鞍钢股份冷轧厂1500平整机技术改造ppt课件

1、鞍钢股份冷轧厂鞍钢股份冷轧厂15001500平整机技术改造平整机技术改造系统概述系统概述装机程度及主要技术参数装机程度及主要技术参数二级机及二级机及HMIHMI系统系统 顺序控制及物料跟踪系统顺序控制及物料跟踪系统传动系统及主令斜坡功能传动系统及主令斜坡功能机架工艺控制系统机架工艺控制系统终了语终了语 工程背景：鞍钢股份冷轧厂工程背景：鞍钢股份冷轧厂1#线线1#平整平整机组始建于机组始建于1958年，为国内第一套冷轧年，为国内第一套冷轧平整机组。该机组全套引进原苏联设备。平整机组。该机组全套引进原苏联设备。主传动采用直流电动机驱动，传动控制主传动采用直流电动机驱动，传动控制系统采用发电系统采用

2、发电电动机组。压下系统采电动机组。压下系统采用电动压下。顺序控制全部采用继电器用电动压下。顺序控制全部采用继电器方式。经过近半个世纪的延续运转，该方式。经过近半个世纪的延续运转，该机组不论从能耗，控制精度及消费产品机组不论从能耗，控制精度及消费产品的质量上都无法满足企业开展的需求。的质量上都无法满足企业开展的需求。因此，股份公司决议对因此，股份公司决议对1#平整机组实行平整机组实行全面晋级改造。全面晋级改造。 系统概述：改造后的机组采用了大量国内领系统概述：改造后的机组采用了大量国内领先的先进技术，主要包括三级计算机控制系先的先进技术，主要包括三级计算机控制系统；全交流变频调速系统；传开工艺板

3、采用统；全交流变频调速系统；传开工艺板采用T400；顺序及主令控制采用；顺序及主令控制采用SIEMENS公司公司S7 416-3型型PLC系统；工艺及速度主令控制系统；工艺及速度主令控制采用采用FM458模块；利用出入口激光测速仪保模块；利用出入口激光测速仪保证带钢速度检测的精度，进而利用张力控制证带钢速度检测的精度，进而利用张力控制和液压辊缝控制来保证高精度的延伸率控制。和液压辊缝控制来保证高精度的延伸率控制。改造后1500平整机组鸟瞰图系统概述系统概述装机程度及主要技术参数装机程度及主要技术参数二级机及二级机及HMIHMI系统系统 顺序控制及物料跟踪系统顺序控制及物料跟踪系统传动系统及主令

4、斜坡功能传动系统及主令斜坡功能机架工艺控制系统机架工艺控制系统终了语终了语装机程度及特点：装机程度及特点：机组采用交流变频调速及主令自动化控制系统；液压压下辊缝、压力、延伸率自动控制及任务辊正、负弯辊系统控制；上卷、卸卷自动控制；开卷CPC自动对中；机组按轧制规程速度自动控制；机组自动控制系统具有与上级网三级网通讯功能；机组分切自动降速准停控制；支承辊轴承、任务辊轴承为油气光滑，平整机组具有湿平整工艺；任务辊快速换辊在线换辊；任务辊轴头准确定位； 机组自动加、减速与停车；HMI人机接口功能；下任务辊电机单独传动； 轧辊自动清扫；钢卷自动称重；自动穿带。机组主要技术参数机组主要技术参数: 最大轧

5、制压力 最大轧制力矩最大轧制速度开卷张力卷取张力工作辊正/负弯辊力（单辊单侧）一般液压传动系统压力压下平衡弯辊系统压力12000 kN20 kNm1350 m/min6100 kN 8150 kN450/350 kN14 MPa25 MPa系统概述系统概述装机程度及主要技术参数装机程度及主要技术参数二级机及二级机及HMIHMI系统系统 顺序控制及物料跟踪系统顺序控制及物料跟踪系统传动系统及主令斜坡功能传动系统及主令斜坡功能机架工艺控制系统机架工艺控制系统终了语终了语 人机接口系统HMI作为根底自动化系统重要组成部分，用于控制系统的各种数据的设定、显示、缺点报警，以及相应的工艺操作和设备的在线调

6、试及维护等，发扬越来越重要的作用。二级效力器担任接受三级下发的消费方案然后再下发给一级PLC，自动生成并下发机组运转所需求的各种参数值，实时采集现场消费数据，在生成终了时自动生成废品数据，还可以自动记录机组停机时间、停机缘由，记录机组回绝卷信息、换辊信息并把这些数据发送到三级计算机。 硬件配置硬件配置 冷轧冷轧1#线线1#平整机组的工艺布置设有平整机组的工艺布置设有一个主电室和一个操作室。根据自动化网络一个主电室和一个操作室。根据自动化网络构造要求，在构造要求，在PLC主电室设置了主电室设置了3COM 24口口中心交换机一台，二级效力器一台，中心交换机一台，二级效力器一台，WinCC效力器一台

7、，工程师站两台，效力器一台，工程师站两台，PLC编程器一编程器一台，台，PDA电脑一台，电脑一台，HP 1020网络打印机网络打印机带带1块块10/100M自顺应以太网卡一台。在自顺应以太网卡一台。在操作室设有两台操作室设有两台WinCC操作站，一台二级操操作站，一台二级操作站以及一台作站以及一台3COM 24口中心交换机。口中心交换机。HMI监控系统的中心交换机是监控系统的中心交换机是SPM机组根底自动机组根底自动化化L1数据交换的中心。操作室两台数据交换的中心。操作室两台WinCC操作站，用于监视和控制整个机组运操作站，用于监视和控制整个机组运转情况及设备运转情况。操作室一台二级操转情况及

8、设备运转情况。操作室一台二级操作站，用于下发消费方案，查询辊信息、废作站，用于下发消费方案，查询辊信息、废品数据，停机时间等机组信息。品数据，停机时间等机组信息。1500平整机通讯系统网络图 SPM机组的根底自动化网络系统按568B的规范，将2个S7-400 PLC控制器和1个S7-300F急停PLC控制器连到3COM中心交换机的PLC网段。工程师站、便携编程器和HP网络打印机也都按568B的规范连到操作台上PC机网段的边缘交换机上。PLC控制器与WinCC Server之间采用SIMATIC工业以太网ISO协议通讯，WinCC Server与WinCC Client之间采用TCP/IP协议通

9、讯。 软件配置软件配置 HMI监控系统采用监控系统采用WinCC V6.0版本编程。版本编程。HMI效力器和操作站都是采用中文效力器和操作站都是采用中文Windows 2000操作系统，具有开放的编程环境。操作系统，具有开放的编程环境。WinCC V6.0中中SQL 2000 数据库运转于效力数据库运转于效力器上，存储在实时数据库中的数据，可以经器上，存储在实时数据库中的数据，可以经过多台过多台HMI Client实现数据实时交换。作为实现数据实时交换。作为Client/Server构造，构造，HMI上监控的数据全部上监控的数据全部经过效力器提交查询、修正等指令，经过光经过效力器提交查询、修正

10、等指令，经过光纤以太网再传送至纤以太网再传送至PLC，完成对现场设备的，完成对现场设备的在线监控与操作。在线监控与操作。 二级效力器采用Windows2019操作系统，具有开放的编程环境。数据库系统安装的是ORACLE9i，编程环境为VB6.0，二级主程序经过VB中的Winsock控件与PLC通讯，经过TCP/IP与三级计算机通讯。HMI轧机形状预览图系统概述系统概述装机程度及主要技术参数装机程度及主要技术参数二级机及二级机及HMIHMI系统系统 顺序控制及物料跟踪系统顺序控制及物料跟踪系统传动系统及主令斜坡功能传动系统及主令斜坡功能机架工艺控制系统机架工艺控制系统终了语终了语 顺序控制及物料

11、跟踪系统由顺序控制PLC柜中CPU1来实现。该CPU采用S7 416-3型CPU。经过内部全局变量同CPU2三站控制进展数据交换。利用以太网同工艺控制PLC中DAMA数据管理CPU进展数据交换。1500平整机入口设备入口步进梁自动运转钢卷宽度、直径自动丈量上料小车自动上料带头预处置安装开卷机压辊、开卷机涨缩径入口1#、2#穿带导板导向辊压辊入口防跳辊、防皱辊任务辊及支持辊锁紧安装接轴锁紧安装上下斜楔调整安装及上下斜楔锁紧安装支持辊平衡安装任务辊轨道升降安装出口防跳辊、防缠导板出口吹风系统出口分切剪出口导板 1500平整机机架设备1500平整机出口设备出口导向辊压辊卷取机穿带板卷取机压辊卷取机涨

12、缩径卷取机助卷器安装出口卸料小车自动卸料出口步进梁自动运转出口钢卷自动称重快速在线换辊安装 上述这些设备均包含手动和自动操作方式。其中出、入口步进梁、上料小车，卸料小车，快速换辊安装等设备由顺序控制PLC进展手动和自动控制，其它相关设备参与这些自动控制。而其它机组上的设备如穿带板和各种压辊等安装由顺序控制PLC进展方式转换控制，自动时动作命令由主令PLC发出，手动命令由顺序控制PLC处置。物料跟踪系统是保证消费顺利进展的根底。它包括入口及出口两部分跟踪控制。首先，当一卷原料被吊车吊运到入口步进梁上后，由操作人员对该钢卷进展确认。经过HMI画面向二级机恳求该卷原料数据。二级机查询数据库，假设该钢

13、卷数据存在，那么将该卷原料数据下发到PLC中专门的数据存储区。假设没有该卷原料数据，那么在HMI画面显示提示信息，此原料不能消费。当原料卷被入口步进梁运至5#位时，自动对该卷进展直径丈量，将丈量值同原料的原始值进展比较，假设误差小于30mm，那么用丈量值覆盖原始值，作为该卷的实践卷径。假设误差大于50mm，将产生报警信号，切断自动程序，由操作人员确认后，重新启动自动程序。 入口钢卷跟踪HMI画面 当钢卷被运到6#位置时，上料小车开场接卷，进展自动上料。当小车托起钢卷后，钢卷的数据被跟踪到小车上。小车到达升降位置以后，按照钢卷的直径，将钢卷的内径同开卷机的卷筒中心线重合，然后小车继续向开卷机方向

14、挪动，将钢卷套在开卷机的卷筒之上。此时钢卷的数据还在上料小车上。当开卷机涨径，小车下降后，钢卷数据自动跟踪到开卷机上。同时生成恳求信号，向二级机恳求该卷的平整工艺参数，包括开卷机张力，卷取机张力，延伸率设定值，轧制力，弯辊力，倾斜值，最高速度等参数。根底自动化控制系统将按照这些设定值进展消费。 二级设定值HMI画面系统概述系统概述装机程度及主要技术参数装机程度及主要技术参数二级机及二级机及HMIHMI系统系统 顺序控制及物料跟踪系统顺序控制及物料跟踪系统传动系统及主令斜坡功能传动系统及主令斜坡功能机架工艺控制系统机架工艺控制系统终了语终了语 电气传动是平整机的主要驱动动力，SPM1500采用西

15、门子成熟的驱动产品6SE70系列变频安装，并在变频安装中添加了工艺板T400，工艺板T400在传动中完成与传动相关的自动化功能，如摩擦和转动惯量的记录，卷径计算和开环张力控制等。1500平整机主传动配置图 MRG功能分类：电气传动的速度方式包括穿带，运转，坚持，抛尾，停车和快停方式，MCOR也接纳来自E-stop的反响信号来协调传动和速度方式的信号。在速度方式中，快停方式的优先级是最高的，它可以中断其他任何速度方式。操作人员的触发、电气传动的形状以及其他自动化功能都可以引起快停方式的激活，在快停方式时，主令斜坡将速度设定值设置为零，按照快停加速度停车，防止断带的发生。在速度为零时，切断张力。其

16、他速度方式的优先级从大到小的顺序是停车方式、穿带、抛尾、坚持、运转。 定位功能主要完成对带头和带尾的位置控制，主要运用于自动穿带，自动抛尾和带尾定位等功能，目的在于提高消费率和成材率，减轻操作人员的任务强度。 MRG计算线上一切传动的速度和加速度设定值。根据不同的速度方式如穿带、运转、坚持、停顿和快停，设定不同的速度设定值。一切的加速度经过圆角进展处置。 MCORmaster ramp coordinator完成MRGmaster ramp generator的协调功能，它担任根本传动和主令斜坡的内部联锁和顺序控制以及定位功能和带钢自动减速停车等功能，主要包括线速度方式，点动功能和张力功能等

17、系统概述系统概述装机程度及主要技术参数装机程度及主要技术参数二级机及二级机及HMIHMI系统系统 顺序控制及物料跟踪系统顺序控制及物料跟踪系统传动系统及主令斜坡功能传动系统及主令斜坡功能机架工艺控制系统机架工艺控制系统终了语终了语 SCstand coordinate机架控制，1500平整机组包括HGC、BEND、AEC三个部分。硬件功能主要经过FM458中实现闭环控制，还有一部分在S7中进展逻辑判别。HGC原理图 HGChydraulic gap control的中心部分是轧制力控制方式和位置控制方式，在位置控制方式中经过安装在液压缸底部的位置传感器线型码盘来检测液压缸的挪动范围，进展闭环控

18、制，而在轧制力方式中是经过安装在主压下缸上的压力传感器来进展轧制力的丈量和计算，从而实现轧制力的闭环的。辊缝控制图 弯辊控制BEND：1500平整机组运用的是无死区的弯辊控制，弯辊力的计算是内侧弯辊值加上外侧弯辊值的和值。弯辊力的检测手段运用的是压力传感器检测。弯辊控制主要起到调理板型的作用，当正弯时弯辊缸伸出，抵消任务辊两边的轧制力，使钢板中间厚度变薄，两边的厚度添加。当负弯时弯辊缸缩回，添加两边任务辊两边的轧制力，使钢板两边变薄，中间的厚度添加。经过此方式来改善平后板型。 延伸率控制AEC：AECAutomatic Elongation Control延伸率控制，是平整机组的一项重要控制目的。延伸率控制在平整机组包括轧制力控