中厚板精轧基础自动化控制系统设计与研发

摘要

近年来,随着国民经济的飞速发展,中厚板的需求量越来越大。为了获得更高的产量和更好的质量,需要进一步减小钢板厚度偏差,提高中厚板厂的自动化水平和钢板的成材率。基于此,本论文以某钢铁公司中厚板厂3000mm精轧基础自动化控制系统为研究对象,主要完成了以下工作:(1)首先,简述了精轧区关键设备及其控制要求,配置了精轧检测仪表。然后,参与设计了中厚板精轧基础自动化控制系统的结构,包括水平方向控制系统和垂直方向控制系统。其中,水平方向控制系统用于实现钢板的运输、对中、转钢、除鳞、待温等控制功能,垂直方向控制系统用于实现厚度控制。
　　 (2)在水平方向控制系统中,从辊道控制、轧制道次设定和轧制速度设定三方面入手,编程实现全自动轧钢。准确的跟踪是全自动轧钢的保证,从钢板信息数据块的建立入手,利用STEP7编程软件和相关编程语言,编程实现了在轧钢板长度的计算,推床的标定和钢板测宽,以及精轧区钢板总数,待轧、在轧和轧后钢板位置,精轧开轧和终轧信号的修正；
　　 (3)在垂直方向控制系统中,制定了合理的电动APC速度—位置偏差曲线,采用电动、液压联合预摆辊缝,实现了高精度位置控制；用CFC软件编写了相对AGC算法的程序,实现了轧制过程中的动态辊缝调节；建立了中厚板头部、油膜、支撑辊偏心补偿模型,进一步提高了钢板的厚度控制精度；
　　 (4)本中厚板精轧基础自动化控制系统的设计与研发,提高了微跟踪的准确度,消除了头部、尾部的厚度超差,使成品钢板的同板差得到了很大改善,得到了厂方人员的一致认可,最终通过了验收。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 中厚板轧机的发展

1.2.1 国外中厚板轧机的发展

1.2.2 国内中厚板轧机的发展

1.2.3 国内外中厚板轧机发展的比较

1.3 中厚板精轧基础自动化系统概述

1.3.1 水平方向控制系统

1.3.2 垂直方向控制系统

1.4 本论文主要研究内容

第2章 中厚板厚度控制基本理论

2.1 自动厚度控制基本原理

2.1.1 轧机弹性变形和弹跳方程

2.1.2 轧件的塑性变形和轧件塑性方程

2.1.3 钢板轧制的弹塑形曲线及应用

2.2 压力AGC

2.2.1 BISRAAGC

2.2.2 动态设定型AGC

2.2.3 GM-AGC

2.2.4 Absolute-AGC

2.2.5 压力AGC的比较分析

2.3 监控AGC和前馈AGC

2.4 本章小结

第3章 中厚板精轧基础自动化控制系统设计

3.1 精轧设备概述

3.1.1 车昆道

3.1.2 推床

3.1.3 AGC液压缸和液压站

3.1.4 主传动装置

3.1.5 压下装置

3.2 精轧检测仪表

3.2.1 辊缝仪磁尺

3.2.2 液压缸位移传感器

3.2.3 AGC油压传感器

3.2.4 弯辊油压传感器

3.2.5 支撑辊偏心测量绝对值编码器

3.2.6 伺服阀

3.2.7 伺服阀放大器

3.2.8 红外线测温仪

3.2.9 热金属检测器HMD

3.3 中厚板精轧控制系统的结构

3.3.1 精轧主令控制系统概述

3.3.2 AGC控制系统概述概述

3.4 精轧基础自动化系统软件平台

3.4.1 PLC编程软件

3.4.2 监控组态软件Win CC

3.4.3 组织块

3.5 本章小结

第4章 精轧水平方向控制系统

4.1 主令控制

4.2 全自动轧钢

4.2.1 全自动轧钢功能的实现要点

4.2.2 全自动轧钢核心控制功能的实现

4.3 精轧水平方向控制系统的自保护

4.4 精轧区微跟踪

4.4.1 微跟踪用到的系统程序

4.4.2 精轧区钢板信息

4.4.3 精轧区微跟踪修正

4.5 本章小结

第5章 精轧垂直方向控制系统

5.1 精轧机压下控制系统的设计

5.2 位置自动控制(APC)

5.2.1 电动位置自动控制(EAPC)

5.2.2 液压位置自动控制(HAPC)

5.2.3 电动液压联合辊缝控制

5.3 中厚板AGC控制系统的设计与应用

5.3.1 相对AGC工作原理

5.3.2 相对AGC的编程实现

5.3.3 绝对AGC工作原理

5.3.4 影响绝对AGC实际应用的主要因素

5.4.AGC控制系统的自保护

5.5 中厚板厚度补偿

5.5.1 头部厚度补偿

5.5.2 油膜补偿

5.5.3 支撑辊偏心补偿

5.6 本章小结

第6章 现场应用效果

6.1 水平方向控制系统应用效果

6.1.1 在轧钢板位置修正

6.1.2 在轧钢板长度计算

6.1.3 轧后钢板位置修正

6.1.4 推床标定的应用效果

6.2 垂直方向控制系统应用效果

第7章 结论

参考文献

攻读硕士期间参加的工程项目

致谢