熱連軋機組電氣自動化控制技術(shù)方案設(shè)計

針對700mm熱連軋機組生產(chǎn)工藝規(guī)定，對其電氣自動化控制進行方案設(shè)計；選用西門子6RA70系列全數(shù)字調(diào)

速裝置，西門子S7-400PLC進行系統(tǒng)控制，構(gòu)成二級網(wǎng)絡(luò)控制；并論述了精軋電氣控制速度主令控制方式，

提出了控制方案。

1、工藝設(shè)備規(guī)定

1.1.生產(chǎn)線示意圖

sra浪加不彳正IX幅

----------------------------

三1234ss?I

-

一

1.2.生產(chǎn)線功率規(guī)定及控制規(guī)定

、工藝規(guī)定：坯420~660X165?180；出口成品：560-700X2.0-5.0；

成品速度：10m/s

、規(guī)定生產(chǎn)線上各工序均有控制接n

、除鱗：高壓水位旋轉(zhuǎn)水

、26組輯道：3.2KW,26個異步電機

、5道可逆軋機750(二輻)：

立輻，低速直流電機450KW(0?6。?120)

平短，低速直流電機5000KW(0?60?120)或2個2500KW

、56組輻道：3.2KW；56個異步電機

、滾動匕剪：低速直流電機480KTV

、不可逆軋機:立限，高速直流電機250KW(0?600?1200)

平輻（1?2輻徑：二輯650）：2200KW（2個）

（3?4程徑：四盥650,320）：2200KW（2個）

（5?8程徑：四輯650,320）：2023KW（4個）

活套電機：22KW直流電機，7個

、120組輯道：1.2KW,120個異步電機

、收卷：低速直流電機:160KW,2個;最大單卷5.2噸，芯子800?1200

、液壓AGC,APC

、主控室與操作臺；兩級網(wǎng)絡(luò)

2.總則

2.1序言

根據(jù)顧客對700nmi帶鋼熱軋連軋機組基本的工藝控制規(guī)定，編寫本初步電氣自動化控制技術(shù)方案。

2.2技術(shù)方案原則

本電氣控制技術(shù)方案“采用先進、成熟、安全、可靠并經(jīng)濟節(jié)能的控制技術(shù)，系統(tǒng)自動化程度到達二十一世

紀(jì)初先進水平”為目的，編寫本技術(shù)方案。在技術(shù)方案日勺制定及系統(tǒng)的配置中，既考慮到整個系統(tǒng)的先進性,

使該項目建成后具有二十一世紀(jì)初國際先進水平，又充足考慮到系統(tǒng)配置的實用性及可升級性，盡量節(jié)省項

目投資，使整個系統(tǒng)具有優(yōu)良日勺性能價格比。

2.3電氣方案環(huán)境

?環(huán)境：室內(nèi)

?安裝高度：海拔600M

?濕度：5汩95%,非冷凝

?存貯溫度：-40℃至+40℃

?操作溫度：

電機0—40℃

控制系統(tǒng)0-40℃

操作系統(tǒng)0-4（）北

?電壓波動：±10%額定值

?頻率波動：±3%額定值

3.700mm熱軋連軋機組生產(chǎn)工藝及控制過程

3.1、板坯從加熱爐前由傳送輻道和平板推鋼機送入加熱爐，加熱完畢日勺板坯由出口處推鋼機或步進梁出鋼機

放入除鱗前程道。板環(huán)經(jīng)除鱗和溫度檢測后進入粗軋機。5道次可逆軋機控制考慮上下輻兩臺電機（2*2500KW）

單獨傳動，咬鋼和拋鋼以及軋制的過程控制，在這里就不詳細(xì)描述了，重要對精軋控制部分加以詳細(xì)論述。

3.2、精軋機組所控設(shè)備描述

精軋區(qū)控制的重要設(shè)備有平短8機架、電動活套7臺（套高控制）和1架立短。8架精軋機各自分別由一臺

直流電動機（2200KW/2023KW兩種容量的電機）進行驅(qū)動.根據(jù)軋制品種的需要，每臺軋機可選為軋制/空過?

在實際軋制過程中，軋機按照規(guī)定日勺速度匹配關(guān)系，軋制不一樣規(guī)格的I帶鋼。7臺活套各自分別由一臺直流

電動機（22KW,輕慣量力矩電機）進行驅(qū)動。在帶鋼軋制過程中，對活套進行套量（活套高度）及小張力控

制，以防止堆、拉鋼現(xiàn)象。壓下裝置，本技術(shù)方案中對壓下系統(tǒng)裝置以液壓控制加以描述，8架軋機每架2

套液壓缸并由內(nèi)安裝的位移傳感器進行壓下量控制（AGC）。

3.3、精軋機組所控設(shè)備位置檢測元件

脈沖發(fā)生器:用于軋件跟蹤，位置檢測，速度反饋；8架精軋機分別各自裝備一只。軋機壓頭（LOADCELL）,

用于檢測軋機軋制力，8架精軋機各自分別裝備兩只。由電控裝置送給PLC信號并進行控制。壓下裝置位移

傳感器，8架精軋機每架2套。

3.4、主速度級聯(lián)絡(luò)統(tǒng)（精軋機架日勺速度主令控制）

、秒流量方程

為了保證軋制過程日勺正常進行，必須使得在單位時間內(nèi)通過各機架日勺金屬流量相等，即各機架上軋件的橫截

面積與金屬流動速度的乘積相等，即為：

Blhlvl=B2h2v2=…=Bihivi=常數(shù)

式中Bi—第i機架出口處帶鋼的寬度

hi—第i機架出口處帶鋼的厚度

vi—第i機架出口處帶鋼日勺速度

i=1,2,3,…，n

在實際生產(chǎn)過程中，由于帶鋼日勺寬度與厚度之比值很大，可以認(rèn)為帶鋼在各機架上日勺寬度不變，因此，秒流

量公式可簡化為：

hlvl=h2v2=…=hivi=常數(shù)

速度設(shè)定一般由過程計算機根據(jù)軋制工藝狀況，以及設(shè)備能力狀況，按照負(fù)荷分派得到各機架出口厚度，并

根據(jù)終軋溫度確定末機架出口速度Vn后，用秒流量方程反推出各機架速度設(shè)定值。由于帶鋼在軋制過程中存

在前滑，帶鋼速度與軋輻速度之關(guān)系如下：

Vi=Voi（Hfi）

進而，Voi=hn*（l+fn）*Von/（hi*（l+fi））

式中fr-末機架的前滑值

fi-第i機架日勺前滑值

Voi-第i機架的軋短線速度

Von-末機架口勺軋短線速度

秒流量方程僅僅合用于穩(wěn)定軋制狀態(tài)。在實際軋制過程中，要保持各機架的“秒流量”相等，會受到諸多工

藝原因制約，況旦各工藝參數(shù)之間還存在比較復(fù)雜口勺關(guān)系。當(dāng)對機架間活套進行調(diào)整時，各機架的秒流量便

不再相等。

、軋機主速度設(shè)定

熱連軋精軋機組主速度系統(tǒng)由速度整定及速度調(diào)整兩部分構(gòu)成。速度整定用于穿帶前將各機架速度調(diào)整到設(shè)

定值，而速度調(diào)整則是穿帶后日勺動態(tài)調(diào)整，各機架間的速度級聯(lián)便是速度調(diào)整部分日勺一種重要功能。下圖為

精軋機組主速度系統(tǒng)的功能框圖。

主速度的整定及調(diào)整由速度主令控制程序完畢。

主速度整定在下列不一樣狀況下采用不一樣的斜率：

1）正常從停止?fàn)顟B(tài)到某一速度運行時

2）換規(guī)格時，從某一速度值修正到另一速度設(shè)定值

3）正常停午

4）緊急停車

5）迅速停車

、軋機主速度調(diào)整

速度調(diào)整包括手動微調(diào)、活套高度閉環(huán)調(diào)整、AGC調(diào)整賠償以及下游機架日勺級聯(lián)賠償。如此，第i機架的速

度調(diào)整量可用下式來體現(xiàn)：

△Vi=AViR+AViAGC+AViLC+AVis

式中AViR-人工速度精調(diào)量

△ViAGC-AGC速度賠償量

△ViLC-活套高度閉環(huán)調(diào)整量

△Vis-下游機架來的級聯(lián)調(diào)整量

i表達第i機架（i=l-（n-l））,n為末機架。末機架日勺速度作為基準(zhǔn)值而不調(diào)整，調(diào)整時日勺級聯(lián)方

向是下游向上游機架進行，即所謂逆調(diào)。穩(wěn)定H勺精軋出口速度對于軋機與卷取機的匹配和終軋溫度H勺控制均

為有利。

在實際控制過程中，每個控制周期均按照軋線日勺逆流方向逐機架計算級聯(lián)量，以保證各機架級聯(lián)調(diào)整信號無

滯后地進入各機架速度輸出中，以保證軋制過程的穩(wěn)定性。

3.5、活套控制

、活套功能描述

該熱連軋系統(tǒng)共有7套活套器，分別位于8架精軋機之間，用于帶鋼的張力控制v每個活套器由1臺直流電

機驅(qū)動。

由于在軋制過程中，精軋機主傳動系統(tǒng)總是存在著咬鋼時的動態(tài)速降，在穩(wěn)定軋制階段又總是存在著多種干

擾，不也許一直保持各機架之間良好歐I速度匹配關(guān)系?；钐讬C構(gòu)就是為了檢測到這些傀差，檢測到機架間時

活套量進而吸取這些活套量，使得生產(chǎn)正常、穩(wěn)定。

、活套控制基本功能

1）活套的連鎖和次序控制

2）活套起套時H勺位置控制、軟接觸控制

3）活套落套時日勺小套控制、軟著陸控制

4）帶鋼微張、恒張H勺張力控制

5）活套手動起/落套控制

6）軋制過程中有關(guān)數(shù)據(jù)監(jiān)控

7）活套位置檢測

8）故障檢測并報警

活套控制重要包括活套起/落套控制、活套張力控制和活套高度調(diào)整（在PLC2中實現(xiàn)）。根據(jù)軋件在精軋機組

中的軋制過程一般是按咬鋼、形成連軋、建立連軋張力、穩(wěn)定連軋、拋鋼的次序進行，活套控制分為三個基本

階段：起套至帶鋼張力形成、活套小張力連軋（高度閉環(huán)控制）、落套階段。

.1、起套并開始形成張力

起套至帶鋼張力形成階段重要是指帶鋼頭部被軋根咬入開始，一直到帶鋼在機架之間建立張力之前口勺階段。

在整個連軋過程中，這段時間很短，約為1秒鐘左右。軋件在此階段有如下兒種特點：軋件在咬入階段，軋

機受到軋件沖擊載荷作用會產(chǎn)生動態(tài)速降；由于有動態(tài)速降導(dǎo)致產(chǎn)生一定的活套量；活套起套控制規(guī)定具有

迅速性和軟接觸帶鋼特性。

.2、小張力連軋階段

它是指帶鋼被軋輻完全咬入之后，并在機架之間已建立起小張力，而已處在穩(wěn)定持續(xù)軋制的階段。該階段所

占的時間，約為整個連軋時間日勺95%以上。此階段活套輻日勺擺角，在活套高度調(diào)整器的）作用下，使其在所規(guī)

定的工作角度范圍內(nèi)波動。作用于帶鋼上H勺張力圍繞給定的張力值，也作對應(yīng)H勺微量波動?；钐坠ぷ鬟^程中

張力大小、張力波動，都會直接影響軋制狀態(tài)穩(wěn)定性、影響軋制力大小，進而影響帶鋼厚度。

.3、落套階段

落右階段是指活套從接受到來自于跟蹤的落套命令到活套下落到零位這一階段。在這一階段，為了防止帶鋼

發(fā)生甩尾和減輕活套下落導(dǎo)致日勺機械沖擊，該系統(tǒng)采用軟著陸控制方略。

、活套日勺工作機制

.1、起套軟接觸及落套軟著陸控制

活套起落套時傳動系統(tǒng)采用電壓環(huán)控制，穩(wěn)定運行時傳動系統(tǒng)采用張力外限幅控制。

活套在下游相鄰有效機架咬鋼后，全速起動（最大加速度、電流給定最大限幅值）、軟接觸帶鋼、建立小張

力。先進行APC控制，到達某角度時，進入微張力控制，完畢軟接觸帶鋼控制，直至活套到達設(shè)定角度：此

后使用過程計算機設(shè)定張力作為傳動電壓環(huán)外限幅控制，活套將進入小張力控制階段。

在帶鋼尾部離開n-2機架時，首先減少活套設(shè)定角度，進入小套控制階段，仍維持恒張力控制；nT機架拋

鋼時，本架活套落套?；钐仔√卓刂瓶梢苑乐拱l(fā)生甩尾、卷尾事故。落套時傳動系統(tǒng)采用電壓環(huán)控制，并采

用傳動系統(tǒng)圓角化處理，以實現(xiàn)落套時日勺軟著陸控制。

.2、活套張力控制

A、動態(tài)張應(yīng)力

從活套餛、活套支持器的構(gòu)造和運動軌跡來看，活套輯直接同熱連軋過程中的高溫帶鋼接觸，且是繃緊帶鋼

使之產(chǎn)生并保持恒定小張力，使活套的動作具有一定的I獨特性。

活套張力控制過程中，活套電機產(chǎn)生的扭矩使活套幅緊貼在帶鋼的下表面，將活套輯繃緊帶鋼使之產(chǎn)生設(shè)定

的張力?；钐纵嬜陨硎亲杂奢?，隨帶鋼的前進而轉(zhuǎn)動并起著傳遞張力的作用。

上游機架自由輻下游機架

在帶鋼正常連軋過程中，帶鋼長度（套量）的變化是活套輻上下擺動的本源，活套支持器的上下擺動經(jīng)活套

機械的減速機（此時為增速機的運行方式）傳遞給活套電動機，使之產(chǎn)生正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。因此在熱連軋過程中,

活套輻是積極方，活套電動機是被動轉(zhuǎn)動日勺。

B、活套張力控制

在軋制過程中，由于多種原因日勺影響導(dǎo)致活套角變化，作為水平分力的）張力也會隨之發(fā)生變化，控制系統(tǒng)根

據(jù)角度變化，調(diào)整總力矩日勺給定值，以保持張力不變?；钐资疽鈭D及力矩計算如下：

活套總力矩

T1：張力矩

T2：活套支撐日勺帶鋼重量所產(chǎn)生的重力矩

T3：活套自重不平衡力矩

7；=27Kxsin(竺xcos(6-匕瑪

22

%=*COSa+彳+COSjS)X3X%XyXRCOS3

4=Lwcose—

上式中，由于a和b不能在線測量，需將其轉(zhuǎn)換為對活套角q口勺體現(xiàn)式。

&sin3-J+r

a=ardg----------------

J+Reos6

,3?sin+r

”坦率在菽

考虐到活套轉(zhuǎn)基本位于兩機架的中間，可以近似的認(rèn)為:

a=￡>L]+Rco$6=彳,sina?tga,cosaacos尸a1

活套量一般為幾十亳米，而兩機架間的距離為幾米，則整個力矩公式可簡

化為：

2/4R

—2―sin20--(L3-r)cos0)xT+LxBxHxyxRco$8+Jcos6

式中:

：活套總力矩（單位為，應(yīng)化成，才能計算活套張力電流）；

L3：活套支點到軋制線的高度；

q：活套角;

R：活套臂長;

r：活套輯半徑；

L：機架間間距；

T：帶鋼張力：

B：帶鋼寬度;

H：帶鋼厚度;

g：帶鋼比重；

LW：活套輯重力矩（活套輻重力與活套臂長之積）。

帶鋼張力的計算公式如下:

=C^X

MDX<I>XZMp--S

i為減速比，g=9.81w/s2o

C〃x①x/=—xg

1=―—xT；

Mp

因為,以①=—^=9550—

h%。

所以:(1)

9550。xi'

活套電機日勺電樞電流按（1）式給定，即可保證在連軋過程中，活套張力恒定。

活套柜的擺動不僅應(yīng)緊密追隨帶鍋，且應(yīng)盡量顯得靈活，易升易降。即活套機構(gòu)應(yīng)具有優(yōu)良的追隨性能。從

電力傳動原理可以得知，為此目的，活套機構(gòu)反應(yīng)在擺動軸向機構(gòu)總慣量應(yīng)盡量地低些，由于活套輻擺動時

動態(tài)過程所需應(yīng)力，是來源于帶鋼壓迫活套幅的動態(tài)應(yīng)力。在擺動過程中，熱軋帶鋼所受應(yīng)力（即張拉應(yīng)力）

己不僅僅是所設(shè)定的靜態(tài)應(yīng)力，而又附加上了推進活套機構(gòu)擺動所需的I動態(tài)張應(yīng)力。即：

T帶二T設(shè)定土DT動

DT動為活套輯擺動時帶鋼所受張拉應(yīng)力中的J一種動態(tài)分量.按照動力學(xué)的規(guī)律，該動態(tài)分量與活套機構(gòu)（包

括活套電機、減速機、各連接軸、活套擺動臂等部件）折算到擺動軸的總慣量成正比。

、活套編碼器口勺清零

當(dāng)活套編碼器第一次安裝、更換編碼器后或操作工根據(jù)需要可對編碼器進行機械電氣各位校準(zhǔn)，從而進行精

確計數(shù)，活套編碼器在校準(zhǔn)時，L1-L7的校準(zhǔn)命令（操作站發(fā)出）分別發(fā)出，校準(zhǔn)過程分兩步進行，其過程

如下：

第一步：手動方式下，將活套落到低位

第二步：當(dāng)操作人員確認(rèn)活套臂已下降到機械零位后，發(fā)出“清零祈求”和“接受”信號（操作站發(fā)出），

PLC將記下此時的編碼器日勺二進制碼值nO,作為活套位置的基準(zhǔn)，校準(zhǔn)過程結(jié)束。

、格雷碼H勺轉(zhuǎn)換及活套角度的獲得

絕對值編碼器口勺輸入信號為格雷碼，格雷碼不能被計算機直接處理，需把格雷碼轉(zhuǎn)換成二進制碼。格雷碼的

高位和二進制碼的I高位相似，其高位和次高位日勺異或運算得到二進制碼口勺次高位，依次類推，即可得到格雷

碼相對應(yīng)H勺一進制碼。

本系統(tǒng)活套編碼器選用絕對值編偃器，輸入信號為11位口勺格雷碼，旋轉(zhuǎn)一周的數(shù)碼為2048,轉(zhuǎn)換后的二進

制計數(shù)值轉(zhuǎn)換為

本系統(tǒng)活套編碼器選用絕對值蛹碼器，輸入信號為11位的格雷碼，旋轉(zhuǎn)一周的數(shù)碼為2048,黃換后的二進制計數(shù)值轉(zhuǎn)換為實際活套角度的計算公式

如下：

6="&360+6。,當(dāng)2048泊2小時

2048

八2048+%-%“八八皿/I

6=-----——-----x360+q,當(dāng)n<%時觸/

2048

上式中:

Q表達實際活套角度，n表達任一活套角度所對應(yīng)日勺二進制數(shù)碼值，表達機械0。角所對應(yīng)時計數(shù)碼值（該

值為一定值），表達機械零位角。

L1-L7的機械零位角：=9°

為使成品帶鋼口勺寬度保持穩(wěn)定，應(yīng)防止在連軋過程中使帶鋼受到過大的動態(tài)張拉應(yīng)力。為此要盡量使活套機

構(gòu)的“擺動軸總慣量”壓低到一種比較低的I水平。

、活套高度控制

活套高度閉環(huán)控制通過調(diào)整主傳動速度實現(xiàn)的。預(yù)設(shè)定活套用與反饋活套角有差值時，調(diào)整相鄰上游機架的

主速度，同步，按精軋機速度級聯(lián)關(guān)系調(diào)整上游其他機架主傳動速度，使得帶鋼活套量在預(yù)設(shè)歐J范圍內(nèi)。

活套調(diào)整日勺最大范圍為±10%機架速度設(shè)定值。

活套高度閉環(huán)對速度的調(diào)整量按PID算法計算。其公式為：

Er=（Ea-Ep）XGd/T+EaXGp+Ei

Ei=Eip+EaXGiXT

式中：

Er一調(diào)整控制量

T一采樣周期

Fa—活套總偏差量

Ep-前次采樣口勺活套總偏差量

Gd一微分增益

Gp一比例增益

Ei—積分偏差

Eip-前次掃描口勺積分偏差

Gi一積分增益

Ea=Eia+E（i+l）aXVi/V（i+1）

Eia一本活套的偏差量

E（i+l）aXVi/V（i+1）一下游活套折算偏差量

Vi一速度基準(zhǔn)值

機架號i=1,2,3,4,5,6,7,8

即：目前活套總偏差量為；

本活套的偏差量+下游活套折算偏差量

3.6、穿帶和甩尾控制

將穿帶和甩尾控制納入速度級聯(lián)PLC控制，可以通過帶鋼在每個機架檢測到的壓頭信號（總軋制力）和傳動

的電流信號的變化來實現(xiàn)，保證穿帶歐I成功率和甩尾的正常，減少廢鋼日勺產(chǎn)生。

3.7、壓下控制

3.7.1壓下系統(tǒng)概述

電動壓下控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)在未軋鋼時，對精軋機組JP1-JP8進行輻縫調(diào)整，即軋盥調(diào)平、軋輻預(yù)壓靠調(diào)零及限

縫自動定位。當(dāng)壓下傳動系統(tǒng)就緒、輔助系統(tǒng)就緒、支撐輻平衡，且軋機低速運轉(zhuǎn)時可完畢這些功能。無論

選擇自動方式還是手動方式，壓下/抬起日勺速度均以越靠近目口勺值速度越低為原則，升/降速時速度均以斜坡

（RAMP）函數(shù)給出。壓下位置控制是提高產(chǎn)品的厚度精度控制和生產(chǎn)效率日勺基本保證。

連軋系統(tǒng)共有8套電動壓下裝置，分別位于8架精軋機H勺操作側(cè)和傳動側(cè)，用于8架精軋機H勺壓下位置控制。

每套電動壓下裝置由兩臺交流（AC）電機粗調(diào)再加上2套液壓精調(diào)驅(qū)動。（在參數(shù)表中未列出，這是根據(jù)工

藝考慮的）在每套電動壓下日勺操作側(cè)和傳動側(cè)分別裝有一種頂帽傳感器，用于檢測壓下電機的最大行程位置:

每套電動壓下口勺傳動側(cè)裝有一種旋轉(zhuǎn)凸輪開關(guān)，用于檢測壓下電機口勺換工作限位置、換支撐限位置和最大開

口位置。

在每套粗調(diào)（迅速）電動壓下的操作側(cè)和傳動側(cè)分別裝有一種增量型脈沖發(fā)生器，用于檢測壓下日勺實際位置。

在每套精調(diào)（慢速）液壓壓下的液壓缸內(nèi)安裝位移傳感器，用于檢測壓下的實際位置。

、壓下控制功能

壓下控制系統(tǒng)可實現(xiàn)如下基本功能：

1）、壓下啟動/停止控制邏輯

2）、軋餛調(diào)平

3）、軋餛預(yù)壓靠調(diào)零

4）、輻縫自動定位

5）、壓下實際位置監(jiān)視

6）、壓下系統(tǒng)故障報警

其中軋餛調(diào)平和軋限輯縫調(diào)零和短縫自動定位是壓下控制的重要環(huán)節(jié),詳細(xì)的控制如下：

.1、軋輻調(diào)平

在換輯完畢后，或軋制異常時，需進行軋輯水平調(diào)整。在手動方式下，進行壓下操作，當(dāng)總軋制力到達設(shè)定

值左右，假如操作側(cè)和傳動側(cè)的壓差過大時，需要進行調(diào)平（LEVELLING）操作，離合器斷開。壓差為正時，壓傳

動側(cè)，壓差為負(fù)時，抬傳動側(cè)，直至壓差符合規(guī)定日勺范圍。然后正常軋制（NormalRolling）操作，離合器合

上，即可進行軋程輻縫調(diào)零。

.2、軋輯輯縫調(diào)零

軋輻輯縫調(diào)零可采用手動方式和自動方式實現(xiàn).

1）、手動調(diào)零:在手動方式下,進行壓下操作，總軋制壓力到達設(shè)定值時，假如軋餛偏心力在一定期間內(nèi)不不小

于某一值,則輯縫清零,否則不能完畢清零操作。

2）、自動調(diào)零：在保證壓頭壓力檢測正常時，選擇自動，由PLC系統(tǒng)自動完畢。

.3、輯縫自動定位（單向）

軋輻預(yù)壓靠調(diào)零后，且在HMI上選擇正常軋制（NormalRolling）,可進行輻縫自動定位。輯縫值在過程機或

HMI上設(shè)定。為了克服機械間隙，輻縫設(shè)定需單方向進行，即壓下操作最終總是自上而下靠近目的值。

當(dāng)多種聯(lián)鎖條件都滿足后，選擇自動，并在HMI上發(fā)出定位命令（輻縫設(shè)定），系統(tǒng)自動完畢輯縫定位?？?/p>

慮需單方向定位，分兩種狀況

1）、當(dāng)實際短縫值不小于設(shè)定輯縫值時，詳細(xì)過程如下：

系統(tǒng)根據(jù)碼盤讀出日勺實際輻縫值，計算輻縫偏差A(yù)S（目日勺值-實際值），對應(yīng)壓下電機速度V與輻縫偏差A(yù)S

『'J關(guān)系為：

根據(jù)AS的正負(fù)確定速度V的極性，K的大小也可根據(jù)AS的大小分

段調(diào)整，并且使用極限特性和死區(qū)特性。當(dāng)|獨大于減速點時，M=Va,

當(dāng)小于死區(qū)值時，v=o。輯縫設(shè)定時壓下輸出控制示意圖如下：

V(mm/s)

2）、當(dāng)實際輯縫值不不小于設(shè)定輕縫值時，詳細(xì)過程如下：

?先自動在設(shè)定泥縫值上加上一附加值作為目的輻縫值

?同1）中描述，自動進行抬起操作，直至到達目口勺混縫值

?當(dāng)?shù)竭_目日勺輯縫值，且速度為零后，繼續(xù)同1）中描述，自動進行壓下操作，直至到達最終日勺設(shè)定相縫值

3.8、設(shè)置軋機的軋制力檢測裝置，用于自動校準(zhǔn)軋機輻縫和對軋件的軋制力進行監(jiān)視。需增長軋制力檢測

傳感器2X8套。

3.9、設(shè)置軋機參數(shù)設(shè)定人機界面（HMI）,用于速度、輻縫、活套高度等軋制參數(shù)日勺設(shè)定，顯示目前軋制數(shù)

據(jù)等。

4.電氣傳動

電氣傳動采用SIEMENS的交、直流全數(shù)字傳動調(diào)速裝置。直流主傳動采用6RA70系列數(shù)字調(diào)速裝置，短道交

流電機傳動采用MM440系列交流變頻裝置。

4.1、電機及傳動裝置

、粗軋機組主傳動電機及傳動裝置

粗軋主傳動為2臺2500KW電機。若采用DC750v直流供電，電機額定電流至少4160A,因主回路電流過大,

需采用6RA70數(shù)字調(diào)速裝置進行并朕控制，主從控制方式。

?每臺電機選用四臺6RA7095-4LV62-0調(diào)速器并聯(lián)?？紤]電壓為：830V考慮電流為：1900X4=7600A,兩

臺電機合計8套數(shù)字調(diào)速裝置

?勵磁裝置2臺：6RA7031-6DS22-03AC400V125ADC1Q

、生產(chǎn)線電機及控制裝置

1.粗軋立輻低速直流電機1臺(450KW)。若采用DC750V直流供電，電機額定電流大概700A；選1套裝置

6RA7093-4LV62-0(3AC830VDC1500A)

2.滾動飛剪電機及裝置；滾動飛剪電機480KW電機。若采用DC750V直流供電，電機額定電流大概800A。1

套裝置6RA7093-4LV62-0(3AC830VDC1500A)

3.精軋立輯電機及裝置；1臺250KW電機。若采用DC440v直流供電，電機額定電流大概720A。1套裝置

6RA7091-6FV62-0(3AC460VDC1200A)

4.精軋機組主傳動電機及裝置。精軋機組有4臺2200KW和4臺2023KW合計8臺電機。電機額定電壓若采用

DC750V,傳動裝置采用6RA70數(shù)字調(diào)速裝置。則：每臺電機選用三臺6RA7095-4LV62-0調(diào)速器并聯(lián)。(3AC830V

1900ADC4Q),考慮電壓為：3AC830V,考慮電流為：1900X3=5700A。8臺電機合計24套全數(shù)字裝置勵

磁裝置8臺:6RA7031-6DS22-03AC400V125ADCIQ

5.活套電機及傳動裝置；有7套活套電機，分別由1臺22KW直流電機傳動。若采用DC440V直流供電，電機

額定電流大概65A,這是力矩輕慣量電機。裝置選型為：6RA7031-6FV62-0(3AC460VDC125A),合計7套。

6.卷取機電機及傳動裝置；兩臺160KW電機。若采用DC440V直流供電，電機額定電流大概460A。裝置選型

為：6RA7087-6FV62-0(3AC460VDC850A),合計2套。

7.考慮卸卷、打捆、運料小車等機械、液壓、電氣控制，輔助系統(tǒng)。

8.輻道電機傳動電機及裝置；輯道電機為交流電機，采用西門子MM440系列交流變頻裝置分組控制轉(zhuǎn)道電機

組。

?26組短道(3.2KW)電機，選4臺變頻器。選擇類型：功率：30KW,額定輸出電壓：62A,訂貨號：

6SE644C-2AD33-0EA1

?56組根道(3.2KW)電機，選8臺變頻器。選擇類型：功率：3OKW,額定輸出電壓：62A,訂貨號：

6SE6440-2AD33-OEA1

?120組輯道(1.2KW)電機，選15臺變頻器。選擇類型：功率：11KW,額定輸出電壓：26A,訂貨號：

6SE6440-2AD31-1CA1

合計27臺變頻器。

4.2、液壓控制系統(tǒng)

液壓站、稀油潤滑站泵用電機日勺控制

擬選用固定式控制柜作為其控制設(shè)備，設(shè)備選型為ABB/施耐德或相稱產(chǎn)品，通過ET200遠(yuǎn)程I/O實現(xiàn)，將這

些非調(diào)速電機納入PLC控制系統(tǒng)中。

4.3、低壓電器選型及控制柜制作

低壓電器選型為ABB/施耐德或相稱國內(nèi)（常熟開關(guān)廠等）產(chǎn)品，詳細(xì)的電器選型和柜體制作，在工藝、機械、

液壓等設(shè)備基本設(shè)計完畢后考慮。

5.基礎(chǔ)自動化

基礎(chǔ)自動化由PLC控制系統(tǒng)、ProfibusDP工業(yè)現(xiàn)場總線、工業(yè)以態(tài)網(wǎng)構(gòu)成、HMI操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、0PC

服務(wù)器及管理站、工作站構(gòu)成?；A(chǔ)自動化網(wǎng)絡(luò)拓樸圖見附圖

2.K

PRO,18gop

一,

5.1、PLC控制系統(tǒng)

PLC控制系統(tǒng)按照功能劃分為7個PLC區(qū)域（功能）系統(tǒng)

PLC1：烘箱、除鱗、粗軋機及粗軋機前后輯道區(qū)域PLC系統(tǒng)

該區(qū)域PLC系統(tǒng)重要功能

a、加熱爐前板坯傳送餛道控制

b、板坯入爐H勺推鋼設(shè)備

c、加熱爐控制

d、板坯加熱過程控制

e、板坯出爐控制

f、加熱爐后傳送輻道控制

g、除鱗箱控制

h、粗軋機前后輻道控制

i、粗軋機立限控制

j、粗軋機壓下控制

k、粗軋機咬鋼及升速軋制低速拋鋼控制（速度控制）

1、5道次軋機過程控制

限粗軋機油、壓力、水控制

n、粗軋機換輻控制

PLC2：餛剪、側(cè)導(dǎo)板、活套區(qū)域PLC系統(tǒng)

該區(qū)域PLC系統(tǒng)重要功能

a、輯剪控制

b、混剪剪切長度控制

c、APC側(cè)導(dǎo)板自動定位控制

d、活套電機控制

e、活套套量檢測及活套擺動臂6角度動態(tài)控制

f、通過活套調(diào)整實現(xiàn)微張力控制

g、穿帶起套控制

h、甩尾收套控制

PLC3：精軋主傳動控制區(qū)域PLC系統(tǒng)

該區(qū)域PLC系統(tǒng)重要功能

a、主傳動裝置控制

b、軋制速度秒流量級速度控制

c、軋機電機電流、電壓、速度監(jiān)視

d、軋機主傳動電機保護

。、軋機換輻控制

PLC4：精軋機壓卜、立輯和精軋機控制、閥門區(qū)域PLC系統(tǒng)

該區(qū)域PLC系統(tǒng)重要功能

a、軋餛壓下控制

b、軋餛水平控制

c、輯縫調(diào)整

d、立餛控制

c、閥門控制

f、AGC液壓飼服自動厚度控制

PLC5：夾送輯1、卷取機1區(qū)域PLC系統(tǒng)

該區(qū)域PLC系統(tǒng)重要功能

a、夾送限壓下壓力控制

b、夾送輻速度控制

c、切尾剪控制

d、卷取機速度控制

e、卷取機卷筒漲縮控制

f、卷取機活動支撐控制

g、卸卷小車控制

h、助卷幅控制

i、鋼卷打捆機控制

j、鋼卷輸出機構(gòu)控制

PLC6：夾送輯1、卷取機1區(qū)域PLC系統(tǒng)

該區(qū)域PLC系統(tǒng)重要功能

a、夾送輕壓下壓力控制

b、夾送輯速度控制

c、切尾剪控制

d、卷取機速度控制

。、卷取機卷筒漲縮控制

f、卷取機活動支撐控制

g、卸卷小車控制

h、助卷車?yán)タ刂?/p>

i、鋼卷打捆機控制

j、鋼卷輸出機構(gòu)控制

k、稱重和打印系統(tǒng)控制

PLC7：液壓站、潤滑油、高壓水等輔助系統(tǒng)區(qū)域PLC系統(tǒng)

該區(qū)域PLC系統(tǒng)重要功能

a、輔助液壓系統(tǒng)控制

b、潤滑油系統(tǒng)控制

c^局壓水系統(tǒng)控制

PLC7系統(tǒng)要根據(jù)其中控制內(nèi)容的工藝設(shè)備布置區(qū)域做配置調(diào)整。

5.2ProfibusDP工業(yè)現(xiàn)場總線

熱連軋機組PLC系統(tǒng)硬件采用S7300/400PLC和ET200構(gòu)成分布式I/O控制系統(tǒng)。在信號較集中的操作室及液

壓站采用遠(yuǎn)程ET200,PLC主站與遠(yuǎn)程I/O站間采用ProfibusDP網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)互換；PLC與傳動裝置間通過

PROFIBIS-DP總線進行連接和通訊；這樣可大量減少現(xiàn)場配線及設(shè)備運行后的維護量。DP總線日勺物理介質(zhì)為

光纜，其通訊速度最大為12M位。PLC用于全線次序控制、位置控制、速度張力控制等.

5.3HMI系統(tǒng)

HMI系統(tǒng)采用服務(wù)器-客戶機構(gòu)造形式。系統(tǒng)由1臺服務(wù)器和5臺HMI客戶機終端構(gòu)成。服務(wù)器和客戶機連接

到Switch,通過Ethernet網(wǎng)與PLC進行數(shù)據(jù)互換。其中，烘箱1抬、粗軋操作臺1臺、精軋操作臺3臺、

卷取操作臺1臺

5.4工程師站

PLC工程師站硬件采用一臺便攜式計算機，通過ProfibusDP實現(xiàn)對PLCH勺編程、調(diào)試、監(jiān)控和故障查找。

傳動工程師站硬件采用一臺便攜式計算機，實現(xiàn)對傳動系統(tǒng)的編程、調(diào)試、監(jiān)控和故障查找。

5.5一體化操作終端

本系統(tǒng)在原料入口和成品出口處各安裝一臺一體化操作顯示單元，用于原料確認(rèn)、生產(chǎn)計劃顯示（入口）和

成品參數(shù)確認(rèn)（出口）°操作顯示單元通過PrefihusDP網(wǎng)實現(xiàn)與PLC及服務(wù)器等日勺數(shù)據(jù)互換.

5.6稱重和打印系統(tǒng)

在熱連軋機組主操作室和出口端各配置一臺網(wǎng)絡(luò)打印機，用于生產(chǎn)報表和產(chǎn)品標(biāo)簽打印；配置一臺托利多稱

重裝置，用于成品稱重，稱重裝置通過RS-422/TCPIP轉(zhuǎn)換器連接到Ethernet以太網(wǎng)，實現(xiàn)與服務(wù)器及打印

機通訊。

5.7Ethernet以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)

Ethernet以太網(wǎng)：通過Switch將各通訊設(shè)備相連，用于PLC、HMI、網(wǎng)絡(luò)打印機、稱重系統(tǒng)及工廠管理級計

算機間的通訊

5.8HMI簡介

熱連軋機組在主操作室內(nèi)設(shè)置一臺服務(wù)器和1臺HMI客戶機（MACHINEINTERFACE）,在其他操作臺（室）共

設(shè)3臺HMT,在主電室內(nèi)設(shè)置一工程師站。HMT服務(wù)器和客戶機通過Ethernet網(wǎng)與PLC相連。

5.8.1IIMI硬件配置（按最新配置）

?操作室內(nèi)HMI使用5臺研華工控機

?Switch—臺

?RS-422/TCP?轉(zhuǎn)換器一臺

?EPSON激光打印機二臺；

?為編程及調(diào)試，主電室PLC工程師站配置一臺DELL便攜編程器

?傳動系統(tǒng)便攜計算機一臺（配