通钢550mm热轧带钢控制系统设计及电动活套的控制方法研究与实现

摘要

从80年代起，国外就兴起了钢铁产业结构调整的浪潮，带钢生产就一直朝着工艺布局紧凑化、机械设备大型化、产品产能规模化、产品品种多样化、产品质量最优化、设备控制自动化的方向发展。在热连轧机中，活套控制是一个十分重要的系统。其性能优劣将直接反映在成品带钢的质量上。活套的发展经历了液动、气动、电动三个阶段。活套的控制也从开环控制、闭环控制到全数字多变量控制，不断进步。其目的都在于不断提高带钢的质量。 通钢550mm热轧带钢生产线在工艺装备方面采用了许多宽带钢热连轧生产线的新工艺、新设备和新技术。如高压水除磷，万能可逆粗轧机组，精轧液压压下APC，电动活套，层流冷却，地下卧式卷取等。在控制功能方面采用了电动活套微张力控制，液压APC控制，级联调速控制，温度控制和连卷连轧控制等。在控制设备方面采用了全套西门子的控制装置，如：直流传动装置采用的是全数字式6RA70，交流传动采用的是全数字式6SE70。PLC采用的是西门子S7--400系列，上位监控机采用的是WinCC监控软件。在控制设备组网方面，采用了先进的工业以太网和现场Profibus-DP相结合的网络拓扑结构。其中，电动活套是中精轧连轧机组间保持各架轧机金属秒流量相等，降低轧机速度调整难度的关键设备。本文在完成整个轧机控制系统设计、施工、现场调试的基础上，重点研究了电动活套控制系统的组成、控制方法研究及实现，解决了现场控制的实际问题，取得了较好的控制效果。

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第一章绪论

1.1热轧带钢生产与控制概况

1.1.1热轧带钢生产概况

1.1.2热轧带钢自动控制概况

1.2活套控制的发展状况

1.2.1活套控制的应用状况

1.2.2活套的控制概况

1.3通钢550mm热轧带钢概述

1.3.1生产背景

1.3.2通钢550mm热轧带钢工艺设备特点

1.4本文主要工作

1.5课题研究的意义

第二章通钢550mm热轧带钢工艺

2.1工艺方案与工艺流程

2.1.1工艺方案

2.1.2工艺流程

2.2工艺装备

2.3主要工艺特点

2.4通钢550mm热轧带钢关键的控制技术

第三章热轧带钢控制系统设计

3.1自动控制系统设计方案

3.1.1自动控制系统的选型和集成

3.1.2工程分析

3.1.3传动系统的选型及供电方案

3.1.4 PLC的功能分配

3.1.5操作员站的功能分配

3.1.6工程师站、编程器的功能分配

3.2自动控制系统设计的理论基础

3.2.1 Ethernet技术的应用与发展

3.2.2现场总线理论

3.3自动控制系统的设计原则

3.4活套自动控制系统的软、硬件设计

3.4.1硬件设计

3.4.2硬件设计的特点

3.4.3软件设计

3.4.4软件设计的特点

第四章电动活套控制方法的研究与实现

4.1引言

4.1.1活套装置的作用

4.1.2活套装置类型

4.2带钢热连轧对活套装置性能的要求

4.2.1对活套装置动态性能的要求

4.2.2对活套装置静态性能的要求

4.3电动活套控制系统的组成

4.3.1活套技术规范

4.3.2电动活套控制系统的组成

4.4活套控制方式

4.5电动活套高度算法与实现

4.5.1机架间活套量的算法(如图4.3)

4.5.2活套高度闭环控制的实现

4.6电动活套力算法与实现

4.6.1控制活套所需的力矩算法

4.6.2电动活套微张力间接闭环控制的实现

4.7电动活套的起、落套控制

4.8电动活套投运后存在的问题及解决措施

第五章结论与展望

5.1结论

5.2下一步工作展望

参考文献

致谢