高速线材电控系统改造及活套控制系统研究

论文摘要

随着社会发展与科学技术的进步,线材轧机正朝着高速、连续、无扭、单线、组合传动、机械化、自动化方向不断迈进。用户对钢铁产品质量、品种、性能的要求越来越高。这就为轧制过程控制提出了新的挑战。改革开放以来,我国线材生产总量连续数年居世界首位,然而我国高速线材轧机所占的比重却很小,大部分生产线仍处于落后的轧制生产状态,生产效率低下。进行线材自动化控制系统改造迫在眉睫。热连轧活套控制系统是一个多变量、强耦合系统,采用传统的高度和张力控制方式已无法满足轧制性能的要求,利用先进的计算机技术完善活套控制系统,提高对线材生产过程的监视、操作、自动化控制水平,从而提高线材的生产效率和产品质量,具有十分重要的意义。本文正是从我国目前高速线材电控系统发展的实际情况出发,做了以下工作：首先,本文就高速线材的电气控制系统、高速线材的生产工艺、性能指标要求以及高速线材活套控制系统的国内外发展现状作了简要介绍。其次,通过对世界各大著名PLC生产厂家的自动化产品进行易用性、先进性和运行速度的分析比较,并结合通钢现有的技术、设备条件,提出了高速线材电气控制系统的改造方案并加以实现。再次,针对通钢高线电气控制系统的重要技术难点——活套控制的相关理论进行了详细的分析,主要包括,活套控制的基本思想、基本工作原理、活套的测量以及活套控制方式等,并推导出活套系统基本方程和连轧张力公式。最后,本文对高速线材生产线电控系统的关键技术环节——活套控制系统进行了深入研究。包括起、落套控制；活套的高度控制；活套的张力控制以及活套的事故保护控制等。并着重对当前高速线材活套控制的主流产品——西门子公司的活套调整控制器T400的工作原理进行了深入的分析,将其成功应用于通钢高线的活套控制系统改造。目前,调试工作已经完成,设备运行平稳,较好的实现了设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文研究的背景
• 1.2 高速线材的发展概况
• 1.3 高速线材活套控制系统的国内外发展现状
• 1.4 高速线材电气及活套控制简介
• 1.5 本文研究的目的和意义
• 1.6 本文所做的主要工作
• 第二章 高线生产电气控制系统改造及实现
• 2.1 高速线材生产线主要工艺过程
• 2.2 高速线材生产线的主要设备组成和重要指标参数
• 2.2.1 轧线电机主要技术参数
• 2.2.2 各生产区域主要设备及操作、控制要求
• 2.3 电气控制系统改造方案设计
• 2.3.1 原有电控系统简介
• 2.3.2 电控系统更新改造的必要性
• 2.3.3 电控系统改造的基本设计
• 2.4 电气控制系统的技术实现
• 2.4.1 工业以太网（H1）在电气控制系统中的应用
• 2.4.2 Wincc监控系统实现
• 2.4.3 操作站及工程师站硬件及软件配置
• 2.4.4 电气控制系统实现的主要功能
• 2.5 本章小结
• 第三章 高速线材活套控制系统分析
• 3.1 活套控制系统在整个轧线控制系统中的地位和作用
• 3.2 活套控制的基本思想
• 3.3 活套控制的基本工作原理
• 3.4 活套装置的发展
• 3.5 活套的测量
• 3.5.1 活套扫描器
• 3.5.2 活套系统基本方程
• 3.6 R因子的定义和级联控制方向
• 3.7 活套控制的主要方式
• 3.8 本章小结
• 第四章 高速线材活套控制系统改造及实现
• 4.1 活套调整控制器T400
• 4.1.1 T400功能简介
• 4.1.2 接口与连接
• 4.1.3 T400工艺板在活套控制中应用
• 4.2 活套的数字化自动调节
• 4.2.1 活套控制系统的组成
• 4.2.2 活套的主设定控制方式
• 4.2.3 活套控制中的级联调节
• 4.2.4 活套控制过程的分析
• 4.2.5 活套的事故保护控制
• 4.2.6 起套棍的起、落套控制
• 4.2.7 活套的位置控制
• 4.3 活套控制系统的通讯实现
• 4.3.1 S7-400与T400板的通讯
• 4.3.2 T400板与CUVC板之间的通讯
• 4.4 活套及检测部分模块接线
• 4.5 本章小结
• 第五章 结语
• 参考文献
• 致谢