中厚板軋機(jī)過程控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用研究.pdf

1、本文依托于國家經(jīng)貿(mào)委“十五”國家重大技術(shù)裝備研制項目“首鋼3500mm中厚板軋機(jī)核心軋制技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備研制”，以首鋼3500mm中厚板軋機(jī)自動化控制系統(tǒng)改造項目為背景，以中厚板軋機(jī)過程控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用為研究對象，在過程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和功能實現(xiàn)方面開展研究工作，并將開發(fā)的過程控制系統(tǒng)成功應(yīng)用于現(xiàn)場，取得良好的效果。研究內(nèi)容和取得的主要進(jìn)展如下： (1)中厚板軋機(jī)過程控制系統(tǒng)硬件及軟件系統(tǒng)的架構(gòu)。參考國內(nèi)外中厚板軋機(jī)過程控制

2、系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)設(shè)計，并考慮當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢，過程控制系統(tǒng)硬件采用通用PC服務(wù)器；系統(tǒng)開發(fā)平臺和開發(fā)軟件采用通用Windows系列的系統(tǒng)和軟件。過程控制系統(tǒng)的開發(fā)采用多線程、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，以消息驅(qū)動機(jī)制建立模塊間聯(lián)系?，F(xiàn)場應(yīng)用證明這樣的系統(tǒng)平臺和軟件配置可以滿足過程控制系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行的要求，有其自身顯著的優(yōu)勢。在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下，方便了系統(tǒng)開發(fā)，降低了系統(tǒng)成本。該系統(tǒng)架構(gòu)具有很強(qiáng)的通用性和適應(yīng)性，可以應(yīng)用到其它類似的軋線

3、控制上。 (2)實現(xiàn)中厚板軋機(jī)過程控制系統(tǒng)的軋件跟蹤功能。將軋線根據(jù)控制和跟蹤的需要進(jìn)行邏輯分區(qū)劃分，設(shè)計合理的跟蹤數(shù)據(jù)流程和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義，利用跟蹤事件判斷得到相應(yīng)的跟蹤事件，對其進(jìn)行跟蹤事件處理，輔助以跟蹤修正功能，實現(xiàn)軋件跟蹤。在設(shè)計軋件跟蹤功能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義時，將跟蹤分區(qū)信息、在線軋件信息以及軋制序列信息三組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同時作為跟蹤指示器，通過多個跟蹤指示器的多次校驗保證跟蹤的準(zhǔn)確性。 (3)中厚板軋機(jī)設(shè)定計算功能的在

4、線實施。設(shè)計過程控制系統(tǒng)設(shè)定計算功能的數(shù)據(jù)流程和調(diào)用邏輯，以中厚板生產(chǎn)工藝過程為基礎(chǔ)，利用生產(chǎn)過程中的實測數(shù)據(jù)，對設(shè)定計算功能進(jìn)行多次調(diào)用，通過預(yù)設(shè)定計算、再設(shè)定計算、階段前修正計算、道次修正計算、自學(xué)習(xí)計算以及待溫時間修正計算，使設(shè)定計算功能獲得較好的效果。 (4)實現(xiàn)中厚板軋制過程的全自動軋鋼控制和軋制節(jié)奏控制。以過程控制系統(tǒng)為主導(dǎo)，在準(zhǔn)確軋件跟蹤的基礎(chǔ)上，進(jìn)行全自動軋鋼控制的邏輯判斷，獲得相應(yīng)的全自動軋鋼控制信息?；A(chǔ)自動

5、化根據(jù)控制信息，具體實現(xiàn)全自動軋鋼控制過程。為了描述中厚板軋機(jī)多坯交叉軋制過程的時間及位置情況，提出時位圖的概念，利用時位圖清晰表達(dá)出多塊軋件交叉軋制時在軋制線上的時間與空間的關(guān)系，為軋制節(jié)奏控制提供了依據(jù)。將時位圖用于軋制模式編排和軋件干涉的校驗，進(jìn)而對坯料的出爐時間進(jìn)行控制，實現(xiàn)軋制節(jié)奏優(yōu)化，提高軋機(jī)的生產(chǎn)率。 (5)在線實現(xiàn)中厚板軋機(jī)的平面形狀控制功能。在考慮全粘著條件前滑模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)楔形段軋制時間的理論計算公式，通過

6、離散化處理得到數(shù)值解，并應(yīng)用于現(xiàn)場。對數(shù)值模擬方法建立的平面形狀控制模型進(jìn)行簡化，給出平面形狀控制參數(shù)計算以及控制參數(shù)極限值檢查和修正過程。在線應(yīng)用平面形狀控制功能取得較好效果。 本套系統(tǒng)是首次由國內(nèi)依靠自己力量開發(fā)，基于PC服務(wù)器，具有完備的系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)通訊、軋件跟蹤、設(shè)定計算等功能的中厚板軋機(jī)過程控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)成功應(yīng)用于首鋼3500mm中厚板軋機(jī)，首次由國內(nèi)實現(xiàn)了中厚板軋機(jī)的全自動軋鋼控制和在線平面形狀控制功能。上述工作