带钢热连轧机卷取机控制技术探究

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1、带钢热连轧机卷取机控制技术探究　　【摘要】带钢热连轧机卷取机控制中，自动化水平高，要严谨要求软件的程序设计。即便在元件检查中出现误差，也要保证当前钢坯能够全部卷完。带钢热连轧机卷取技术应用至今，表现为运行可靠，功能完善，控制系统设计合理等，能够满足客户需要。卷曲设备主要由层流冷却装置、输出辊道、1#和2#卷取机、1#和2#夹送辊、1#和2#运卷小车、1#和2#卸卷小车、机上导尺、机上辊道、搬运机、快速链、收集台架以及托卷机等。其中主要设备，是两台采用恒张力的气动四助卷滚式卷取成品带钢的地下卷取机。【关键词】带钢热连轧机卷取机控制技术研究最近几年，随着经济的快速

2、发展，我国钢铁企业建设了多条窄带及中宽带钢热连轧机生产线，因此取得了可观的经济效益，带钢热连轧机生产线已经实现了国产化。1工艺设备简介卷曲设备主要由层流冷却装置、输出辊道、1#和2#卷取机、1#和2#夹送辊、1#和2#运卷小车、1#和2#卸卷小车、机上导尺、机上辊道、搬运机、快速链、收集台架以及托卷机等。其中主要设备，是两台采用恒张力的气动四助卷滚式卷取成品带钢的地下卷取机。2电气传动系统配置72.1直流调速采用ZZJ800系列和国产Z系列的直流电动机进行拖动，卷取区直流传动设备选用全数字式的西门子6RA70系列进行直流调速供电，进线侧采用进线电抗器以及公共整

3、流变压器。在卷取机调速装置中配有卷取控制软件以及T400工艺板，32位CPU板具有强大功能和极高运算能力的新一代SIMADYND系统工艺类型产品。从而实现了卷取机的卷径计算、张力控制、空载及动态补偿、弯曲力补偿、摩擦力补偿等功能。2.2交流调速交流调速的辅助设备有机上辊道、输出辊道、助卷辊辊缝调整、导向辊传动、夹送辊辊缝调整、辅助交流调速设备采用了国产YTSP或YSG系列交流变频异步电动机拖动，调速装置选用全数字式西门子6SE70系列交流变频调速装置，并采用公共交流母线、公共整流变压器、加进线电抗器在变频器入口侧的形式进行供电。经由通讯板CBP2，交直流调速装

4、置作为从站上挂到卷取区的分布式自动化系统，通过自动化控制系统与PROFIBUS-DP协议进行控制命令和过程控制数据的交换。3自动化控制系统组成及功能7卷取区自动化控制系统设有S7-300PLC一套、S7-400PLC一套、操作员站HMI一套。卷取区自动化系统采用传送装置、PCL与远程I/O站ET200M及分布式结构进行过程现场总线PROFIBUS-DP通讯。PCL通过CP443-1通讯模块进行工业以太网联结（IndustrialEthernet），并与HMI及全线S7-400PCL通讯。S7-400PCL主要完成带卷运输区与卷取区设备手动及自动逻辑控制、层流冷

5、却控制、张力及速度给定控制、机上机前导尺开口度APC控制、卸卷手动自动控制、助卷辊及夹送辊辊缝APC控制、慢速及快速运输链APC控制、工业以太网及PROFIBUS-DP数据通讯控制等。S7-300PLC重要完成主站S7-400与PROFIBUS-DP的数据通讯控制、卷取区传动液压站控制等。卷取区操作台上操作员站HMI设置主要有卷取区轧制程序表画面、卷取区主画面、趋势图画面、卷取区设定画面、运输链画面、卸卷状态画面、润滑站画面、液压、故障报警一览表等动态设定及显示换面。4主要自动化功能4.1层流冷却控制在输出辊道上分布有层流冷却装置。卷取温度控制CTC程序是依照

6、精扎终扎和带钢厚度温度、精扎出口速度、上下层流冷却装置的开启进行控制和设定，卷取温度要保证在要求的精度范围内，以此来提高带钢进入卷取机时的带钢机械性能。采用温度反馈与预设定阀门开启段数结合的算法：7N=Ni+α1+（v-vs）+α2（T3-Ts1）+α3（T4-Ts2）式中，N代表的是控制冷却水段数，Ni指的是给定带钢厚度的预设定喷水段数，α1代表的是影响带钢速度系数，v代表的是带钢速度，vs指的是给定带钢厚度的轧制基准速度，α2代表的是影响终扎温度变化系数，T4代表的是实测卷取温度值，Ts2指的是卷取目标温度值。CTC还可以有头尾不冷却、后端冷却、前端冷却三

7、种方案，在不同规格的产品生产中进行应用，因此可在HMI上选择设定。4.2机组速度控制当高速运转的带钢头部，已经离开精扎机末架，同时还没有进入卷取机时，夹送辊、输出辊道、助卷辊以及卷取机速度必须要比末架轧机速度快，要以一定的比率控制速度，从而避免在辊道上带材发生起皱现象，因此这种比率被称为速度超前率。超前率如果过高，会引起带钢“缩颈”效应，而超前率如果过低，会影响带钢头咬入7卷取机的顺利完成。在精扎机末架抛钢过程中，末架轧机速度要较输出辊道速度大，且速度要控制在一定比率内，以此来避免带材由于带钢向后拉力的产生而出现失张并起皱现象，因此这种速率控制称为输出辊道滞后

8、率。与此同时，夹送辊、卷取机还要与带钢