850mm不锈钢两级自动化控制系统研究与应用

摘要 1

1 自动化系统 4

1.1 自动化系统概述 4

1.2 自动化系统配置 6

1.3 网络设备 9

1.3.1 Profibus-DP网络系统 9

1.3.2 工业以太网络系统 9

1.4 过程自动化设备 9

1.5 人机交互设备 10

2 粗轧区基础自动化系统 11

2.1 粗轧压下主令PLC系统 11

2.2 系统控制功能 11

2.2.1 粗轧区辊道的控制 11

2.2.2 立辊轧机的控制 12

2.2.3 立辊轧机速度控制 12

2.2.4 立辊轧机的位置控制 12

2.2.5 平辊轧机的控制 12

2.2.6 平辊轧机的速度控制 13

2.2.7 平辊轧机的压下控制 13

2.2.8 平辊、立辊微张力控制 15

2.3 立辊AWC控制 15

2.3.1 功能概述 15

2.3.2 头尾宽度补偿模型 15

2.3.3 SSC投入条件 16

2.3.4 SSC启动与停止时序 16

2.3.5 AWC自动宽度控制 17

3 热卷箱基础自动化系统 19

3.1 热卷箱研究现状 19

3.2 热卷箱的特点 20

3.3 热卷箱设备 21

3.4 成型系统 22

3.5 开卷系统 23

3.6 移送系统 23

3.7 夹送系统 23

3.8 硬件配置 23

3.9 热卷箱控制功能分配 25

3.10 速度控制 25

3.11 位置控制 25

3.12 时序控制 26

3.13 热卷箱控制原则 26

3.14 程序结构 27

4 精轧区基础自动化系统 30

4.1 精轧压下主令PLC系统 30

4.2 系统控制功能 31

4.2.1 飞剪控制 31

4.2.2 飞剪点动 31

4.2.3 手动剪切 31

4.2.4 自动剪切 31

4.2.5 自动切头 32

4.2.6 自动切尾 32

4.3 精轧主令控制 33

4.3.1 秒流量方程 33

4.3.2 轧机主速度设定 34

4.3.3 轧机主速度调节 35

4.4 精轧区活套控制 35

4.4.1 活套的控制要求 35

4.4.2 活套起落逻辑控制 36

4.4.3 活套套量自适应预报 36

4.4.4 活套高度控制 37

4.4.5 活套力矩控制 39

4.4.6 活套高度-张力解耦控制 40

4.5 精轧HGC控制 41

4.5.1 测量数据处理 42

4.5.2 HGC控制器 43

4.5.3 HGC可选控制模式 43

4.5.4 HGC伺服阀控制 44

4.5.5 HGC基准生成 45

4.5.6 HGC安全功能 46

4.6 精轧AGC控制 47

4.6.1 AGC补偿控制 48

4.6.2 前馈AGC控制 51

4.6.3 GM-AGC控制 52

4.6.4 监控AGC控制 53

4.6.5 新型监控AGC算法 53

4.6.6 厚度规格变增益 54

4.6.7 自动扇形控制 54

4.6.8 调节量输出限幅 54

4.6.9 与GM-AGC的相关性 55

5 卷取区基础自动化系统 56

5.1 卷取区PLC系统 56

5.2 卷取机基础自动化系统的控制功能 56

5.2.1 自动位置控制（APC）原理 57

5.2.2 侧导板控制 58

5.2.3 夹送辊控制 60

5.2.4 活门控制 62

5.2.5 卷筒控制 62

5.2.6 助卷辊控制 63

5.2.7 主令速度设定 67

5.2.8 卷取机张力控制 68

5.2.9 头部跟踪计算 71

5.2.10 带钢尾部定位 72

5.2.11 卷钢的安全卷取条件 73

5.2.12 地下卷取机的移离控制 73

5.2.13 运卷小车控制 74

6 过程控制系统应用平台 75

6.1 系统的可靠性与稳定性 75

6.2 系统功能 75

6.3 通用性和易扩展性设计 76

6.4 RAS架构设计 77

6.5 RAS进程线程设计 77

6.5.1 进程线程结构 77

6.5.2 进程线程通讯 81

6.5.3 RAS组件模块设计 82

6.6 系统功能实现 83

6.6.1 网络通讯 83

6.6.2 数据采集和数据管理 85

6.6.3 带钢跟踪 86

6.6.4 系统运行与维护设计 86

6.6.5 时间同步 88

6.7 现场应用 89

7 粗轧过程自动化 91

7.1 粗轧过程机功能概述 91

7.2 过程控制系统架构 91

7.3 粗轧过程机设定控制功能 93

7.4 粗轧设定计算 93

7.4.1 输入处理 93

7.4.2 轧制规程的计算 94

7.4.3 设定值的计算 94

7.5 粗轧自学习 94

7.6 粗轧过程机数据流 95

7.7 PDI数据 95

7.8 粗轧区实测数据 96

7.9 粗轧区人工干预数据 96

7.10 层别表数据 96

7.11 压下规程分配和模型说明 97

7.11.1 负荷分配算法 97

7.11.2 轧制力模型 97

7.11.3 宽展模型 98

7.11.4 温度模型 99

7.11.5 轧制力自学习 103

7.11.6 宽度自学习 103

7.11.7 温度自学习 104

8 精轧过程自动化控制功能 105

8.1 精轧过程机功能构成 105

8.2 精轧过程控制系统触发时序 105

8.3 精轧过程控制系统数据流图 106

8.4 精轧模型设定计算 107

8.5 模型数据预处理 107

8.5.1 输入数据 107

8.5.2 数据有效性检验 108

8.5.3 初始值的计算 108

8.5.4 确保精轧入口温度 110

8.5.5 确定负荷分配 111

8.5.6 轧制方式的计算 111

8.6 运行时间的计算 112

8.7 温度的计算 114

8.8 设备负荷的计算 115

8.9 辊缝计算 115

8.10 极限校核 116

8.11 设定值的下发 116

8.12 精轧设定物理模型 117

8.12.1 温度模型 117

8.12.2 轧制负荷模型 121

8.12.3 轧制速度模型 126

8.12.4 辊缝模型 127

8.12.5 精轧模型自学习计算 127

结语 133

参考文献 135