system instead of traditional mechanical transfer back into the tube cold rolling mill has become the trend ，this paper introduces the cold rolling mill of the electrical system ，applied to communication protocols，of servo system is mainly introduced hardware configuration ，design of electronic CAM curve，and the adjustment of the servo motor． Key words： communication protocol； electronic CAM； servo motor
图 2 伺服系统硬件配置图 Fig. 2 Hardware configure of servo system
3. 2 伺服系统设计依据 轧机主 机 架 往 复 运 动 一 次， 主 机 曲 轴 旋 转
360°，在非轧制区可完成坯料的送进和回 转 过 程。因此，在曲轴的延伸杆上安装了一台绝对值 编码器作为主轴编码器，可以实时向 PLC 提供 主机架的速度、位置。将主轴编码器作为伺服系 统的主轴信号源，其他 8 台伺服电机作为从轴， 从轴接收到主轴发送的信号，根据电子凸轮曲线 完成间歇回转和送进的动作。 3. 3 电子凸轮曲线设计 3. 3. 1 电子凸轮简介
将主轴编码器作为电子凸轮主轴，精确反馈 机架的 轧 制 速 度 和 位 置， 利 用 电 子 凸 轮 控 制 从 轴，在主机轧制的过程中，通过控制伺服电机的 启停和旋转角度，完成坯料的回转和送进。同时 在这个凸轮曲线轨迹下，电机不能超载，要尽量 满足电机正常运行的要求，这就要求设计合理的
电子凸轮曲线。IndraWorks 软件集成了电子凸轮
图 1 系统网络组成 Fig. 1 System network
2. 1 EtherNet 以太网 EtherNet 以太网是工业局域网，是一个开放
高速确定性网络，它采用 TCP / IP 协议，主站和 从站都分配有各自的 IP 地址，从而实现各站之 间的数据通讯。工业计算机通过以太网将 PLC 存放在 Global_ Variables 内的全局变量导入 WinStudio 图文编辑软件库文件中，实时监控机组各 个部分的运行情况，具有极强的网络实时性和快 速性，从而提高了系统可靠性。 2. 2 PROFIBUS-DP 现场总线
擦力，N。
在一定的情况下，如果电机的速度达到最大
值，这个时候应尽量保持 F 小，否则电机容易
功率偏大导致超载。而 F 小就是要保持加速度 a
尽量小。其次根据凸轮曲线的设计原则，完成凸
轮曲线设计后，速度曲线、加速度曲线以及加加
速度曲线都不能产生突变，最好每一个时刻都能
够平滑过渡，这样对电机的冲击作用比较小，电
2013 No. 4
重型机械
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复） ； ③设定传输功率； ④ 检查失真指示。SERCOS 通讯建立后，可进行数据传输，传输数据包 括伺 服 轴 实 际 位 置、 报 警 信 号、 诊 断 信 号、 转 速、扭矩、状态应答信号、数字量输入、伺服参 数和电机参数等。
3 伺服系统的设计和实现
3. 1 伺服系统硬件设计 伺服系统硬件配置如图 2 所示。图 2 中，进
制过程数据的实时监控； （ 5） 对上料机构的最后两组夹送辊变频器电
流进行实时监控，通过变频器力矩控制功能，确 保夹送辊不会将坯料表面损坏。 2. 3 SERCOS 光纤通讯
系统 CPU 采用博世力士乐公司 MLC，MLC 系统是集 成 了 运 动 控 制 功 能 的 高 级 PLC 系 统。 MLC 是现代 PLC 发展的一种趋势，以往的 PLC 只具备逻辑控制功能，如果需要实现运动控制功 能必须外部集成运动控制器，而该款 PLC 是具 有运动控制功能的 PLC。对伺服电机的控制则利 用 MLC 中自带的各种符合 PLCOPEN 标准的功能 块来完成对电机的速度设定、位置设定、转矩设 定、电子凸轮功能设定等，同时将数据返回给人 机接口或者上位机。而 MLC 与伺服驱动器 HMS 的通讯则采用 SERCOS 光纤通讯。该协议通过光 纤作为传输导体，实现系统内所有控制单元的串 行闭环 连 接， 整 体 同 步 所 有 连 接 的 驱 动 控 制 单 元，在周期内完成实时数据和命令交换，周期时 间可根据系统控制精度自由调节，最小 250 /500 μs，最大 65 ms； 波特率范围在 2、4、8、16 MB 之内，在 MDT 和 AT 中可配置的数据最大数量 均为 32 字节，但设定的数量取决于周期时间的 设定。在建立通讯之前必须完成检测步骤①检查 连接光纤电缆； ② 设定通讯地址（ 地址不能重
PROFIBUS-DP 总线连接 PLC 与现场远程 I / O、6SE70 变频器、6RA70 直流调速器。该系统 以 PLC 为主站，通过 PROFIBUS-DP 总线和 9 个 从站实现数据交换，其功能如下：
（ 1） 通过 PROFIBUS 总线对 6RA70 调速装置 进行控制，将主电机主要参数（ 速度、电流） 通 过数据交换传递给监控设备；
1 高速冷轧管机设备组成
该设备主要由机械设备、电气设备、液压设 备、润滑设备组成。设备主要参数如下：
管坯外径 Φ 12 ～ 33. 4 mm
收稿日期： 2013 － 05 － 07； 修订日期： 23013 － 06 － 18 作者简介： 张杰（ 1979 － ，男，中国重型机械研究院股份公司
工程师。
线电源为 AC380V，经过进线电抗器、滤波器过 滤电网 后，为 HMV01 电 源 模 块 提 供 进 线 主 电 源，经电源模块整流后，三相交流电以直流电形 式通过直流母排 L + 、L-为伺服驱动器 HMS 提 供动力电源。-DY1 为控制单元提供 DC24V 控制 电源，-DY2 为 功 率 单 元 提 供 DC24V 控 制 电 源。-SB1 为外部急停信号。A1、A2、A3 为伺服 电机电源接线端，X4 为伺服电机反馈编码器接 口，X8 为主轴编码器接口。
0 前言
传统冷轧管机型的回转送进机构长时间采 用机械或液压式，结构复杂，成本昂贵，故障 率高，不易维护。2009 年，由中国重型机械研 究院股份公司设计的国内第一台 LG-15 高速连 续上料冷轧管机投入使用。本文主要对出口美 国 DMV 公 司 的 LG-10 冷 轧 管 机 电 气 系 统 进 行 介绍。
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对工艺参数的设置和监控。 轧管机控 制 系 统 包 含 三 层 通 信 网 络： HMI
及上位计算机系统通讯采用 EtherNet 以太网； 各 分散站、西门子 6SE70 变 频 器、西 门 子 6RA70
直流调 速 器 通 讯 采 用 PROFIBUS-DP 现 场 总 线； 伺服系统通讯采用 SERCOS 光纤通讯。系统网络 组成如图 1 所示。
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动机也不会因为太大冲击而使寿命受到影响。凸 轮曲线的设计采用描点法，主机架摆动一次主轴 编码器旋转 360°，根据轧辊工模具的设计原理， 将 360° 分 为 4 个 区 域，0° ～ 100° 为 前 轧 制 区； 100° ～ 182° 为 非 轧 制 区； 182° ～ 282° 为 后 轧 制 区； 282° ～ 360°为非轧制区。在前后轧制区从轴 停止运动，在非轧制区从轴根据凸轮曲线给定的 位移量，通过速比计算转换为从轴的旋转角度， 从而控制伺服电机的间歇回转和送进运动。根据 以上数据，设计出凸轮曲线如图 3 所示，X 轴为 角度，Y 轴为给定位移量的百分比，1#曲线为位 置曲线，2 #曲线为速度曲线，3 #曲线为加速度 曲线。
位置伺服系统的追随误差与回路增益成反比， 因此要降低追随误差，就必须调高伺服驱动器的 回路增益。然而一个位置伺服系统所能允许的最 大回路增益与伺服驱动器的频宽有着密切的关系， 回路增益越高意味着伺服越宽频宽，因此对速度 回路与电流回路的设计要求也就越苛刻。在伺服 系统里，频宽是伺服系统动态响应速度的度量， 影响着伺服系统的响应速度和抗干扰能力。对速 度环的比例增益 Kp 和积分作用时间 Ki 进行调节， 极大影响着伺服电机响应速度和稳定性，驱动器 的输出由比例和积分环节组成，驱动器自调节后， Kp = 7，Ki = 5，在轧制速度为 200 次 / min 时，回 转卡盘有噪音，回转卡盘伺服电机温升极快，根 据回馈值检测，力矩、位移曲线产生比较明显的 震荡，由此可见需要对两个参数进行更改，经过 反复调节，确定 Kp = 5，Ki = 20 时，力矩、位移 曲线平缓，无明显震荡，伺服电机保持 40°，无明 显温升。因此在伺服电机的调节中，比例增益 Kp 和积分作用时间 Ki 是非常重要的，需要在调试过 程中摸索最佳组合，同样对其余伺服电机进行调 节，确保所有伺服电机运行平稳。
Electrical system of high speed and continuous loading cold rolling pipe mill