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内蒙古科技大学过程控制课程设计论文题目：卷取机卷轴速度控制系统引言：.............................................. 错误!未定义书签。
1系统分析.......................................... 错误!未定义书签。
工艺过程分析.................................... 错误!未定义书签。
控制目标及任务：................................ 错误!未定义书签。
2工艺设备及控制系统设备简介........................ 错误!未定义书签。
卷取机组成...................................... 错误!未定义书签。
电气传动系统配置................................ 错误!未定义书签。
直流调速.................................... 错误!未定义书签。
交流调速.................................... 错误!未定义书签。
3、自动化控制系统组成、功能及设计思路.............. 错误!未定义书签。
3、1自动化控制系统组成、功能.................... 错误!未定义书签。
3、2卷筒速度控制思路由来及控制框图.............. 错误!未定义书签。
4、卷轴速度控件说明及其主要控件型号简介............. 错误!未定义书签。
SIEMENS T400 简介.............................. 错误!未定义书签。
Ⅱ型热金属检测器................................ 错误!未定义书签。
概述......................................... 错误!未定义书签。
定宽机入口夹送辊自动控制【摘要】入口夹送辊在定宽机走停控制中是将板坯的头部带向定宽机内部，安全的传送板坯，也可以减缓板坯在拍打过程中产生的震动，起到了稳定板坯的作用。
同时也便于物料跟踪。
其控制过程有位置控制和压力控制两种方式。
【关键词】夹送辊；位置控制；压力控制前言在热轧京唐2250工艺中，入口夹送辊安装在定宽机进口侧。
在定宽机走停式模式中，由于锤头长度长，中间无驱动装置，板坯的传送会出现打滑或者无法正常传送，所以采用了夹送辊运送方式，精确安全输送板坯。
上夹送辊通过液压压在板坯上面，上下夹送辊夹住板坯，目的是安全传送板坯，防止板坯滑动。
进口下夹送辊有驱动。
1夹送辊工作原理定宽机机上夹送辊通过液压缸驱动。
液压缸活塞有杆侧压力是一个75Bar 的恒压。
活塞侧压力通过伺服阀控制压力和位置调整。
如果液压系统故障，急停，或是位置控制系统故障，伺服控制通过单向阀锁定，此时点动操作功能有效。
所以说对夹送辊的自动化控制必须做到精确，及时，安全可靠。
液压缸内安置了位移传感器，用来检测位置的实际值。
用于压力控制的压力传感器被安置在液压缸无杆腔的油路上。
夹送辊辊缝增加或是减少是液压缸的上升和下降来控制的，液压缸控制包括位置控制和压力控制。
位置反馈是通过安装在液压缸内部的位置传感器获得的。
液压缸有杆腔压力反馈是通过安装在有杆腔的压力传感器获得的。
当板坯进入夹送辊前，夹送辊为位置控制；当板坯撞入夹送辊时，上夹送辊由位置控制切换到压力控制；当板坯离开夹送辊时，上夹送辊有压力控制切换到位置控制。
2定宽机走停控制板坯通过除鳞机和定宽机侧导板对中完成后，以每秒0.8米（此速度根据实际情况可以调整）的速度匀速撞向入口夹送辊，当板坯进入夹送辊时，会对上夹送辊产生一点位移，从而会在液压缸中产生压力脉冲，当入口夹送辊的压力传感器实际检测到的压力大于100KN（根据实际情况可调）或者后一扫描周期与前一扫描周期的压力传感器压力值之差大于90KN（根据实际情况可调）时，认为入口夹送辊开始咬钢。
包钢热连轧卷取机自动控制系统的研究作者：殷文龙来源：《科技创新导报》2013年第04期摘要：卷取机是板带热连轧生产线主要组成部分。
该文以包钢热连轧卷取机为例，详细介绍热连轧卷取机控制系统的原理和控制方法，PLC400和TDC对整个卷取机控制系统的控制方法。
关键词：卷取机热连轧 PLC400中图分类号：TG333.2+4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（a）-0072-02卷取机是板带热连轧生产中最主要的部分之一。
板带经过精轧机组后，最终轧制成给定厚度的成品由输出辊道送至卷取机中进行卷取，成品板带在输出辊道上运行时，有层流冷却装置进行控制冷却，冷却后的板带在进入卷取机前有侧导板进行对中，然后以一定的张力由三助卷辊式全液压卷取机卷成紧凑的钢卷，钢卷卷取完成后由卸卷小车从卷取机上卸下送至打捆站。
1 卷取机的控制见图1。
1.1 卷取机的组成热连轧卷取区一般有两台或三台卷取机，包钢热连轧选用两台卷取机，在正常轧钢中两台卷取机交替工作，图1为包钢热连轧卷取机机械结构图，主要包括以下几个部分：卷取机辊道控制，主要目的是使从精轧机高速轧制出的板带平稳进入卷取机，同时对板带头尾在卷取辊道位置进行正确控制；侧导板控制，主要目的是正确引导板带对中，防止板带跑偏，使板带顺利进入夹送辊、卷筒形成良好的卷形，可以降低卷取塔形，稳定和提高卷取的质量；夹送辊控制，主要目的是将成品板带夹紧送入卷取机，并可使板带在头部和尾部时与卷取机形成张力并且在厚钢板头部翘起时上夹送辊可以压下，便于板带咬入和卷取，上夹送辊的升降有液压缸来驱动，通过伺服阀完成对夹送辊的位置控制和压力控制，并且下夹送辊配置一台测速电机和一个脉冲发生器，用于夹送辊的速度控制；激光检测器控制，主要目的是检测是否有板带头部进入或板带甩尾；助卷辊控制，卷取机有三个助卷辊有图1可知，定义为1号、2号、3号助卷辊，每个助卷辊由一台电机传动，控制助卷辊的速度，每个助卷辊安装在一个可绕枢轴转动的支架上，以保证在卷钢过程中的转动不受限制，助卷辊支架由一个液压缸来驱动，通过电液伺服阀来完成对助卷辊的位置和压力控制，当板带头部进入卷取机时，为了防止板带与助卷辊的冲击，损害板带头部，造成事故及消除板带头部压痕，配置的三个助卷辊都具有自动踏步控制；卷筒控制主要目的是控制卷筒的速度、卷筒的涨缩和卷取张力的建立。
热轧带钢卷取机夹送辊电机的负荷平衡方法说实话热轧带钢卷取机夹送辊电机的负荷平衡这事儿，我一开始也是瞎摸索。
我一开始就是瞅着电机的参数乱调，觉得这个电流大了就减点，那个电压小了就加点，纯粹就是盲目尝试，结果一点用没有，还差点把设备给整出毛病来，这可把我吓一跳。
后来我仔细研究了夹送辊电机的工作原理，这就像是两个人担东西，要是一个人力气大一个人力气小，那东西肯定担不稳。
电机的负荷平衡也是这个道理。
我就想啊，那是不是得从源头开始找问题，所以先检查了电机本身的性能，看看是不是有某一个电机自身就有毛病。
我就跟给人看病似的，一个一个零件进行排查，什么电机的绕组啊，轴承啊之类的。
一通检查下来发现都正常，看来问题不在这。
接着我就想到了传动部分，这就好比是连接两个人的扁担，要是扁担歪了或者长短有问题，力也不均匀。
我就仔细查看传动带和齿轮啥的，看看有没有磨损或者安装不实的地方。
发现有一条传动带有点松了，我想这可能就是原因，然后把它调紧了。
可是弄完之后发现虽然好了一点，但是负荷还是不平衡。
再后来我发现，这有可能是控制系统的问题。
你想啊，控制系统就好比是人脑，指挥着电机怎么工作。
要是脑子给出的指令不对，那这电机干活也不协调。
我就开始去琢磨控制系统里的算法。
我先是看了看分配扭矩的算法，发现之前的算法有点太简单，没有考虑到一些实际情况，像是卷取过程中带钢的张力变化这种情况对电机的影响。
于是我就改进了这个算法，让它能够根据实际情况更灵活地分配扭矩。
就好比告诉力气大的人少用点力，力气小的人多用点力，让大家干活的时候都差不多累。
这么一改进，嘿，还真有效果，电机的负荷平衡情况改善了不少。
不过我还不敢确定这就是一劳永逸的办法，我还在不断地观察，就怕又出现什么新的情况。
总的来说啊，在处理这个热轧带钢卷取机夹送辊电机的负荷平衡问题的时候，一定要把各个环节都想到，从电机本身到传动部分再到控制系统，每一个部分都可能藏着导致负荷不平衡的小恶魔呢。
本钢薄板坯连铸连轧生产线卷取机控制功能说明发布时间：2021-12-16T05:51:19.076Z 来源：《中国电气工程学报》2021年9期作者：张策[导读] 介绍卷取机主要控制功能的实现，PLC控制系统的控制方案。
张策本溪钢铁（集团）公司辽宁本溪 117000 [摘要]介绍卷取机主要控制功能的实现，PLC控制系统的控制方案。
利用TMEIC公司的MELPLAC和MELSEC控制系统，实现电动执行机构、调节阀、传感器及各类执行和检测元件等等信号在计算机中的监控，并在工作站上进行程序和数据的管理。
[关键词] PLC 卷取机控制系统张力控制 QOC [Abstract]Introduces the control plan of its PLC control system. Using TMEIC Corporation's MELPLAC and the MELSEC control system, realization electrically operated implementing agency, regulating valve, sensor and each kind of execution and examination part and so on signal in the computer monitoring and managing the program and data in the workstation. [Key words] PLC down coiler control system tension control QOC 概述：随着热连轧生产技术的发展，我国薄板坯连铸连轧所生产的板卷将在未来的热连轧板带产品中占有较大比例（将超过30%），目前国内薄板坯连铸连轧生产线装备已达到国际先进水平，特别是轧制过程控制技术的运用更是达到了国际一流水平。
本钢BSP生产线（即本钢薄板坯连铸连轧生产线）卷取区域控制系统由日本TMEIC公司设计，采用其MELPLAC和MELSEC系列PLC控制系统。
控制工程Control Engineering of China Sep .2008Vol.15,S 12008年9月第15卷增刊文章编号:1671-7848(2008)S 1-0063-03收稿日期:2008-03-31; 收修定稿日期:2008-05-26 作者简介:李小新(1977-),男,河北唐山人,助理工程师,主要从事热轧薄板卷取机工业自动化控制等方面的工作。
热轧薄板厂卷取夹送辊自动控制过程李小新,李晓刚(唐钢自动化(微尔电子)公司工程部,河北唐山 063000)摘 要:夹送辊辊缝增加或减少是通过安装在框架两侧的液压缸上升和下降来控制的。
液压缸控制包括位置控制和压力控制。
位置反馈值是通过安装在液压缸内部的位置传感器获得。
液压缸有杆侧和无杆侧的压力是通过安装的压力传感器测量的,实际压力根据测量值计算。
当带钢进入夹送辊前,上夹送辊为位置控制;带钢进入夹送辊时,上夹送辊由位置控制切换到压力控制;当带尾到达夹送辊时,上夹送辊由压力控制切换到位置控制;夹送辊的作用是将带钢的头部引向地下卷取的卷筒,保持夹送辊和卷取机间的张力。
卷取时,卷取机与夹送辊和精轧机形成了稳定的张力保证了卷取质量。
关 键 词:位置控制;压力控制;系统组态;GDM 中图分类号:TP 27 文献标识码:APinch Roll Automatic Control Process of Hot Strip Mill PlantLI Xiao -xin ,LI Xiao -gang(Engineering Department,Tangs teel Automation (Will Electronic)Co Ltd,Tangs han 063000,China)Abstract :The increase or decrease of pinch roll gap is controlled by the raise and d rop of hydraulic cylinders mounted on each side of the frame.The hydraulic cylinders control includes positi on control and pressure control.Position feedback is given via linear position transducersmounted inside the hydraulic cylinders.The hydraulic pressure on the piston and rod sides of the hydraulic cylinders are measured by pressure transducers.The pressure is calculated from the measured hydraulic p ressures.Before the strip en ters into the pinch roll,the top roll con trol is the posi tion control.When the strip enters i nto the pinch roll,the top roll control is transferred from the position control to the pressure con -trol.When strip tail enters into the pinch roll,the top roll conrtol is transferred from the pressure con trol to the posi tion control.The function of pinch roll i s to guide the strip head to the mandrel of down coiler i n order to keep the tension between down coiler and pinch roll.During the coili ng ,the stable tention formed among down coiler ,finishing mill and the pi nch roll,and guaranteed the coiling quali ty.Key words :position control;pressure control;system configuration;global data memory1 引 言热轧薄板厂卷取夹送辊是热轧工艺及其他轧钢工艺中的主要设备之一。
该设备在整个系统中起着至关重要的作用,它能否正常运行直接影响着热轧薄板线的状况、产品质量和产量。
夹送辊的自动控制过程贯穿整个卷取过程,如果失败,将直接造成卷取堆钢,甚至造成设备损坏及人身伤亡。
因此,夹送辊的自动控制必须做到准确、及时、安全可靠。
在热轧薄板线中,卷取夹送辊首先进行位置控制以便咬入带钢头部,然后根据带钢张力进行压力控制以保证卷型。
2 位置和压力控制描述夹送辊的每一个动作都是夹送辊上辊通过两个伺服阀控制两个液压缸上下动作来完成的。
夹送辊的每一个动作都是闭环控制,位置控制是通过比较PR 液压缸开度的实际值和设定值来进行控制的。
将液压缸内置位置传感器实测的PR 开度值和PR 开度设定值比较,由PLC 计算二者的差值,将差值与增益相乘,将结果输出作为伺服阀开度命令值。
位置控制框图,如图1所示。
图1 位置控制压力控制是一种控制夹送辊夹紧力的控制方法,通过调节夹送辊的位置来改变上下辊之间的夹紧力。
监测夹紧力的实际值,把实际值和设定值进行比较,得到两者的差值,将差值与增益相乘,将结果输出作为伺服阀开度命令值。
压力控制框图,如图2所示。
图2 压力控制在夹送辊液压缸的有杆侧和无杆侧分别装有液压压力传感器,用来监测液压缸有杆侧和无杆侧的压力,将测量得到的液压缸内的压力通过计算转换为上下夹送辊之间的夹紧力,计算中需要考虑上下辊间的辊缝、辊子的直径、下辊的偏移量、辊子重量等因素的影响。
夹送辊控制的准确性主要包括以下几点因素的影响:¹液压缸位置和辊缝关系的计算。
º液压缸压力和夹送辊压力之间关系的计算。
»两个液压缸的同步性。
¼夹送辊辊缝的标定。
对于¹,º,采用精确的计算推导公式;对于»,由于液压缸和伺服阀特性差异,在调试阶段对其控制参数进行调整就可以达到要求;对于¼,通过精确的计算和自动控制来完成。
本文以唐钢新建1700线为例,简要介绍卷取夹送辊的自动控制过程和如何用PLC 实现控制和数据处理。
3 液压缸位置和辊缝关系的计算夹送辊液压缸位置和辊缝关系的计算,如图3所示。
图中,R 为PR 上辊半径,445~450mm;r 为PR 下辊半径,245~250mm;s 为辊缝设定值;x 为下辊偏移量,25mm;y 1数值由上辊、下辊辊径和下辊偏移量决定;y 2数值由上辊、下辊辊径和下辊偏移量决定;液压缸最大行程320mm 。
图3 液压缸位置和辊缝关系的计算y 1的值由PR 上下辊径和下辊的偏移量决定:y 1+r =((R +r )2-x 2)1P 2y 2+r =((R +r +s )2-x 2)1P 2y 1=((R +r )2-x 2)1P 2-ry 2=((R +r +s )2-x 2)1P 2-r4 液压缸压力和PR 夹持力之间的关系计算液压缸压力和PR 夹持力之间的关系计算,如图4所示。
R 为上辊的半径,445~450mm;r 为下辊的半径,245~250mm;S R 为实际辊缝;P C 为液压缸压力;P R 为PR 夹持力;x 为下辊偏移量,25mm 。
图4 液压缸压力和PR 夹持力之间的关系计算P C =P R #cos H =P R #(1-sin 2H )1P 2sin H =x P (R +S R +r )因此:P C =P R (1-(x R +S R +r)2)1P 2(1)通过式(1)将液压缸压力换算为PR 的夹持力,相反也可以将实测的夹持力换算为液压缸压力。
液压缸的出力和液压压力间的关系:P C =P h @A h -P r @A r +{W -K (液压缸行程实际值-L 1+L 2)}式中,P h 为无杆侧液压压力,kgf P cm 2;P r 为有杆侧液压压力,kgf P cm 2;A h 为无杆侧活塞面积,为314.16cm 2;A r 为有杆侧活塞面积,219112c m 2;W 为上辊部件质量,13500kg;K 为消除间隙所需的弹性常数,11784KN P mm;L 1为弹簧开始工作时液压缸位,23616m m;L 2为弹簧预加负荷长度,50mm 。
5 夹送辊辊缝标定标定的作用是使系统设定的辊缝值和实际辊缝值相一致。
在辊缝标定时,按设定的数值使上下辊之间产生夹紧力,并使操作侧和传动侧的压力相等(压力差=0)。
标定的操作过程,如图5所示。
图5 标定的换作过程6 控制系统的组成唐钢新建1700线的自动控制系统,采用了先进的/基础自动化+二级过程控制计算机+二点一#64# 控 制 工 程 第15卷级生产管理计算机0的一体化结构,构成了一套功能完备的综合控制系统,如图6所示。
图6 系统组态图基础自动化系统采用电气-仪表一体化设计,主要由操作站、过程控制PLC 以及通信总线等组成。
操作站采用工业控制计算机,用于实现生产过程的监控、操作、报警、趋势记录、报表打印等。
采用西门子公司的WinCC 监控组态软件,进行操作站监控画面的组态编程。
过程PLC 采用SIMATIC TDC,用于生产过程的数据采集、回路控制、顺序控制以及连锁等。
通过编程器,采用CFC 语言程序,对PLC 进行系统逻辑控制编程。
TDC 之间采用GDM 进行数据通信。
采用工业以太网,通过交换机,进行数据通信。
整个基础自动化系统共设有14套PLC,粗轧区域3套,精轧区域8套,卷取区域3套(DC901,DC041,DC042),夹送辊的自动控制由图6中的DC041,DC042来完成(卷取区域有两套夹送辊第一套由DC041来完成,第二套由DC042来完成,两套程序几乎一样,现以第一套为例)。
7 自动控制程序无论是夹送辊的位置控制,压力控制,还是辊缝的自动标定控制,每个过程都涉及到很多连锁信号,每个动作都有安全保护和异常情况急停措施,同时夹送辊的设定辊缝和设定压力,二级要根据不同的钢种、不同的规格进行处理并传给一级。
