冷轧酸洗机组自动化控制系统的研究

摘 要：目前冷轧酸洗机组大都采用采用PLC控制，本文先简单介绍了控制系统的硬件组成，然后从入口段控制、带钢张力控制、带钢速度控制、带钢跟踪控制、工艺段和出口段控制等几个方面，系统的研究了酸洗机组自动化控制系统基础自动化级的主要功能。

关键词：冷轧；酸洗基组；自动化控制

1 前言

2 控制系统硬件组成

我们公司采用德国西门子公司生产的全线PLC系统和传动系统作为改造后的控制系统。控制系统的主要硬件为十二套西门子T400和s7-400 PLC，不改变以前用于机组控制的十套PLC的数目，另外添加了两套PLC来实现设定值分配和物料跟踪的作用。利用PLC代替以前的分立控制方式来完成工艺段仪表控制的PID调节，从而使精度和控制稳定性得到改善。传动系统改造后的组成成分是四十一套西门子6RA70系列全数字直流传动装置，监测电机转速实际值的器件由脉冲编码器代替原来的测速发电机，改造后传动系统的精度和控制功能也比改造前提高了很多，其中高达0.1%的单机控制精度，而单台直流调速系统的组成主是：主回路开关、继电器、接触器、输入输出电抗器、6RA70系列直流数字调速装置等。

3 自动化系统控制方法

3.1 入口段控制

（2）顺序控制酸洗入口：包括钢卷自预开卷位至开卷机、带头自动穿带至等待位和导板、带头自动剪切、带尾自动剪切、带尾自动甩尾到焊机、带钢焊接

（3）控制入口活套：依照入口出口速度和加速度给空套位置和最大套量位置设定预估计值。由于焊接造成酸洗入口段停车，则带钢由入口活套运输到工艺段。若设定位置大于入口活套套量，开启入口段爬行速度并按动运行按钮而非保持按钮，入口段便开始加快速度而且运行速度等于工艺段速度与加速度的和。如果入口活套到达了设定套量位置，便会与工艺段有相同的速度。

3.2 带钢张力控制

（1）控制额定或操作张力：为确保带钢绷紧和运送顺利，需要在入口段设定足够的带钢张力来，并通过HMI将张力预设定值传输到开卷机传动系统。为确保带钢的正常运行，工艺段带钢张力的控制应该在过程计算机中依照带钢材质、板型和横断面由操作工利用HMI或者独立数据表格来设置拉矫机张力和弯曲辊、矫直辊的压入深度值，而由过程计算机来设置其他的仅取决于带钢材质和横断面的张力值，张力辊和活套传动系统的控制则由带钢跟踪系统与设定输出结合起来完成。

（2）控制穿带张力：通常在带钢进入和穿出时以额定张力30%的小张力操作，从而带钢基本绷紧，可以手动或自动输入带钢进入张力值。

（3）控制临时停车张力：控制系统在机组临时停车延时后自动给出临时停车张力，其张力值大约为额定张力的30%（与带钢进入张力值相似），务必依照带钢张力自动功能投入临时停车张力且在传动系统稳定的时候执行。

3.3 控制带钢速度

（1）设定酸洗入口段速度：联动启车机组和带钢焊接完成之前，开卷机和处理器的穿带速度（最大60m/min）选择，以及NO.1纠偏辊压辊、NO.1张力辊和压辊速度选择，这两种速度选择被设定控制且能够同时以不同的带钢速度运行。完成带钢焊接且联机启动机组后，只可以运行相同的带钢速度，并以NO.1张力辊速度作为入口段正常运行的基准速度。

（2）设定酸洗工艺段速度：传动转向辊、拉矫机及NO.4纠偏辊压辊为同一速度基准，而整个酸洗机组和工艺段在正常运行的速度基准是拉矫机的NO.3张力辊速度。

（3）设置酸洗出口段速度：机组中具有相同速度基准的是圆盘剪段NO.4张力辊和碎边剪，同时出口段正常运行的速度基准是NO.4张力辊速度。

3.4 带钢跟踪控制

（1）控制活套：监视和控制活套位置，依照出入口带钢速度及加速度算出活套位置的预定值，然后除以带钢股数得到实际位置值，从而实现带钢定位功能。

（2）跟踪焊缝：焊缝跟踪依次到月牙剪位置、圆盘剪位置、轧机入口。

（3）跟踪钢卷：处理带钢钢卷号、宽度、厚度、延伸率等数据。

3.5 控制工艺段和出口段

（2）控制圆盘剪段：为了让碎边剪有微量的牵引速度，机组速度要比预设的碎边剪速度略小一点，也就是基本设定值与偏移量的和。

4 结语

自从在冷轧酸洗机组中应用本文所介绍的自动化控制系统之后，机组性能在带钢的张力、速度控制，入口段带钢的自动定位，和活套的位置控制中都很稳定，很适合生产工艺指标和操作要求。因此，此控制系统的设计研究经实践证明是很成功的。