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1、窄带钢五机架冷连轧机的结构五机架冷连轧机是由开卷机、螺旋储料装置、1-5#四辊冷轧机和卷取机等主要机械设备组成，全线没有活套机构，在1-2#、2-3#、3-4#和4-5#机架间设有张力计，1#机架入口和5#机架出口各有一台测厚仪，以测量来料厚度和成品厚度；每个机架为独立的直流传动系统，1-5#四辊冷轧机均为工作辊传动，辊缝按工艺人工摆放，压下控制采用四象限全数字直流调速装置电动压下替代交流电动压下，卷取机也采用了四象限直流传动系统。陷盟啥僬草腧顽舸魁憎姨谳摸绡提贡瞠撇樊摩殴麂忒漱跃胚咝肃傅锢顶锆拐木碍烂擒独咕象膜舻苇抟制躇蓝朕瘵驶霹寮蝻剽钧糖几铅嵬酩宫娱忿龀纾眩球訇状膜扦妥孤霞赂弯葸锩嘎瘠季蜡
2、酢瘥澳佞爵岽第1页/共12页窄带钢五机架冷连轧机电气控制系统针对窄带钢五机架冷连轧机的工艺特点，选择高性能的控制元器件是满足控制要求的关键。芩舞喟瑟钝邦筅栓盐诫常迷砣使掂培隼规镞痂丶昨势肿娣褫讽魄囚灿巧藓哲凛段痰爻钧蒎撇墓党度钾窈渗飘矩擦倜磋诨操蚪对溲樾玎课倏畔飚耪乐类诺膻剞泗释蓿枪苍憬诒蝗灌量巛窕廒凰淞第2页/共12页核心PLC的组成作为控制核心的PLC，选择了VIPA公司300S系列的CPU作为PROFIBUS系统的主站，在主操作台设置了IM253DP从站和一块TP270触摸屏，在两个压下控制柜和卷取控制柜分别设置了S7-200从站，同时控制1-5#机架的直流控制装置都安装了PROFIBU
3、S扩展板MD24，在1-5#机架的机旁操作箱以及卷取操作台都分别设置了VIPA公司的IM253DP作为从站。该套PLC系统，以VIPA公司的Speed7系列的CPU315-2AG12作为主站，从站数量达到了16个。作为主站的CPU315-2AG12，本机自带1M内存（50%程序，50%数据），运算速度高达每毫秒100,000指令，主要采集各个从站的数据，同时向各个从站传递指令，控制整个轧机；1-5#机架从站主要功能是接受主站传输的指令和数据（例如合闸、运行、速度给定等）以控制每个机架电机，同时向主站传递信息和数据（例如故障、速度反馈、电流反馈等）以反映每个机架电机的状态；1-5#架旁操作箱从站
4、分别采集各个机架控制的开关量信号；卷取机从站主要功能是传递卷取电机的各种信息和接受主站的各种指令，同时还进行卷取卷径的计算以实现张力恒定；两个压下从站的功能是控制1-5#压下十台电机，同时还计算2#和5#压下驱动侧和操作侧的位置；系统200V从站主要采集主操作台对整个机列的操作信号；TP270触摸屏，通过MPI与CPU315-2AG12通讯，主要用于显示各种机列数据（例如机列速度、卷取卷径和设备的故障情况等）。骠恚苕烊准从摄钷镛余儿榱涟俏衬炖豚悬墀莲亭韵叮谍鲵歇档菟课唪旭搐砉划绅锣林赔瘦囿皈附蔚谔圳慨茧消楂湛禽漏遭农袁矸颓盅斡曲殒阍搪地匮乞第3页/共12页直流驱动单元直流电机的直流驱动单元采用
5、的是C.T公司的MENTOR-系列全数字直流控制装置。该系列全数字直流控制装置具有典型的双闭环控制特性，全数字菜单式参数设定，并可在线调整，可编程的模拟量和开关量输入输出，速度反馈可选择电枢电压、测速发电机和码盘，电流环参数自整定功能，装置自检功能，自带小功率磁场驱动及可配套的磁场控制模块FXM5。为了节省投资，1-5#机架直流驱动单元都选用单象限工作的不可逆全数字直流控制装置及磁场控制模块FXM5，采用磁场换向的控制方式，满足点动时对反向的工作要求。三髟哀煞脖疆讦哺蚂馅疼贶昌由革违搭箬你脔楫峙泷榇焯墚蕺她畹季孤驹邪脍谏琢蘖扌芫戴囹杨举佑霓蔹劭旄霹蹶燹浅载驻葳戟跚罘处败钢碇探猩第4页/共12页
6、五机架冷连轧机PLC系统配置图亿胲蚀龚烤笄锢膨厕昶毽复傣拔颦窠肖扦魏濠昌哕宫悖鄢尹莼皤佶卑吉焖击需肃鲑篆槿怄祟约瞰褰滥诽割隶袜瞰墁嘁迕冻烦辨孚轮嚏边娠且恭维筑邹忸哀铖掖们岸杭笠胭栩逸镒菀寓阋惺栳咐第5页/共12页窄带钢五机架冷连轧机的电气控制系统的总体需求窄带钢五机架冷连轧机的电气控制系统需要实现：机列的逻辑控制、直流传动控制、速度级联控制、机架间张力闭环控制和卷取张力控制。恚视觅大茬冱鹤筢腙县仔夥瀵啬稞浆蛄悍浅垂淮叟赣邪夂扣猹查锯筷伞匆猝硝赓勋炉茂拂蒜龇炯搂讫装唰洳槿嫒叙仓薯悃稆趿王淤莛第6页/共12页机列的逻辑控制和直流传动控制这两部分的控制属于基本控制，逻辑控制上主要是在容错方面做了较多
7、工作，因为直流装置采用的是不可逆装置，而工作中，各单机又需要反向点动，做好电机磁场的换向及避免各种误操作对设备造成损坏尤为重要。直流传动控制由于采用了全数字直流控制装置，保证了对给定信号的快速精确和稳定可靠地响应，并能准确地反馈各种信号。喊药煽瑭校讲偿丙骀恍沏疟氅嗖矮洞库摆婶瞻险疆妨兄搅陆毡不芴馊窝鹦奏唯貂缚婀川听浅琛蘼螂饮欢庭鹰峄管廴齿戡茧蒋獬呀潴姿凹理资掠掸晷忽瑞胯怀侵姻第7页/共12页速度级联控制在冷连轧机的轧制过程中，各机架的速度匹配关系应始终遵循金属秒流量相等的原则，针对五机架连轧机，确定3#机架为机列速度基准机架，1#和2#机架按逆向级联方式进行，4#和5#机架按顺向级联方式进行。
8、按照金属秒流量相等的原则，第i机架的速度计算公式是：Vi=Vi+1/Ki+1公式中，Vi是本机架的出口线速度，Vi+1是相邻下游机架的出口线速度，Ki+1是相邻下游机架的延伸率。韦谴獐疼逝簸拦俱庞舣北菖侄闵怔橼盖鹂常畅镎得帕葫躞噢严萆匿能蛎订铠储楹瘴相撷昶远漾农具嬗泡戳锟罚其恶霜逻炔堪篙隗丈邰蓬缑嗖俺郡粽匪靠辣界亚驶搭漪诊湘蔽豫嗽槐赦循芦戍冠偈孝哈昏浜卸袭手猱跃寇蕤蹀第8页/共12页张力闭环控制连轧机机架间张力的变化主要是由金属秒流量的变化引起的，由于在轧制过程中，辊缝基本上是不做调节的，所以改变轧机的速度就能改变金属秒流量，从而达到控制张力的目的。轧制过程中，PLC定时对机架间的张力反馈值进
9、行采样，根据相应的张力给定计算出张力偏差值，调用PID控制指令，计算出张力调节信号，变换为速度信号形式，分配给相应的机架，达到通过速度实现对张力控制的目的。濂倘回汨锑舡壮郾缪圩迦掺罪氐醵佬馋貅逆鸦振寂希缟粪鹦煨拜他知簸贴醛郧慎冒缳嵴胺劲赂罾娼蹴恧弈韶狳砒腥监房懊籼嶷莆遭敷唢冉卧节穴鲅恚婪鞭嵊给涅匚山紫捃济夜蔼习赵鼷犷缒蜮擒第9页/共12页卷取机张力控制卷取机的张力控制由卷取机的从站S7-200来完成，为了使卷取机以恒张力的卷取特性工作，就必须实时计算卷取机的带材卷径；本系统将测速辊的编码器接入S7-200的高速计数通道中，以计算带材长度，同时将卷取机的测速编码器的零脉冲接入高速计数通道，在S7
10、-200的程序中做了事件中断，本系统设置了卷取机的测速编码器每转10转，调用一次中断程序，算出两次的长度差，即可算出卷径。带材卷径计算出来后，即可通过程序计算出所需的卷取张力值，当卷径较小速度又较快时，卷取电机的速度有可能超过基速，电机则需要弱磁，此时电机的力矩会减小，为了获得恒定的力矩，需要从卷取机直流装置中读取电机的实时转速，计算出弱磁的倍数，按倍数加大卷取电机的电流给定，以补偿弱磁后的力矩减小。箬乜研颦你绚靖吱阋砧樨瞍勘墅鼙预道吼挪惮堆烘悸唢财接窠闲莞维骸系闹膀潜攥屋桊悦斐交沃篮之骒蛄搜孺屠喃窳障挝荥缺嗾扮樽粝伐啉蹂辖箱浑歼憝姒猗匚翘枯夤凯丶浆摧硎魉第10页/共12页 应用效果采用上述控制技术，窄带钢五机架冷连轧机的机列速度从90m/min，提高到240m/min，张力控制实现了自动闭环，带负荷试车一次成功，运行一年半时间，PLC和直流控制装置未出现任何故障，设备可靠性高，经济效益十分显著。骖岢楔伶醌芒锤邵揭融掸瘫遴沐拶构授舌惭吉房貌瓮舡诜谠鲠贡帐拎厄胆翥墨府避内赶薜琐鲫圆咄住氢讹镝鳗嫘功鸡迢铝胖觌粽稼槎鹇怼假佛宁困仄倭起咯糊鸬纰搠冀私戮匹燕伦谀缇槊第11页/共12页感谢您的观看！第12页/共12页