首钢长钢棒材在线温度闭环控制系统.pdf

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1、第24卷增刊矿冶Vo1．24，Suppl2015年11月MINING＆METALLURGYNovember2015文章编号：1005—7854(2015)SO一0239-04首钢长钢棒材在线温度闭环控制系统王鹏李晓宇袁欢(北京首钢自动化信息技术有限公司，北京100041)摘要：主要介绍首钢长钢棒材在线温度闭环控制系统的工艺概况、系统结构、主要控制功能以及系统投入运行的过程，并对棒材在线温度闭环控制系统使用后的效果进行了对比和总结。关键词：棒材控冷；温度闭环；控制系统中图分类号：TF7文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1005-785

2、4．2015．z1．060在21世纪的现代化棒材生产线上，棒材冷却装1工艺概况置是一个非常重要的组成部分，通常安装在棒材轧机之间或者精轧机后，分别用于对棒材进行轧制过首钢长钢的棒材生产线采用18机架连轧生产程温度控制和成品冷却温度控制，达到改善产品性线，实现全自动控制，轧制钢坯采用150×150mm能的目的⋯。随着工艺技术的不断进步，降低能耗连铸方坯，长度12m，加热炉采用蓄热燃烧步进式以生产出低成本、高性能的钢铁产品已成为现今钢连续加热炉。在精轧机组内部增加了控冷水箱，进铁生产的趋势，对棒材的自动化控制水平要求也一步控制轧件温度，既适合一般棒材生产

3、，也适合优越来越高，传统的温度控制方法已经无法满足要求。特钢棒材生产。棒材控冷的冷却水箱装置由内部冷传统的棒材冷却控制普遍采用开环控制模式，依靠却器、箱体、横移小车及替换辊道组成。替换辊道是操作工经验来控制冷却水量，当棒材温度波动时，操根据生产需要配置的，当不使用穿水时，通过小车横作工不能及时调整冷却水量，导致冷却效果不好，棒移将冷却器移离轧制线，使用辊道将轧件输送至下游材预冷后温度、上冷床温度和工艺要求的温度偏差轧机或冷床。冷却器安装在水箱内部，由若干段组大，从而造成棒材成品力学性能波动较大，为解决上成，便于精确控制温度，并且可以实现快速更换。述问

4、题，在首钢长钢研发出棒材在线温度闭环控制首钢长钢棒材控冷分为1段控冷、机问控冷、2系统，使棒材生产线实现了在线温度闭环控制。段控冷、3段控冷四个控冷段，分布如图1所示。图1棒材控冷生产线布局控制器，系统网络和硬件配置如图2所示。2控制系统组成系统由一个西门子400PLC和一个ET200分站2．1控制系统硬件组成组成，其通讯方式为ProfibusDp，西门子400PLC通棒材在线温度闭环控制系统采用西门子PLC过以太网模块接人以太网实现与上位机的通讯，通过以太网可实现编程、监控操作、与其它PLC的横向通讯，通过输入输出模块读取和控制外部的仪表作者简介：

5、王鹏，工程师，研究方向为自动控制专业。设备和电气设备。王鹏等：首钢长钢棒材在线温度闭环控制系统的修正值和调节阀的阀位对应值，使得调节阀能最快调节到设定流量。采用这种流量闭环调节，能够极好的进行环境适应及自学习：1)当加热炉出炉的坯料冷坯和热坯交替时，程序自动修正相关控制参数；2)当钢种和规格发生变化时，程序自动修正相关控制参数；3)当季节发生变化时，水温和气温等都发生了变化，水温通过温度检测元件的测量，气温则通过系统时间判断，程序自动修正相关的控制参数。3．4流量闭环的P、I参数寻优图3温度闭环控制原理图在棒材在线温度闭环控制系统的流量闭环调节许动作

6、的上限和下限值。中，PID算法中P和I参数直接影响流量调控周期和调控振幅，我们希望获得在较短的周期且较小的4系统投入过程振幅下去调控流量，从而增强系统的稳定性。根据棒材在线温度闭环控制系统先要选择工作模计算，棒材一支钢的轧制时间约40～508，为了保证式：冷却水调节阀有三种模式选择，开环模式时操作该温度闭环软件对铸坯头尾温差有调节作用，应将人员根据现场情况手动调节阀位，投产前期和检修一定幅度的调控周期控制在40s以内，同时具有较时可采用恒流量控制模式，稳定生产时切换至恒温小的振幅。我们反复设计了多种不同的P、，组合参度控制模式。数，对比其在调控偏差1

7、00m／h流量下的周期和振1)选择流量闭环模式时，操作人员需要在图4幅，当参数设置为P=0．5、，=2100时，调控偏差右侧事先设定好相应钢种的各段流量设定，系统切100m／h的流量需要周期约3Os，最大振幅30m。／换到流量闭环模式时，系统自动按照表中的流量执h，且在70S左右振幅缩小至不超过10m。／h。3．5温度闭环控制行相关的流量设定，从而达到流量闭环控制。2)当温度检测处理模块的结果和实测的棒材棒材在线温度闭环控制系统的温度闭环控制采温度接近时，同时其它流量、压力、速度等参数也用温度串级调节结合模糊控制，根据设定温度，使用都准确无误时，操作

8、人员可选择投入温度闭环模PID算法自动调节流量设定，通过模糊控制修正温式，操作工需要设定精轧入15温度和上冷