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一种冷连轧电气控制系统技术方案

技术编号:18065513 阅读:4 留言:0更新日期:2018-05-30 21:34
一种冷连轧电气控制系统,可用于大压下率、全连续、高产量、低成本、低投入的五机架六辊冷连轧机组,系统具有较高的可靠性,控制精度达到国内先进水平。该系统的成功对我国冷连轧机组电气控制系统降低建设投资费用,推动技术升级,提高冷轧领域的自主创新程度具有重要的现实意义。

【技术实现步骤摘要】
一种冷连轧电气控制系统
本专利技术涉及一种冷连轧电气控制系统,适用于机械领域。
技术介绍
与单机架相比,连轧机其有生产率高、产品质量容易控制和容易实现机械化与自动化等优点,得到愈来愈广泛的应用。在连轧过程中,整个机组的机械、电气设备特性参数和工艺参数之间存在着相互联系、影响和制约的关系,从而使其特性非常复杂。自2003年以来,我国新建了不少冷轧板带生产线,到2011年底,国内的连轧机组已达到数十套,但五机架连轧机控制系统基本上被国外大型电气公司所垄断。
技术实现思路
本专利技术提出了一种冷连轧电气控制系统,可用于大压下率、全连续、高产量、低成本、低投入的五机架六辊冷连轧机组,系统具有较高的可靠性,控制精度达到国内先进水平。本专利技术所采用的技术方案是:所述电气控制系统主要由供配电、传动、基础自动化和仪表以及过程自动化系统构成。所述电气控制系统的轧机主传动采用中压调速系统,使用三电平矢量控制技术以实现速度控制、电压控制、电流控制、转矩控制、惯性补偿、紧急停车控制、故障诊断和报警显示、电机保护及与上级自动化系统的通讯等功能。所述过程自动化系统由2台服务器和2台工程师站组成,实现数据收集、模型计算、轧制规程和设定值计算功能,系统结合生产工艺构建模型,采用神经网络等高级算法进行计算。所述基础自动化系统设置了6个TDC机架,1个PLC机架,1个S7-300E机架及多套ET200M站,基础自动化系统控制软件实现先进秒流量控制、高精度板形控制以及实时的诊断功能,具有控制精度高、系统响应快、配置灵活等特点。本专利技术的有益效果是:该系统的成功对我国冷连轧机组电气控制系统降低建设投资费用,推动技术升级,提高冷轧领域的自主创新程度具有重要的现实意义。附图说明图1是本专利技术的秒流量AGC控制原理图。图2是本专利技术的机架间张力控制策略图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1,五机架冷连轧电气控制系统主要由供配电、传动、基础自动化和仪表以及过程自动化系统构成。供配电系统充分考虑连轧机组负荷分配和可靠性,具有先进的综合自动化保护系统,根据实际需要决定是否配置补偿和滤波装置。传动全部采用交流电机,调速装置采用数字式交流变频器。辅传动系统主要对一些小功率的异步电机进行控制,例如对开卷机、张力辊以及一些小传动辊的控制。采用“PWM型交直交变频十鼠笼异步电机”调速系统,变频装置选用SIEMENS公司最新推出的SinamicsSI20系列矢量变频调速装置,具有控制精度高、运行可靠,采用模块化结构,易于维护等优点。根据生产线的特点,采用公共直流母线的多电机接线方案。轧机主传动采用中压调速系统,使用三电平矢量控制技术以实现速度控制、电压控制、电流控制、转矩控制、惯性补偿、紧急停车控制、故障诊断和报警显示、电机保护及与上级自动化系统的通讯等功能。在选用基础自动化系统的电控装备时,更多地考虑装备的先进性、可靠性、可扩展性和将来操作维护的方便性。系统选用西门子最先进的64位控制器TDC为轧机工艺控制器,其他控制器均为西门子高性能的PLC57-400,在考虑安全性时选用了SIEMENS公司的PLC57-300E故障安全系统,提高了整个机组的安全级别。基础自动化系统设置了6个TDC机架,1个PLC机架,1个57-300E机架及多套ET200M站。基础自动化系统控制软件实现先进秒流量控制、高精度板形控制以及实时的诊断功能,具有控制精度高、系统响应快、配置灵活等特点。整个机组基础自动化和仪表系统的各控制元器件均集成在以TDC及S7-400系统为核心的自动化系统中,通过Ethernet及Profibus-DP网络将各变频调速装置、远程IO站及成套机械设备控制系统联成一体,通过HMI及工程师站可以显示及操作基础自动化系统中的每一个设备,这种高集成使基础白动化系统性价比更加优越。HMI由2台HMI服务器(一用一备)和多台HMI客户机组成。采用标准化的软件结构,从而保证了系统有更好的协调性、画面显示更标准、信息报警系统更完善及操作维护更方便(在高集成网络系统基础上)等特点。过程自动化系统由2台服务器和2台工程师站组成,实现数据收集、模型计算、轧制规程和设定值计算功能。系统结合生产工艺构建模型,采用神经网络等高级算法进行计算。带钢质量最重要的指标之一是获得厚度精度,带钢厚度偏差来自于两个方面:一为冷轧前道工序来料的产品本身偏差,另一为冷轧自身产生的偏差。为达到厚度控制要求,冷连轧自动厚度控制功能由粗调AGC和精调AGC组成。粗调AGC由前面机架实现,设置了第1机架的反馈AGC控制、前馈AGC控制,秒流量AGC控制、第2机架的前馈AGC控制。流量AGC就是根据轧制带钢质量不变原理,测量并控制出口带钢厚度。根据带钢的入口厚度、入口速度和出口速度计算出口厚度偏差进行控制,由于速度信号和厚度信号的测量精度都能达到很高的要求,而且入口侧厚度偏差可以精确测量,并且能准确得计算出达到机架辊缝咬合处的时间,所以流量AGC可以达到很高的控制精度。如图2,张力是冷连轧轧制过程重要的状态变量,可防止轧件跑偏、使带钢板形平直、降低金属的变形扰动和变形功。实际张力是通过测量辊两侧安装的张力计来检测的,当带钢通过测量辊时将产生径向力,然后利用平衡原理即可计算出具体数值。机架间的张力控制可通过调节后一机架的液压压下位置(或轧制力)来完成,也可通过调节后一机架的主电机速度来调节。在控制系统中张力控制器采用传统的PI控制器。开(卷)取机的张力控制由转矩控制方式来实现,使开(卷)取机以恒张力的开(卷)取特性工作,并具有卷径计算、磁通补偿、惯性补偿、摩擦损耗补偿、断带保护等功能。本文档来自技高网...
一种冷连轧电气控制系统

【技术保护点】
一种冷连轧电气控制系统,其特征是:所述电气控制系统主要由供配电、传动、基础自动化和仪表以及过程自动化系统构成。

【技术特征摘要】
1.一种冷连轧电气控制系统,其特征是:所述电气控制系统主要由供配电、传动、基础自动化和仪表以及过程自动化系统构成。2.根据权利要求1所述的一种冷连轧电气控制系统,其特征是:所述电气控制系统的轧机主传动采用中压调速系统,使用三电平矢量控制技术以实现速度控制、电压控制、电流控制、转矩控制、惯性补偿、紧急停车控制、故障诊断和报警显示、电机保护及与上级自动化系统的通讯等功能。3.根据权利要求1所述的一种冷连轧电气控制系统,其特征是:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:马驰
申请(专利权)人:马驰
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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