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![[房建工程施工组织设计]宁波建龙钢铁公司1780热连轧自动化系统基本设计规格书](https://img.taocdn.com/s1/m/0c5a2717f78a6529647d53b8.png)
工程编号：GT03A012版本号：A修改号：宁波建龙1780mm热轧带钢工程三电基本设计规格书设计：建龙1780mm热轧带钢工程项目组审核：批准：北京金自天正智能控制股份有限公司2003年6月目录第 1 章建龙1780mm热轧带钢生产线工艺及设备............................... 1-1 1.1设计依据....................................................................................................................................... 1-1 1.2设计范围与设计原则................................................................................................................... 1-1 1.2.1.1设计范围.............................................................................................................................. 1-1 1.2.2设计原则 .................................................................................................................................. 1-1 1.3生产规模、成品大纲与金属平衡............................................................................................... 1-2 1.3.1生产规模 .................................................................................................................................. 1-2 1.3.2成品大纲 .................................................................................................................................. 1-2 1.3.3金属平衡 .................................................................................................................................. 1-4 1.4生产线主要设备组成与布置....................................................................................................... 1-4 1.5生产线工艺简述..........................................................................................................................1-10 1.5.1生产线工艺流程 .....................................................................................................................1-10 1.5.2生产线工艺与装备主要特点 .................................................................................................1-13 第 2 章自动化控制系统综述 ................................................................... 2-1 2.1自动化控制系统总体配置方案................................................................................................... 2-1 2.1.1网络系统 .................................................................................................................................. 2-1 2.1.2过程机系统 .............................................................................................................................. 2-9 2.1.3HMI设备 ................................................................................................................................2-12 2.1.3.1HMI服务器........................................................................................................................2-12 2.1.3.2HMI ....................................................................................................................................2-12 2.1.3.3打印机.................................................................................................................................2-14 2.1.4PLC设备.................................................................................................................................2-14 2.2系统设备配置与功能分配..........................................................................................................2-18 2.2.1过程自动化系统的配置和功能 .............................................................................................2-18 2.2.2HMI服务器的配置和功能 ....................................................................................................2-20 2.2.3HMI的配置和功能 ................................................................................................................2-20 2.2.3.1L2级HMI的功能分配 .....................................................................................................2-20 2.2.3.2L1级HMI的功能分配 .....................................................................................................2-21 2.2.4基础自动化控制系统PLC、TDC 的控制功能 ..................................................................2-25 2.3轧线自动化控制系统的控制方式及非正常情况处理 ..............................................................2-33 2.3.1轧线自动化控制系统的控制方式 .........................................................................................2-33 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------2.3.2轧线的非正常情况处理 .........................................................................................................2-34 第 3 章过程自动化控制系统 ................................................................... 3-1 3.1过程控制系统功能和结构........................................................................................................... 3-1 3.1.1过程控制计算机与基础自动化级的数据通信....................................................................... 3-1 3.1.1.1过程控制计算机与HMI服务器之间的数据通讯 ............................................................ 3-1 3.1.1.2过程控制计算机与PLC之间的数据通讯......................................................................... 3-1 3.1.1.3过程控制计算机之间的数据通讯...................................................................................... 3-2 3.1.1.4过程控制计算机与数据中心计算机通讯.......................................................................... 3-2 3.1.2过程控制级系统功能 .............................................................................................................. 3-2 3.1.2.1轧制规程的设定.................................................................................................................. 3-2 3.1.2.2轧制规程的再设定.............................................................................................................. 3-2 3.1.2.3提高成品率.......................................................................................................................... 3-2 3.1.2.4提高产品质量...................................................................................................................... 3-3 3.1.2.5加快新品种、新工艺研制.................................................................................................. 3-3 3.1.3过程控制计算机结构 .............................................................................................................. 3-3 3.1.3.1数据采集子系统.................................................................................................................. 3-3 3.1.3.2轧件跟踪子系统.................................................................................................................. 3-3 3.1.3.3过程监控子系统.................................................................................................................. 3-3 3.1.3.4轧机控制子系统.................................................................................................................. 3-3 3.1.3.5实用工具软件子系统.......................................................................................................... 3-4 3.1.4过程控制计算机系统的功能说明 .......................................................................................... 3-4 3.2过程控制计算机系统数据管理................................................................................................... 3-5 3.2.1ORACLE数据库数据处理..................................................................................................... 3-5 3.2.2过程控制计算机ORACLE数据库设计 ................................................................................ 3-5 3.2.2.1过程控制计算机ORACLE数据库设计............................................................................ 3-5 3.2.2.2数据库中数据表的组成...................................................................................................... 3-6 3.2.3过程控制计算机C++编程环境及全局变量处理 .................................................................. 3-7 3.2.4过程控制计算机启动时全局变量处理 .................................................................................. 3-8 3.2.5过程控制计算机通信数据 ...................................................................................................... 3-8 3.2.5.1过程控制计算机与基础自动化级通信数据...................................................................... 3-8 3.2.5.2过程控制计算机与操作站级通信数据.............................................................................. 3-9 3.2.6过程控制计算机启动时数据处理 .......................................................................................... 3-9 3.3过程控制计算机轧件跟踪........................................................................................................... 3-9 3.3.1过程控制计算机轧件跟踪实现方法 ...................................................................................... 3-9---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.3.1.1过程控制计算机轧件跟踪基本原理.................................................................................. 3-9 3.3.1.2过程控制计算机轧件跟踪实现方法.................................................................................. 3-9 3.3.1.3轧件跟踪实现方法.............................................................................................................3-10 3.3.1.4跟踪映象表的结构：.........................................................................................................3-10 3.3.1.5轧件跟踪信息的有效性检查............................................................................................. 3-11 3.3.1.6过程控制计算机轧件跟踪修正功能.................................................................................3-12 3.3.1.7过程控制计算机轧件数据库数据存取方式.....................................................................3-13 3.3.1.8过程控制计算机轧件跟踪进程功能.................................................................................3-13 3.3.1.9过程控制计算机轧件跟踪进程信号来源.........................................................................3-13 3.3.1.10过程控制计算机轧件数据库SRTCOM更新方式...........................................................3-13 3.3.1.11跟踪传感器的选择.............................................................................................................3-15 3.3.1.12跟踪修正.............................................................................................................................3-15 3.3.1.12.1轧件跟踪加热炉区跟踪事件传感器选择 ....................................................................3-15 3.3.1.12.2粗轧区跟踪区跟踪事件传感器选择 ............................................................................3-16 3.3.1.12.3精轧跟踪区跟踪事件传感器选择 ................................................................................3-16 3.3.1.12.4轧件跟踪卷取跟踪区传感器选择 ................................................................................3-16 3.3.1.13加热炉区轧件跟踪.............................................................................................................3-17 3.3.1.13.1加热炉区板坯核对 ........................................................................................................3-17 3.3.1.13.2加热炉区板坯装炉规则 ................................................................................................3-17 3.3.1.13.3加热炉入口侧跟踪方法 ................................................................................................3-18 3.3.1.13.4加热炉入口侧跟踪事件 ................................................................................................3-18 3.3.1.13.5加热炉炉内跟踪方法 ....................................................................................................3-18 3.3.1.13.6加热炉炉内跟踪事件 ....................................................................................................3-19 3.3.1.13.7加热炉炉内位置跟踪 ....................................................................................................3-19 3.3.1.13.8加热炉炉内位置跟踪修正 ............................................................................................3-20 3.3.1.13.9加热炉出炉轧件跟踪 ....................................................................................................3-21 3.3.1.13.10加热炉出炉轧件跟踪事件 ......................................................................................3-21 3.3.1.13.11加热炉强制入炉 ......................................................................................................3-21 3.3.1.13.12加热炉跟踪修正 ......................................................................................................3-21 3.3.1.14粗轧区轧件跟踪.................................................................................................................3-21 3.3.1.14.1粗轧区轧件跟踪方法 ....................................................................................................3-21 3.3.1.14.2粗轧区轧件跟踪事件 ....................................................................................................3-21 3.3.1.15精轧区轧件跟踪.................................................................................................................3-22 3.3.1.15.1精轧区轧件跟踪方法 ....................................................................................................3-22---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.3.1.15.2精轧区轧件跟踪事件 ....................................................................................................3-22 3.3.1.16卷取区轧件跟踪.................................................................................................................3-22 3.3.1.16.1卷取区轧件跟踪方法 ....................................................................................................3-22 3.3.1.16.2卷取区轧件跟踪事件 ....................................................................................................3-22 3.3.1.17卷取区卷取出口部分轧件跟踪.........................................................................................3-23 3.3.1.17.1过程控制计算机轧件跟踪实现方法的特点 ................................................................3-24 3.3.2轧件跟踪激活的轧线控制 .....................................................................................................3-24 3.3.2.1轧件跟踪激活的设定模型.................................................................................................3-25 3.3.2.1.1轧件位于加热炉入口时激活的设定模型 ....................................................................3-25 3.3.2.2轧件位于加热炉出口时激活的设定模型.........................................................................3-26 3.3.2.2.1轧件位于加热炉出口且实际出炉温度与轧制尺寸有效 ............................................3-26 3.3.2.2.2轧件位于加热炉出口高温计D.O.PY201激活自学习模型........................................3-26 3.3.2.2.3轧件首次位于PY202入口时激活的设定模型 ...........................................................3-26 3.3.2.2.4轧件位于E1R1粗轧末道次出口激活的设定模型 .....................................................3-26 3.3.2.2.5轧件位于LCE1 (正向)、轧件LCR1 (反向)入口激活的在线模型............................3-26 3.3.2.2.6轧件位于LCE2 (正向)、轧件LCR2 (反向)入口激活的在线模型............................3-26 3.3.2.2.7轧件位于E1R1末道次出口激活的在线模型 .............................................................3-26 3.3.2.2.8轧件位于E2R2末道次出口激活的在线模型 .............................................................3-26 3.3.2.2.9轧件位于E2R2粗轧末道次出口激活的设定模型 .....................................................3-27 3.3.2.2.10轧件位于精轧入口高温计PY302激活的设定模型 ...................................................3-27 3.3.2.2.11轧件位于精轧F1、F2、F3咬钢时激活的自适应模型..............................................3-27 3.3.2.2.12轧件位于精轧F2或F3咬钢时激活的设定模型........................................................3-27 3.3.2.2.13轧件位于精轧末机架咬钢时激活的在线模型 ............................................................3-27 3.3.2.2.14轧件位于精轧出口高温计出口PY303激活模型 .......................................................3-27 3.3.2.2.15轧件位于卷取机入口高温计入口时激活的在线模型 ................................................3-27 3.3.2.2.16轧件位于卷取机入口高温计出口时激活的模型 ........................................................3-27 3.3.2.2.17卷取机出口事件激活的自学习模型 ............................................................................3-27 3.3.2.3模型输入输出.....................................................................................................................3-27 3.3.2.3.1粗轧模型设定计算输入输出 ........................................................................................3-27 3.3.2.3.2卷取机模型设定计算输入输出 ....................................................................................3-28 3.3.2.3.3精轧0次设定模型计算输入输出 ................................................................................3-28 3.3.2.3.4精轧1次设定模型计算输入输出 ................................................................................3-29 3.3.2.3.5精轧2次设定模型计算输入输出 ................................................................................3-30 3.3.2.3.6层流冷却设定模型输入输出 ........................................................................................3-31---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.4.2轧制节奏控制的工作方式 .....................................................................................................3-33 3.4.3轧制节奏触发事件 .................................................................................................................3-34 3.4.4轧制节奏控制模型 .................................................................................................................3-34 3.5报表子系统..................................................................................................................................3-34 3.5.1生产报表 .................................................................................................................................3-35 3.5.2故障报表 .................................................................................................................................3-37 3.6过程控制计算机的监控功能......................................................................................................3-37 3.6.1报警信息 .................................................................................................................................3-37 3.6.2生产计划输入和管理 .............................................................................................................3-37 3.6.2.1轧制计划的组织和主要数据内容.....................................................................................3-37 3.6.2.2轧制计划的输入和传送.....................................................................................................3-42 3.6.3轧制计划的管理 .....................................................................................................................3-42 3.6.3.1轧制计划的编辑和显示.....................................................................................................3-43 3.6.4轧辊数据接收和存档 .............................................................................................................3-43 3.6.4.1轧辊数据输入和存档.........................................................................................................3-43 3.6.4.2轧辊数据修改.....................................................................................................................3-43 3.6.4.3轧辊数据.............................................................................................................................3-44 3.7精轧卷取区轧制规程计算及精轧卷取模型系统 ......................................................................3-44 3.7.1精轧策略 .................................................................................................................................3-44 3.7.1.1压下率方式.........................................................................................................................3-44 3.7.1.2轧制力分配方式.................................................................................................................3-44 3.7.1.3精轧轧制规程计算流程.....................................................................................................3-44 3.7.2精轧轧制规程计算 .................................................................................................................3-45 3.7.2.1精轧轧制规程计算模型结构.............................................................................................3-45 3.7.2.2精轧轧制规程计算模型表.................................................................................................3-46 3.7.3精轧轧制规程计算方法 .........................................................................................................3-47 3.7.3.1精轧轧制规程压下制度计算.............................................................................................3-48 3.7.4机架速度设定值计算 .............................................................................................................3-49 3.7.5精轧在线控制功能 .................................................................................................................3-50 3.7.5.1穿带自适应.........................................................................................................................3-50 3.7.6终轧温度的在线控制 .............................................................................................................3-50 3.7.7卷取机设定计算 .....................................................................................................................3-50---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------3.8.2精轧模型 .................................................................................................................................3-51 3.8.3卷取机模型 .............................................................................................................................3-55 3.8.4自学习方法 .............................................................................................................................3-58 3.8.4.1长期自学习.........................................................................................................................3-58 3.8.4.2短期自学习.........................................................................................................................3-58 3.9系统维护工具..............................................................................................................................3-58 3.10模拟轧钢......................................................................................................................................3-59 3.11过程控制计算机之间的通信数据..............................................................................................3-59 3.11.1加热炉过程控制计算机传送给精轧过程控制计算机信号..................................................3-59 3.11.2粗轧过程控制计算机传送给精轧过程控制计算机信号......................................................3-59 3.11.3精轧过程控制计算机传送给粗轧过程控制计算机信号......................................................3-60 3.11.4精轧过程控制计算机传送给数据中心计算机信号..............................................................3-61 3.11.5数据中心计算机传送给精轧卷取过程控制计算机信号......................................................3-61 第 4 章加热炉区基础自动化控制系统 ................................................... 4-1 4.1公共逻辑控制系统PLC101 ......................................................................................................... 4-1 4.1.1系统配置及硬件组成 .............................................................................................................. 4-1 4.1.2PLC101功能说明.................................................................................................................... 4-2 4.1.3操作台、机旁箱 ...................................................................................................................... 4-6 第 5 章粗轧区基础自动化控制系统 ....................................................... 5-15.1粗轧区公共逻辑与介质控制系统PLC201A、PLC201B .......................................................... 5-1 5.1.1PLC201A .................................................................................................................................. 5-1 5.1.1.1系统配置及硬件组成.......................................................................................................... 5-1 5.1.1.2PLC201A功能说明 ............................................................................................................ 5-2 5.1.1.3机旁操作箱、机旁控制箱.................................................................................................. 5-5 5.1.2PLC201B .................................................................................................................................. 5-5 5.1.2.1PLC201B系统配置图 ........................................................................................................ 5-5 5.1.2.2PLC201B功能说明 ............................................................................................................ 5-6 5.2粗轧E1 & R1控制系统PLC202 ..............................................................................................5-10 5.2.1系统配置及硬件组成 .............................................................................................................5-10 5.2.2PLC202功能说明................................................................................................................... 5-11 5.2.3操作台、机旁箱 .....................................................................................................................5-18---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5.3粗轧E2 & R2区控制系统PLC203 ..........................................................................................5-18 5.3.1系统配置及硬件组成 .............................................................................................................5-18 5.3.2PLC203功能说明...................................................................................................................5-19 5.3.3操作台、机旁箱 .....................................................................................................................5-25 5.4粗轧E1 & E2 AWC控制系统PLC204 .....................................................................................5-25 5.4.1系统配置及硬件组成 .............................................................................................................5-25 5.4.2PLC204功能说明...................................................................................................................5-26 5.4.3操作台、机旁箱 .....................................................................................................................5-29 5.5粗轧R2自动厚度控制系统PLC205 .........................................................................................5-29 5.5.1系统配置及硬件组成 .............................................................................................................5-29 5.5.2PLC205功能说明...................................................................................................................5-30 5.5.3操作台、机旁箱 .....................................................................................................................5-35 第 6 章精轧区自动化控制系统 ............................................................... 6-16.1飞剪控制系统PLC301................................................................................................................. 6-1 6.1.1系统配置及硬件组成 .............................................................................................................. 6-1 6.1.2功能说明 .................................................................................................................................. 6-1 6.1.3操作台、机旁箱 ...................................................................................................................... 6-5 6.2精轧区公共逻辑及介子控制系统PLC302A、PLC302B .......................................................... 6-5 6.2.1PLC302A .................................................................................................................................. 6-5 6.2.1.1系统配置及硬件组成.......................................................................................................... 6-5 6.2.1.2功能说明.............................................................................................................................. 6-7 6.2.1.3操作台、机旁箱................................................................................................................. 6-11 6.2.1.4PLC302B ............................................................................................................................6-12 6.2.1.4.1PLC302B系统配置及硬件组成...................................................................................6-12 6.2.1.4.2PLC302B功能说明.......................................................................................................6-12 6.2.1.4.3精轧液压站 ....................................................................................................................6-15 6.2.1.4.4AGC液压站 ..................................................................................................................6-15 6.2.1.4.5精轧1#稀油润滑站 .......................................................................................................6-16 6.2.1.4.6精轧2#稀油润滑站 .......................................................................................................6-16 6.2.1.4.7精轧3#稀油润滑站 .......................................................................................................6-17 6.2.1.4.8精轧4#稀油润滑站 .......................................................................................................6-17 6.3精轧速度主令及活套控制系统PLC303 ....................................................................................6-18 6.3.1系统配置及硬件组成 .............................................................................................................6-18 6.3.2功能说明 .................................................................................................................................6-18---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------。
带钢热连轧机组活套自动控制及应用作者：晁永军孔德鸿吴胜春东四正来源：《科技资讯》2016年第12期【摘要】：活套是在金属热连轧过程用来调整轧机之间张力的最主要设备，由于金属热轧制的发展已有几十年的历程，在此过程中，随着自动化控制技术的日益提升，活套控制的精度和智能化越来越高，本文通过带钢热连轧生产线精轧机组活套的应用，对其先进的功能和作用进行了详细介绍和说明，并分别说明了活套的两种控制方法：常规PI控制和ILQ控制的原理以及在两种自动控制方法在轧制过程中的实际应用。
[关键词]：活套；常规PI控制；ILQ控制中图分类号：TG334.9 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（c）-0000-001.概述本文以某钢铁集团年产240万吨超薄带钢热轧生产线—UTSP热轧板带工程为例对活套先进的功能和作用进行了详细介绍和说明，其产品产品工艺规格为宽度800-1600（mm），厚度0.8-12.7（mm）的各类型热轧带钢。
主轧线分为粗轧和精轧两个机组，共有7架轧机组成，其中粗轧两架，精轧5架，各机架均采用三相同步电机传动，在F1-F5五架精轧机组之间设有4个活套。
设定活套的目的是为了确保两机架之间保持特定张力，当下游机架流量高于上游机架、下游机架速度过快时候产生张力，当下游机架速度小于上游机架时活套抬起建张，如果不设活套这一特殊设备，在轧制过程中，带钢套量将逐渐增加最终会形成折叠和扭曲，如果形成折叠或者扭曲，带钢将以好几倍的厚度进入下游机架，产生堆钢事故，最终结果会影响轧辊和轴承以及轴承支撑等机械设备以及现场传感器的寿命。
2.活套的作用介绍2.1 活套的角度给定轧制过程中活套的角度由二级计算机数据库给定，活套根据计算机数据库的给定值进行程序的最初给定，在实际轧制过程中，活套角度微调由一级基础自动化程序来计算并给定。
在一级基础自动化程序中，活套在自动操作情况下，要具备以下互锁条件：1）控制选择3）轧机主传动健康4）液压控制正常5）活套PLC系统健康6）位置传感器健康7）活套压头健康2.2 活套的张力给定活套的张力给定也是通过二级计算机系数据库进行计算，给定后，在轧制过程中，操作工在-20%到+50%之间通过每秒10%的调节度进行速度调节，在带钢生产过程中，带钢保持恒定的张力具有降低轧制力、防止轧件跑偏、改善带钢平直度、适当调节主机负荷等作用。
热轧带钢生产线电气自动化控制技术分析何行行摘要：经济的飞速发展让我国的许多行业对热轧带钢的需求不断增多，因此想要让热轧带钢更好的发展，就需要在技术方面有所突破。
本文将从日照钢铁2150热轧带钢生产线的电气自动化控制技术入手，对自动化控制技术进行分析。
关键词：热轧带钢；自动化；控制一、前言冶金行业从二十世纪六十年代开始就有使用计算机对带钢的辊缝以及速度进行控制，到现在为止计算机控制系统已经发生了许多的变化，而现今的发展速度则更快。
高要求的市场对带钢的质量要求也越来越高，随之而来的是对生产过程进行控制的控制功能的不断提高。
随着计算机硬件的不断成熟，热轧带钢生产过程中的控制网络高速化，让传统的自动化控制系统中的自动化功能已经向过程控制过程转移，这也就让自动化与过程控制系统之间越来越模糊。
二、自动控制系统（一）系统的组成热轧带钢的生产线的控制系统是利用EGD网络，让二级服务器与自动化以及特殊仪表进行通讯；除此之外还可以利用TOSLINE网络将自动化与电气传动、执行机构进行通讯。
这样的网络结构简单，系统的继承也并不困难，这样全部的网络设备就能够选择标准化的商业产品，实现了设备的标准化与商业化。
（二）通讯技术在连轧生产线中有不少级自动化控制系统，控制系统的控制器种类也相当多，比如服务器、可编程控制器等，操作系统也比较多。
为了达到在简单网络拓扑上能够进行高速通讯，一般企业会同时使用EGD技术以及TCNET技术。
其中EGD通讯技术，能够让计算机的数据快速的进行交换，这也是在众多系统中一般企业选择这种通讯技术的一个原因。
在热轧带钢生产线中各部分之间的高速度通讯能够达到20ms。
TCNET通讯技术让数据进行高速的交换是运用到PLC控制器以及计算机之间的。
在这之间使用的数据交换能够让高速控制器的通讯达到了优异的状态。
（三）传动系统一些企业都会选择大功率的传动变频器用于生产线之中，这是因为这种大功率的变频器能够在很大程度上避免扭振与机电的共振，这是因为这种变频器采用的是模拟跟随的控制系统，让冲击速降更低；这种变频器的系统的高稳定性也是一个明显的特点，速度调节器还采用了反超调控技术这样整个系统输出就不会产生超调的问题。
浅述轧钢自动化控制系统应用优化轧钢自动化控制系统是钢铁行业中的重要控制系统之一，其主要作用是实现整个轧钢生产线的自动化控制。
随着工业自动化水平的不断提高，轧钢自动化控制系统的应用也逐步得到了广泛的应用和推广。
本文将从轧钢自动化控制系统的优势、应用和优化等方面进行浅述。
1.提高轧钢生产效率。
轧钢自动化控制系统能够快速、准确地控制轧钢生产线的各个环节，从而能够大幅提高轧钢生产效率和质量。
2.降低生产成本。
自动化控制系统的使用可以节省人工、减少能源的消耗，提高设备利用率，从而降低生产成本。
3.提高产品质量。
通过自动化控制系统，可以有效减少人为因素对产品质量的影响，生成高品质的产品，提升企业竞争力。
4.保证安全生产。
自动化控制系统在生产过程中能够自动检测设备的运行情况，及时预警和处理故障，避免人员和设备受到损伤。
轧钢自动化控制系统应用于热轧、冷轧及热镀锌等生产线中。
具体来说，应用于生产的过程控制和过程优化、质量控制和检测、数据采集和管理、设备状态监测与故障诊断、人机界面等方面。
1.过程控制和过程优化。
轧钢自动化控制系统对生产线各项工艺参数进行监测和控制，及时调整参数，实现生产过程的自动化控制和优化。
2.质量控制和检测。
自动化控制系统能够根据检测结果及时判断是否符合产品质量标准，并能够自动调整生产工艺参数，提高产品质量。
3.数据采集和管理。
轧钢自动化控制系统能够对生产过程中的各项参数进行实时采集，并可以存储和分析这些数据，为企业制定科学合理的生产计划和管理决策提供数据支持。
4.设备状态监测与故障诊断。
自动化系统可以对生产线中的设备进行实时监测，及时发现故障症状并处理，预防生产线设备停机，功能下降等情况，从而保证生产线的正常运行。
5.人机界面。
自动化控制系统在设计界面时，一般都采用友好的、直观的界面，方便操作者使用，并通过呈现图形化的结果来检查机器运行状态等重要信息。
优化轧钢自动化控制系统应用，是提高轧钢生产效率、提高产品质量、降低生产成本的重要手段。
管理及其他M anagement and other 轧线加热炉自动化控制系统的应用与技术分析张文博摘要：机器生产设备是影响后期钢产品、相关机械产品质量以及生产效率的关键因素，而在整个生产流水线中，尤其是轧线工艺上，加热炉发挥着关键作用。
在提高加热炉设备的自动化过程中，需要将轧制状态控制在较为平稳的结构中，还需要在此基础上满足加热炉维持正常生产所需要的温度，就可以保持整个轧制生产线处于正常运转中。
而对于宣钢二高线生产线而言，必须保证所投入的生产原料达到所需的生产标准，才能够有效地将后期的生产产量控制在60万t。
而对于钢材轧制工艺的加热工作而言，需要加热炉的数量以及额定产量都符合相关标准，而且整体的设备体系必须符合国家相关的绿色环保标准。
在此基础上，使用智能化和自动化的设备体系来促进整体加热炉的发展，能够在规定时间内完成所有的加热工作，还可以对整个炉区内的情况进行监督，保证加热板使用过程的科学性和合理性，确保钢坯在出厂过程中的温度维持在合理的范围内，减少对可持续消耗能源的浪费，帮助工作人员缓解压力，促进整个轧线工艺体系的高质量发展。
关键词：轧线加热炉；自动化控制系统；应用技术分析加热炉在工业生产中是非常重要的换热设备，在炉膛内将燃料燃烧释放的热量通过热辐射方式传递给被加热的工艺介质。
加热炉控制的主要任务就是保证工艺介质最终温度达到并维持在工艺要求范围内，由于其具有强耦合、大滞后等特性，控制起来非常复杂。
同时，近年来能源的节约、回收和合理利用日益受到关注。
加热炉是冶金、炼油等生产部门的典型热工设备，能耗很大。
因此，在设计加热炉控制系统时，在满足工艺要求的前提下，节能也是一个重要质量指标，要保证加热炉的热效率最高，经济效益最大。
1 加热炉自动化控制系统的组成轧钢加热炉热工自动化体系会随着实际的操作情况和具体需求调整参数，但其中最为关键的部分及现场控制和操作站。
在国内整体加热炉自动发展水平技术不断提高的背景下，加热炉的自动发展能够更好的适应变化多端的环境，呈现出更好的状态，能够确保加热炉充分的对燃烧材料进行加热。
169管理及其他M anagement and other轧钢生产过程中自动化控制技术的应用研究樊利智，杨海西，曹喜军，齐进刚，王少博（敬业钢铁有限公司，河北 石家庄 050000）摘 要：自动化控制技术是科学技术高速发展的产物。
自动化控制技术应用到轧钢生产中可在保证产品质量的前提下显著提高生产效率。
本文主要分析自动化控制技术在轧钢生产中的应用情况，目的是全面发挥自动化控制技术的优势，提高轧钢生产水平。
关键词：轧钢生产；自动化控制技术；应用情况中图分类号：TG334.9 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）21-0169-2收稿日期：2021-11作者简介：樊利智，男，生于1991年，工程师，研究方向：中卷板炼钢、轧钢工艺研究和质量管理、新品种开发。
热轧钢是轧钢生产最为常见的技术，同样该技术也是智能化轧钢生产管控的关键。
我国科学技术高速发展的背景下，智能化、自动化轧钢生产模式越来越普及，自动化控制技术的研发为轧钢自动化和智能化生产创造便利条件。
自动化控制技术纳入到整个轧钢生产中可实现远程智能化管控，对于优化轧钢生产流程，提高钢材产品质量具有重要意义。
1 轧制自动化智能控制技术分析AI 是自动化智能控制技术的基础。
轧钢自动化智能生产中也需要将AI 技术作为基础应用其中。
AI 技术可以定位逻辑并确定操作技术。
此外，AI 技术可控制较为复杂的协议，实现对整个网络的全面管控。
如今我国轧钢生产中已经纳入了人工智能管控技术，AI 控制系统可凭借先天性逻辑控制功能操控轧钢生产较为复杂的内容，极大提高了轧钢生产的可靠性和安全性[1，2]。
2 冷轧钢板形自动控制技术2.1 主要调节内容一是张力调节。
张力轧制是冷轧生产显著特点。
ATC 控制冷轧机组时会受到多种因素影响，导致张力值产生较大波动。
张力值产生波动的主要原因分别是原料板形存在误差、出口测厚仪测量出现偏差以及出口厚度不均等。
冷轧生产中张力要保持恒定，这样轧制状态才能更加稳定。
鞍钢1700mm带钢热轧生产线基础自动化控制系统李龙珍(鞍钢设计研究院)
摘要 主要介绍了鞍钢1700mm带钢热轧生产线的设备技术参数及其基础自动化系统,
着重说明该带钢热轧生产线的特殊性和完成其控制功能的基础自动化系统的硬件、软件功能及特点。关键词 带钢 热轧 基础自动化 控制系统
BasicAutomationControlSystemofAISC1700mmHotRolledStripSteelProductionLine
LiLongzhen(AISCDesignandResearchInstitute)
Abstract ThespecialtechologicalprocessanditsautomationsystemofAISC1700mmhot
stripmillareintroducedinthepaper.Thefeaturesofthehardwareandsoftwareofthebasicautomationsystemandtheirfunctionsarediscussed.KeyWords steelstrip hotrolling basicautomation controlsystem
鞍钢1700mm带钢热轧生产线是1700连铸连轧短流程生产线的后部工序,鞍钢1700连铸连轧工程是继1780热轧工程之后建成的又一条现代化生产线,这条热轧生产线完全是由国内设计制造、软件设计、开发、调试的,具有自主知识产权的生产线。因带钢热连轧生产的高效率、高经济性,使其在轧钢生产中发展最迅速,而且也是在冶金领域中各种新技术应用最多的一个领域。事实上,带钢热连轧机的工艺水平、设备水平及控制水平代表了冶金工业发展的水平。由于带钢热连轧机计算机控制系统的日臻完善,不仅提高了生产效率,而且大大改善了产品尺寸精度、板形和机械性能,给生产厂带来了巨大的经济效益。1 1700mm带钢热轧生产线工艺及设备李龙珍 高级工程师 鞍钢设计研究院院长 邮编 1140211.1 鞍钢1700mm带钢热轧生产线的特点及新技术(1)特点
鞍钢是中国特大型钢铁生产基地,担负着军用和民用钢材的生产任务,因而1700mm带钢轧机不仅要生产高质量的热轧板卷,同时要具备替代原二初轧为军工钢生产的开坯能力。(2)采用的新技术
在这次改造中,采用了当代最新的热轧生产技术,所采用的新技术有:
三级计算机控制和管理技术;
连铸连轧辊道的保温技术;
热装热送,板坯在炉前自动定位APC功能;
步进式加热炉长行程装钢机及汽化冷却技术;
具有开坯(钢锭)能力的R1粗(初)轧两用轧机;
热卷箱技术;
液压AGC技术;
・1・
2001年第5期
鞍钢技术
AISCTECHNIQUES
© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.弯辊及串辊技术;
自动换辊技术;
油膜轴承及液压平衡系统;
精轧机除尘。1.2 轧线主要设备组成鞍钢1700mm带钢热轧生产线是本着“高起点、低投入、快产出、高效益”的技改原则建设的,
是一条现代化的连铸连轧短流程生产线,其上游是生产厚100～150mm、宽900～1550mm板坯的中薄板坯连铸机。生产线设备:
板坯加热设备:
两座步进式加热炉完全热装,板坯入炉温度为900℃左右,长行程装钢机行程为10m,主要用来加热三炼钢的铸坯。轧制线的主要设备:
炉后高压水除鳞装置(压力为18MPa,待建)、大立辊轧机、R1轧机前高压水除鳞装置、51150
初(粗)轧机R1、万能轧机R2、中间坯推出装置、热锯、热卷箱、切头飞剪、精轧机前高压水除鳞装置、六机架精轧机组、带钢层流装置、2台卷取机以及由运输链和步进梁组成的钢卷运输系统。为了最大可能的降低投资,该轧制线利用了一切可以利用的旧设备或对其改造性利旧。本次改造中轧线的设备可分为三类:
(1)全新设备
:
2座步进式加热炉;六机架精轧机牌坊;
加热炉后高压水除鳞装置(待建);
热卷箱。(2)改造性利用的设备
:
大立辊轧机传动装置改为可控硅供电;51150
粗(初)轧机、万能轧机R2辊身由2800mm改为1700mm;与机前立辊的传动系统由机组供电改为可控硅供电。(3)原样利旧设备
:
包括大立辊轧机、R1前高压水除鳞装置、中间坯推出装置、热锯、切头飞剪、精轧机前高压水除鳞装置、卷取机及精轧机速度和压下的传动装置。为提高产品质量和生产能力,预留了更换精轧机主传动电机的设备基础和供电能力。
1.3 轧线产品的基本参数年产量 200万ta。带钢厚度 115～8mm。宽度 900～1550mm。最大轧制速度 1012ms。1.4 来料参数板坯尺寸(135,200,230)mm×(900～1550
)
mm×(1516～4)m。R1开坯的锭重为15t。
2 1700带钢热连轧机计算机控制系统鞍钢1700热轧带钢生产线计算机控制系统为四级控制系统,即:生产控制级(三级)、过程自动化级(二级)、基础自动化级(一级)、传动控制级(也称0级)。
该热连轧自动化系统有如下特点:
(1)快速响应及快速控制,如液压位置控制
系统的控制周期应小于10ms。(2)控制精度高,如板卷出口厚度精度±
50Λm
。
(3)控制功能多。
(4)各控制功能之间的参数影响及连带控制
多。(5)共用数据多。
生产控制级的功能是负责本厂生产计划的编制、与上游工艺—连铸及下游工艺—冷轧厂之间的生产协调、来料管理及成品管理。过程自动化级的基本任务是用数学模型对全轧线各设备进行设定计算、跟踪、数据采集、模型演示、设备监控、报警及历史数据存储、生产报表打印(质量控制)。传动级及基础自动化级的任务是顺序控制、设备控制,在全自动方式执行计算机的设定值,在手动方式下由人工直接设定,使带钢全长在厚度、宽度、板形及温度控制达到预定的要求。
3 1700mm
带钢热轧生产线自动化系统的
硬件配置
目前,世界上带钢热轧生产线的控制系统从控制思想和拓朴结构上有几种不同的类型,如:
・2・《鞍钢技术》2001年第5期© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.(1)平铺型结构(以西屋公司为代表);
(2)超高速网结构(以日本三菱电气公司为
代表);
(3)区域控制器群结构(以美国
GE公司、德
国西门子公司为代表)。鞍钢1700mm带钢热连轧机的计算机控制系统选用了区域控制器群结构,其特点是控制器按生产工艺区段组成控制器群,群内由高速局域网将各控制器连成一个控制器群,一个区域控制器群仅有一台控制器挂在主网上。由于带钢热轧生产过程本身是由若干区组成,有加热炉区、R1粗轧区、R2粗轧区、精轧区、卷取区、运输链区等。区内控制功能相互关系紧密,要求信息高速传递,如压下和主速度、轧制力等参数在轧制过程中一个微小的变化就会引起其它参数本身的迅速修正,
信息传输量很多。采用区域控制器群的方式减少了大量的网上数据传输,加速了必要信息的传输速度,这种拓朴结构对于带钢热轧生产控制更加合理。1700mm带钢热轧生产线的控制器群的群内高速网,采用内存映像模式,因而使数据更新时间小于5ms。内存映像网是一种快速网络,串行通讯,抗干扰能力极强,适用于工业场所。本光纤内存映像通讯网络属令牌传递式广播方式,每块网卡均设有FIFO暂存区,每个站可将要广播的内容放在FIFO中,待拿到令牌时将FIFO中先前存放的内容传递到映像内存中,再向下一个站传递,
站与站之间依次传递,若想得到其它站的信息,可直接访问本站通讯卡的映像式内存相应定义的区域即可,对于快速网络,设计者必须事先确定每个站在映像式内存中的数据区域地址和范围,否则可能产生重叠现象。控制器群结构使功能由各区控制器完成,许多要求快速交换的信息已在区域控制器群内交换完毕,必要的数据才上网交换,因而使主网站数量大大减少,使各站随机发送相碰撞的机会大大减少,系统采用了易于维护的以太网,使数据传输实时性得以提高。而区域控制器群内部通讯采用GENIUS网,目前已有将GENIUS网缆改用光纤电缆的趋势。系统中的控制器是多微处理器结构,最多设置了4个CPU,各CPU都可以共享公共内存和有关IO。
一个区域内的多个功能将在多个控制器及控制器内多个CPU上分工执行,功能间的信息交换通过箱内总线进行CPU与CPU信息交换,群内高速网(同区内的一个控制器CPU与另一个控制器CPU交换信息)与主网(不同区域控制器CPU
之间)进行信息交换。区域控制器群的功能可分为两层,上面一层为本区的综合控制层,完成逻辑顺序控制,接收过程机设定值和半自动方式时的人工设定值,向过程机发送数据,处理全区域性的功能;下层为机架控制器,负责控制一个或几个机架的一项或几项功能,并与数字传动一起完成设备的控制功能。这种多层的通讯网,根据数据传输快慢的不同要求分流,提高了通信效率。一级通讯包括的范围有:
(1)过程自动化与基础自动化之间的数据通
讯读各控制器的IO信息;
(2)各控制器之间及与数字传动之间的快速
数据通讯。L1级通讯采用多种通讯方式,使用了两个光纤内存映像网:一个用于各控制器之间通讯,即主网;另一个用于VME设备,即用于要求快速响应的系统之间的专用网,连接弯辊、串辊、液压AGC
的控制器。两个网的传输速率均为170Mbs,在加热炉区域使用以太网传输数据,区域控制器与OPU(OperationUnit)之间通讯使用Genius网,与过程机通讯通过以太网。因系统采用了区域控制器群,其控制系统的IO有两种:一种为FieldControl,它是一种模块化的分布式IO多控制器产品,适用于宽范围的系统结构中,其核心是总线接口单元(BIU)
,可提
供智能处理、IO扫描、组态及通讯。加入微处理机还可以完成简单的控制功能,因其安装在现场,
节省了大量的电缆;另一种为GENIUSIO,是一种能改变控制系统设计方案的独特产品,专用的GENIUS模块还包括高数计数器输入等功能。近年来,已经以其低成本和高灵活性、功能强的特点在工业上得到了广泛的应用。
4 1700热轧软件设计及对连轧过程的综合分析
・3・李龙珍 鞍钢1700mm带钢热轧生产线基础自动化控制系统© 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
