PID控制在矫直机辊缝调节中的应用.pdf

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1、冶金行业解决方案PID控制在矫直机辊缝调节中的应用陈燕丽(山东钢铁集团莱芜分公司自动化部，山东莱芜271104)摘要：介绍P1D闭环控制在莱芜钢铁集团大H型钢生产线矫直机辊缝调节中的应用。关键词：紧凑型辊式矫直机；S7—400；FM458；PIDPIDControlAppliedinRollGapAdjustmentofStraightenerCHENYah．1i(AutomationDepartmentofLaiwuIronandSteelLTD，Shandong271104，China)Abstract：TheapplicationofPIDclosed-loopco

2、ntrolincompactrollerstraighteningmachineofH·-beamproductionlineinLaiwuIronandSteelGroupisintroduced．Keywords：compactrollerstraighteningmachine；S7-400；FM458；PID0引言台之上的开放式系统S7—400是模块化大型PLC系统．采用标准的以太网通信，每个控制器可以控制64为了提高矫直的质量．莱钢大H型钢生产线采用个回路．最大可处理131072个I／O点．其中模拟量I／0德国西马克公司提供的紧凑型辊式矫直机．共有九点数为819

3、2个．逻辑扫描速率为1．25MB／sS7—400控辊，上四下五，上辊可进行轴向和垂直方向调整，下辊制器和DELL工控机采用工业以太网通信．通信速率只能轴向调整。轧件在辊式矫直机中，经过交错排列为10Mbps。网络结构如图l所示。矫直辊的多次反向弯曲．使原始曲率的不均匀度逐渐减小．进而矫直。莱钢是世界上第三个、亚洲第一个使用该种矫直机的生产线莱钢大型H型钢矫直机系统功能复杂。涉及到矫直辊调整技术、各种回路调节控制以及二级追踪的模糊逻辑控制等该项目采用成熟的SIMATICPLC控制技术和FM458—1DP高速动态性能闭环控制模块采集现场设备状态数据、控制现场设备的动作，结合基

4、于SQLSERVER2000后台数据库的WinCC画面监控系图1网络布置图统实现对矫直机系统的自动化控制。成熟完善的矫直模型、自适应控制模型和完善的操作界面能确保最佳在矫直系统中．FM458功能模板主要控制液压系的钢板平直度及最低的残余应力。统的高速定位．实现矫直辊的精确定位。1．2软件配置1系统配置工程师站操作系统为Windows2000Professional。1．1硬件配置编程软件采用西门子公司的PCS7OS—SoftwareV6．0，莱钢大H型钢矫直机系统采用西门子S7—400系D7一SYS监控画面采用WinCC6．0，集成在PCS7OS～列PLC控制系统．由于矫

5、直辊的压下量和轴向调整要SoftwareV6．0中。求很精确．运算和扫描周期也要求很高，因此还选用利用PCS7完成$7--400中程序的编制．D7一SYS了西门子的FM458系统。监控软件采用WinCC。该控软件完成FM458系统中程序的编制WinCC画面上提制系统是建立在S7—400控制器、Pentium1W工控机平供各个区域设备的运行状态．设置了各个重要的报警作者简介：F#,~(1982-)，工程师，研究方向为自动化控制。信息，可通过专门的报警画面进行查看，确定故障点。收稿日期：2013—01．16l_3通信控制自动化应用20135期；l冶金行业解决方案该自控系统在网

6、络结构中，PLC控制系统与本地两种．在矫直机的辊缝调整中采用了位置循环控制。操作台控制系统采用工业以太网通信，现场仪表和设在矫直辊垂直调整的液压缸内安装有测量位置的线备级采用Profibus现场总线进行通信，PLC控制系统性传感器和测量液压缸内压力的压力传感器，在位置与现场ET200、旋转编码器、位移传感器采用Profibus—循环控制中矫直辊位置是由线性传感器测量的。DP通信．FM458—1DP也通过Profibus—DP通信协议与3．1P参数现场的检测元件进行通信。该系统主站的PLC为S7—P参数的计算：400．从站为现场ET200站及现场检测元件。P=(ref-ac

7、t)·Kp式中．ref为矫直辊垂直调整的参考位置；act为矫2矫直机辊缝调节直辊调整的实际位置；Kp为比例系数。当矫直辊的实紧凑型辊式矫直机共有九辊．上四下五。4个上辊际位置和给定的参考位置有偏差时。比例参数立即产生控制作用计算出伺服阀的开度来减小这个偏差。可以进行垂直调整．9个矫直辊可以进行轴向调整。对于辊缝调整的系统而言，j(p不是一个固定的矫直机上辊压下调整液压系统原理如图2所示，常数．长时间的工作或者更换了伺服阀这个系数会改矫直机的4个上辊分别具有两套压下调整系统．分别变．就需要定期对此系数进行优化。布置在相应辊子的操