钢卷跟踪系统及自动喷号的应用与开发

热轧库区存按规格存放热轧原料,接到生产计划后核实工单,由热轧库区吊车调运横向钢卷依次到1号步进梁上,1号步进梁有6个固定鞍座和行走梁以及它的提升和横移的装置。

步进梁会被一个液压缸带动的两个杠杆提升。

每两个杠杆都通过一个连接的棒连接一起，并且通过连接棒传输钢卷负载。

步进梁横移是直接通过液压缸驱动的。

入口步进梁可以最多运输8个钢卷。

8号卷位会安装一个磅秤，对热轧卷进行称重。

钢卷称重磅秤安装在入口步进梁是重型钢结构工程类型。

称重位的钢卷鞍座会在基建时安排由压力传感器支撑。

称重循环是指从钢卷到达称重位后光电管发出一个输出信号后自动开始至称重完后结束的过程。

得到信号后，磅秤自动清零同时接收到信号后开始称重。

另外，磅秤会从电脑接收钢卷号，日期，时间等信息。

磅秤确定重量后会给出结束称重的信号。

在称重循环完成以后，磅秤会给出传送带运行的信号，同时将称量结果传送给二级机。

如果数据连接错误，磅秤数据可以由键盘输入。

称重范围： 0.50 ～ 30.0 吨,称重精度:通过校准砝码校准至± 0.01 吨最小增量： 10 kg 称重周期时间: 约30 s称重后的钢卷将被运送到1号旋转台,1号钢卷旋转台安装在1号步进梁的尾部，主要是用来改变钢卷的开卷方向。

经过1号旋转台后的钢卷被运送到2号步进梁,2号步进梁设计是与酸洗生产线平行的,与视觉水平的钢卷会从1号旋转台通过2号步进梁运送到2号旋转台,2号步进梁是由固定的横梁结构和它的提升和横移装置组成的; 步进梁会被一个液压缸带动的两个杠杆提升。

每两个杠杆都通过一个连接的棒连接一起，并且通过连接棒传输钢卷负载。

步进梁横移是直接通过液压缸驱动的。

入口步进梁可以最多运输5个钢卷, 2号步进梁1号位的超声波测距探测器可以测量钢卷的外径。

超声波测距探测器会在钢卷外径设检测点,通过计算机计算，钢卷宽度的中心误差会确定，同时这个数据将会指导钢卷自动对中钢卷对中位由4个直线运动轴承和钢结构钢卷导轨组成的。

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。

辽宁科技大学本科生毕业设计第I页热轧热卷箱偏转辊和成形辊液压系统设计摘要热卷箱技术在国外的钢铁公司中得到了广泛地应用，国内几家大型钢铁企业也已经开始使用该装置。

在宽带钢热连轧生产线中，热卷箱起到了非常重要的作用，它能否正常投入运行关系到整条生产线能否高产轧出高质量的产品。

热卷箱的使用为公司带来了可观的经济效益由于热卷箱设备众多，工艺要求复杂，因此它的控制历来被冶金自动化控制界看作是一个十分难于控制的机电液一体化设备，尤其是其中的控制模型和算法的推导更是鲜见文献报导，国内外能够独立对其进行技术开发和编程的公司也只有为数甚少的几家。

因此目前还不能真正地做到热卷箱设计“国产化”。

本文在弹塑性弯曲变形理论的基础下，从实际情况入手，借助几何成形的方法，提出了计算热卷箱结构参数、运动参数、位置参数、力能参数和工艺参数的数学模型，并在此基础上编制了一套完整的为热卷箱设计的液压系统。

关键词：热卷箱，液压系统，偏转辊，成形辊辽宁科技大学本科生毕业设计第II页Hydraulic system design of Hot-rolled coil box and deflection roller and the forming rollerAbstracCoil box is widely used in the overseas steel companies，and some biginternal steel companies started to use it recently. The coil box plays a very important part in the production of the Hot Continuous Wide Strip Steel Rolling. Company can achieveconsiderable benefit from it . Because of many devices of hot coiling box and complex requirement of thetechnology, its control system is very difficult in the field of the metallurgy and control. Little literature describes its control model and arithmetic. There are very few companies can developthe technology and the program independently in the entire world. So real "national" coil box design can not to be done presently.On the basis of the theory of stretch distortion，according to the reality facts，with the geometrical figuration method，this paper affords the mathematical modules about the structural parameters，the dynamicparameters，the positional parameters，the mechanical parameters and the technical parameters of coil box，and programs a Hydraulic system.Keywords：hot Coil box ，Hydraulic System ，Deflection roller，Roll Forming辽宁科技大学本科生毕业设计第III页目录摘要 (I)Abstrac ......................................................................................................I I 目录......................................................................................................I II 1 绪论 .. (1)1.1 热卷箱技术 (1)1.2 提出研究热卷箱的要求 (1)1.3 热卷箱的发展历史 (1)1.4 热卷箱的主要优势： (2)1.5 热卷箱相关区域设备组成 (2)1.6 热卷箱工作过程 (3)1.7 成形辊 (4)1.8 偏转辊 (4)2 设计依据 (6)2.1 工作过程 (6)2.2 给定参数如下 (6)3 工况分析 (7)3.1 运动分析 (7)3.1.1 加速度和位移分析 (7)3.2 循环周期计算 (10)3.2.1 成形辊： (10)3.2.2 偏转辊： (11)3.3 负载分析 (11)3.4 负载计算式: (12)4 初步拟定液压系统原理图 (14)5 初步确定液压系统参数 (16)5.1 确定液压缸工作压力p (16)辽宁科技大学本科生毕业设计第IV页5.2 确定液压缸主要结构参数 (16)5.3 绘制液压工况图 (17)5.3.1液压缸压力计算 (17)5.3.2 液压缸流量计算 (20)5.3.3 液压缸功率计算 (21)6 液压元件的计算和选择 (22)6.1 液压缸的计算 (22)6.1.1液压缸壁厚及材料的确定 (22)6.1.2 活塞杆的校核 (23)6.2 液压泵的选择 (24)6.2.1计算液压泵的最高工作压力p b (24)6.2.2确定液压泵的流量q v (24)6.2.3选择液压泵的规格 (24)6.3 选择电动机 (25)6.4 液压控制阀的选择 (25)6.4.1节流阀的选取： (25)6.4.2换向阀的选取： (26)6.4.3溢流阀的选取： (26)6.5油箱容积的确定 (27)6.5.1油箱设计要点 (27)6.5.2 油箱容量计算 (27)6.6管道尺寸的确定 (28)6.7蓄能器的选择 (29)6.7.1 优点和功用 (29)6.7.2 类型的选择 (29)6.7.3 蓄能器的容积计算 (30)7 液压系统性能演算 (32)7.1液压系统压力损失 (32)7.1.1 液压缸匀速快上时 (32)辽宁科技大学本科生毕业设计第V页7.1.2 液压缸匀速快下时 (33)8 液压控制系统的安装调试和故障处理 (34)8.1 液压控制系统的安装与调试 (34)8.1.1 液压系统的安装 (34)8.1.2 液压系统的调试 (34)8.2 液压系统容易出现的故障和维护 (35)9 环境性能分析 (36)9.1 液压工业对环境的危害 (36)9.2 解决方法 (36)结语 (38)致谢 (39)参考文献 (40)辽宁科技大学本科生毕业设计第1页1 绪论1.1 热卷箱技术热卷箱技术是热轧带钢生产中一项实用、成熟的技术，适合旧有热轧线的改造。

PLC技术在钢铁冶金企业电气自动化控制中的应用摘要：工业生产中应用PLC技术可全面提高生产环节的自动化控制水平，可编程控制系统具有较高的稳定性和抗干扰能力，通过简单的操作即可实现全面控制，系统控制操作简单，投入生产线中使用具有突出优势。

钢铁冶金企业生产任务量大、环境复杂，存在一定的安全风险，通过PLC系统的应用，能够有效减少人工成本，提高生产线自动化水平，可以实现精准控制实施控制，提高钢铁冶金生产的生产质量和效率。

关键词：PLC技术；钢铁冶金企业；电气自动化控制；应用1PLC技术PLC也就是可编程逻辑控制器，是利用数字运算展开操作从而实现编程的存储装置，用来对计算机进行的控制，专门执行和控制逻辑运算。

PLC的硬件结构和计算机结构是相同的，工作原理可以分成是3个阶段，包括输入采样阶段、执行阶段以及输出阶段。

在采样阶段中，PLC将输入数据和输入状态展开扫描，同时依照单元形式在映像区输入。

随之进入到后续阶段，在输入数据之后产生变化。

存入映像中的数据并不会出现改变。

只有输入脉冲信号的时候，才会再次读入后面的数据。

在执行阶段中，PLC按照由上到下的顺序对用户程序进行运算，通过运算结果可以确定逻辑线圈的位置。

在这个过程中，如果使用指合可以读取对应点，且映像寄存器值不会出现改变，程序在取值的时候，输出过程孵会对寄存器产生影响，这和立即输入存在很大的差别。

在输出阶段中，CPU依据映像区的状态、数据，对输出锁存电路进行输出，输出电路将会驱动设备运行，让电气自动化控制得以实现。

2PLC技术在钢铁冶金企业电气自动化控制中具体应用2.1PLC技术在钢铁冶金企业热轧产线中的具体应用热轧产线主要包括加热炉、高压水除磷、轧机系统以及冷却卷取工艺四个工序。

在加热炉中增加PLC系统进行精准控制，可以保证加热炉热度均匀，由于生产环境经常面临高温环境，且存在一定量的煤气，需要对加热炉温度严格控制以保证安全风险。

PLC系统通过程序设定将温度控制在安全范围内，无需通过人工进行全天候监控，系统可自动化控制加热炉的温度，保证加热炉稳定运行。

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。

学生实习报告及综合考评表实习类别：生产实习学院：材料与冶金学院专业班级：姓名：学号：实习单位：武钢大型厂、热轧一分厂、材控实习基地实习时间： 2012—2013学年第2学期1—3周指导教师：武汉科技大学材料与冶金学院二〇一三年三月制目录一,.实习目的及要求 (3)二.实习内容 (3)2.1.材冶学院材控系实习基地 (3)2.2.武钢博物馆 (7)2.3.武钢热轧厂 (8)2.4.武钢大型厂重轨车间 (14)三.实习小结及感受 (16)一、实习目的与要求生产实习是材料成形及控制工程专业重要的教学环节，是专业课教学的一个重要组成部分。

通过在实习厂主要岗位的生产劳动、现场参观、现场教学和讨论，要求学生熟悉各实习厂的生产工艺流程及其原理；了解主要设备的性能和结构；了解主要经济技术指标的制定依据及测试手段。

时间安排在学生学完基础课和专业基础课之后第六学期，目的如下：1. 将所学的《材料成型理论》、《金属学》、《机械设计基础》等专业基础课知识与生产实践相结合，进一步加深对理论知识的理解。

2. 了解轧钢、铸造、焊接生产工艺流程，原料及产品，生产设备及主要技术经济指标，获得材料成型工艺、设备基本知识，为进一步深入学习专业知识打好基础。

3. 培养学生调查研究，搜集、整理资料，分析问题和解决实际问题的能力。

4. 学习工程技术人员和工人师傅在长期实践中积累的丰富经验，学习他们勤奋工作的精神和实事求是的工作作风。

二、实习内容2.1材冶学院材控系实习基地2.1.1简单轧机①电机（主动力）→减速箱→主工作轴→轧辊②电机（卷机）→保证张力，保证精度四个轧辊两水平两垂直，所得产品为工字钢。

2.1.2高精度冷轧机图1 高精度轧机实物图图2 高精度冷轧机工作图2.1.3二辊轧机拆卸及尺寸2.1.3.1二辊轧机系列图图3 原理及尺寸图图4 轧机齿轮-接轴-牌坊示意简图图5 轧机工作辊架示意图图6 电动机-减速器示意图图7 轧机牌坊示意图图8 轧机主机图片2.1.3.2注意事项：1 在拆卸轧机前了解其构造，并确定拆卸顺序2 在拆卸过程中注意安全，并深入了解轧机的原理及使用方法2.1.3.3拆卸顺序导入导出装置（留取拆装空间）→横梁→轧辊2.2武钢博物馆中国武钢博物馆——国内唯一的钢铁主题博物馆，于2008年9月13日在武汉开馆，并免费向社会开放。

上海欧达·海威自动化成套有限公司Shanghai Ouda-Haiwei Whole Automation Equipment Co., Ltd 全集成自动化（T1A）八辊五机架冷轧机组本系统利用西门子全集成自动化平台，以西门子全集成自动化为基础，突现了一个完整的从现场级到工厂管理级的自控系统，该系统能够降低工厂单位能耗提高产品质量及更佳的供应管理。

该系统具有三个典型的特征：1．统一的组态和编程2．统一的数据管理3．统一的通信从管理级和现场控制级，T1A通讯可覆盖整个公司，性能优越的网络适应各种应用，工业以太网、Profibus以及AS-I总线。

以下是该系统的详细描述：一配套设施描述：1450mm全连续式八辊五机架冷轧机组电控设备由高压配电、无功补偿、谐波滤波、整流变压器、动力变压器、低压配电、马达配电中心、不间断电源、直流电机、传动装置、基础自动化、检测仪表、各类传感器、过程控制组成。

整个控制过程由L3向过程级发送每天的作业计划和相应的PDI值，过程机接受L3级的作业计划，进行机架设定值计算，向L1级提供预设定方案参数。

基础自动化级接受L1级的信息后实现各类控制。

主要有AGC控制、传动控制、数据采集、主令速度控制、入口段、出口段物流及逻辑控制，以及各类辅助设备的控制。

第1页共18页二过程控制系统描述：第1章过程计算机技术文挡1、总则二级系统的一个主要功能是对一级机设定值的预设定（如轧制力、张力等等），以便要求钢卷能够轧到目标厚度，同时预设定是通过数学模型来实现的。

为了克服实际轧制力和数学模型计算出来的轧制表数据的偏差，调整（学习）功能投入使用，让轧制表数据能够从实际轧制力中学习，等等。

PDI计划从三级计算机系统那儿接收到，产品计划的编制通常由三级机来执行。

在PLC系统中，轧制工艺的功能控制根据由二级机发出来的设定值来执行。

（详细描述见自动功能部分）二级机的其他重要功能是控制信息的处理。