φ360mm／φ920mmX1850mm四辊不可逆铝带冷精轧机电气控制系统

第４２卷第３期　有色金属加工　Ｖｏ１．４２　ＮＯ．３　２０１３年６月　ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ　ＭＥＴＡＬＳ　ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ　Ｊｕｎｅ　２０１３　３６Ｏｍ　９２ＯｍｍＸ１　８５Ｏｍｍ四辊不可逆　铝带冷精轧机电气控制系统　黎　泳　（广东星湖新材料有限公司，广东肇庆５２６０６０）　摘　要：：本文介绍中３６Ｏｍｍ／∞２ｏｍｍＸ１８５Ｏｍｍ四辊不可逆铝带冷精轧机电气控制系统的原理及系统组成。　关键词：冷精轧机；通讯；控制；功能　中图分类号：ＴＧ３３４．９　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—６７９５（２０１３）０３—００５６一Ｏ３　随着我国经济的高速发展，近二十年来，铝加工　卷取机卷轴上。　企业从小到大，从弱到强，将我国铝板带的生产推向　（９）卸套简装置由底部轨座、下层纵向滑动架、中　了一个新的水平。铝冷精轧机是铝板带的关键设备，　间轨座、上层横向滑动架、卸套筒托座等组成。　其控制系统的配置决定了设备的装机水平，下面以　工作辊换辊装置由大车、中车、小车、轨道　￣３６０ｍｍ／ｑｂ９２０ｍｍＸ１８５０ｍｍ四辊不可逆铝带冷精轧　组成。　机组为例介绍电气控制系统的原理和系统组成。　运辊道为双列式。　ｌ　机组构成　２产品主要技术条件　机列主要设备：开卷机、人口装置、四辊不可逆精　（１）轧制材料：铝及铝合金１０００、３０００、８０００系列。　轧机、出口装置、卷取机、皮带助卷器、上卷车、卸卷　（２）来料规格：厚度（ｍａｘ）１．５　ｍｍ，带材宽度　车、上套筒装置、卸套筒装置、工作辊换辊装置。　８５０～１６８０　ｍｍ、带卷内径＋６０５　ｍｍ、带卷外径（ｍａｘ）　（１）开卷机传动由两台直流电机与减速箱联接。　＋２２００　ｎｌｍ、最大卷重１４０００　ｋｇ、　（２）人口装置包含刮板直头、夹送辊、展平辊、机架　（３）成品规格：最小成品厚度０．０８　ｍｍ。　装置、快剪等　（３）冷精轧机包含主传动装置、轧机机架、辊系、轧　３设备主要技术参数　制线调整装置、轧机排烟系统、集油槽及挡油门、压上　油缸等。　开卷张力１．０～５０　ｋＮ，卷取张力０．８～４０　ｋＮ，最　（４）出口装置由以下部分组成：防溅板、防滴拖盘、　高轧制速度１５００　ｍ／ｍｉｎ，速度精度４－０．５％额定速度　出口吹扫装置、偏导辊、熨平辊、设备机架等。　（动态），４－０．１％额定速度（稳态）。　●　●　（５）卷取机由两台直流电机驱动的传动装置、卷　轴、侧支撑组成。　４控制系统组成和控制方式　（６）助卷器为水平移动式，由底座、移动装置、托　辊，张紧装置、拖链及皮带组成。　控制系统Ｌ１为多层次的系统，由传动控制系统　（７）上卸卷车包含小车、轨道、拖链等。　（ＦＭ４５８和ＤＣＳ８００传动装置完成）、机列控制系统　（８）上套筒装置为水平滑动式，通过升降液压缸升　（ｓ７—４００ＰＬＣ和完全分布式子站完成）、厚度、板型控　降托举套筒，滑架液压缸轴向移动架体，将套筒上至　制系统、人机操作界面、工程师站、数据采集系统构　成。通过通讯接口模块、交换机连接起来构成一体。　收稿日期：２０１２—１１—２９　第一层现场级网络采用Ｐｒｏｆｉｂｕｓ—ＤＰ总线结构，主要　第３期　有色金属加工　５７　用于ＣＰＵ与传动控制系统之间、ＣＰＵ与机列分布式子　界面、ＡＧＣ、ＡＦＣ、数据采集系统、其它系统等的数据信　站之间的实时性、可靠性的信息和数据传递，完成现　息交换，完成轧机工艺数据上传、下传和轧机运行数　场信息的采集和实时控制。第二层为工业以太网总　据传递，故障信息传递及各个显示运行、报警画面、报　线结构，用于上级系统和ＰＬＣ之间、多ＰＬＣ之间、人机　表打印等。系统配置示意图如图１所示。　工程师站　数据采集系统　操作台控制泵站操作箱　主要传动模块（主机、开卷、卷取等）　图１　Ｌ，系统示意图　Ｆｉｇ．１　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｄｉａｇｒａｍ　ｏｆ　Ｌ１　ｓｙｓｔｅｍ　（１）系统说明　上分为主操作台、开卷操作台、工艺润滑操作柜、液压　机列控制采用ｓ７　４００完成轧机的辅助系统、机前　站操作箱、油雾（气）操作箱、阀台接线箱）、人机接口　机后、辅助操作等控制。ＦＭ４５８应用模块专用于ｓ７　ＨＭＩ、工程师站、数据采集计算机等组成。　—４００站中的高动态性能闭环控制，可以通过ＣＦＣ或　（３）系统软件组成　ＳＦＣ自由组态控制任务。传动控制采用ＦＭ４５８完成　应用软件是自动化控制系统的核心部分。冷轧　主机、卷取、偏导辊等的传动控制　对于现场的操作　传动控制软件是使用连续功能图（ＣＦＣ）编成的传动　站点，阀台，扩展的远程Ｉ／Ｏ采用了ＳＩＥＭＥＮＳ的　控制程序，包含传动装置的逻辑控制、速度控制、张力　ＥＴ２００系列模块。　控制、动态补偿控制、空载补偿控制、卷径计算等。　冷轧机主电机、开卷电机、卷取电机、偏导辊传动　冷轧机列控制软件是基于ＳＩＥＭＥＮＳ的ＳＴＥＰ　７编　控制系统采用直流调速控制。直流传动装置采用　成的应用程序。ＳＴＥＰ７是一个面向对象的强大的ＰＬＣ　ＡＢＢ公司ＤＣＳ８００系列传动模块；直流传动装置之间　编程工具。用户可以通过友好的图形接口进行操作，　主从控制采用ＤＣＳ８００系列专用的ＤＳＬ　ＬＩＮＫ进行通　编程语言可以使用语句表、梯形图或功能块图等多种　讯。直流传动装置实现对电机控制有速度控制、转矩　方式。　控制、电流控制、逻辑控制、保护控制、故障诊断等。　冷轧机列控制软件是根据冷轧工艺流程开发的　冷轧机换辊车、上卸卷小车采用ＡＣＳ５５０交流变　控制程序，包含了冷轧的顺序控制、液压介质系统控　频调速控制。通过交流变频控制能够实现电机的斜　制、辅助逻辑控制、信息传递等。　坡升速、降速，使小车能够准确定位。使设备能够平　ＨＭＩ上运行的软件是专门为人机对话开发的程　稳的运行，减少起动、停止时的冲击，并能根据实际情　序软件，它可以使操作人员及时准确地了解设备的运　况将设备调节到所需的速度运转。　行状况，并且根据生产需要对设备进行控制。包含内　（２）系统硬件组成　容有：轧机工作状态显示、传动控制、辅助操作、冷却　硬件由直流传动控制柜、ＰＬＣ控制柜、厚度、板型　液控制、参数设定、报警、帮助等。　控制柜、交流控制中心、外部控制柜、操作台／箱（操作　（４）系统的功能　有色金属加工　第４２卷　多种停车方式。正常停车，操作手发出正常停车　命令后，传动装置以一定的斜率从当前速度降为零　矩补偿。为保证加、减速期间和带材速度同步，在力　矩给定上增加动态力矩补偿。具有打滑报警功能。　根据偏导辊的速度和力矩，判断出偏导辊是否和带材　速。快速停车，是通过操作手手动操作快停按钮或者　由控制系统自动发出快停命令来实现的。当所有参　与轧制过程的传动装置接受到快停信号后，传动装置　以快停斜率快速的从当前速度降为零。开卷、卷取在　降速保持恒定张力。急停：是由操作手手动操作。当　不同步，并在人机界面中显示报警。　为了方便换辊，在换辊前需要将工作辊旋转到固　定的位置。当操作主轴定位时，主机会自动慢速旋转　到指定的位置，从而实现主轴准确定位。　根据上卷车上的定位编码器，计算出上卷小车的　位置，根据顺序控制程序实现自动上卷功能。　在上卷的过程中，根据安装在摆臂上的光电开　关，自动将料卷的中心线对准开卷卷筒的中心线。实　现高度自动对中。　传动装置接受到急停信号后，传动装置以最快的速度　从当前速度将为零，延迟一断时间后装置主开关分　闸。开卷、卷取快速停车。　主机传动电机采用典型的速度控制系统，具有典　型的ｓ曲线工作特性，使升、降速保持平滑过度。主　机速度控制具有辊径自动补偿功能。　主机传动的状态分为：穿带状态、升速状态、保持　根据安装在地沟两侧的对射光电开关，结合开卷　小车的编码器，自动计算出料卷的宽度中心位，实现　宽度对中功能。　根据卸卷车上的定位编码器，计算出卸卷小车的　位置，根据顺序控制程序实现自动卸卷功能。　状态、降速状态、停车状态。主机传动的加速度分为：　升速加速度、降速加速度、正常停车加速度、快速停车　加速度、急停加速度。　当操作主轴定位时，主机以爬行速度转动，从而　实现准确定位。　通过卷径测量传感器测量和程序计算，实现在轧　制过程中得到实时的卷径数据。卷径测量计算为卷　取的恒张力提供了基础。　开卷机、卷取机传动控制采用的速度方式和张力　控制方式：当电机点动、机列急停、断带保护时，工作　在速度方式；当电机投张后，工作在张力控制方式；开　卷机、卷取机传动为张力控制时，采用间接张力控制　当更换支撑辊或工作辊后，轧制线的高度将发生　变化，为了保证轧制高度保持一致，需要调整轧制线　高度。输入正确的工作辊、支撑辊辊径，设置目标轧　制线高度，按下自动运行按钮，轧制线高度能够自动　调整到目标高度。　具备断电记忆轧制线高度、辊径的功能。　５　结束语　该冷精轧机经过现场调试，各项性能指标均满足　了控制要求，生产线运行状况良好，系统稳定可靠。　参考文献　［１］ＡＢＢ　ＤＣＳ８００编程和调试手册　系统、最大力矩控制方式。为了补偿各种摩擦阻力对　张力的影响，在力矩给定上增加了空载力矩补偿。为　保证加、减速期间张力的恒定，在力矩给定上将增加　动态力矩补偿。通过测卷径装置使转矩跟随实际转　矩而变化，从而维持恒定的张力。　偏导辊在生产过程中要始终保持和带材速度同　步，避免造成带材表面的擦划伤。为了补偿各种摩擦　阻力对速度跟随的影响，在力矩给定上增加了空载力　［２］　ＡＢＢ　ＡＣＳ５００编程和调试手册　［３］ＳＩＥＭＥＮＳ可编程序控制器手册　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　１８５０ｍｍ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｓｔｒｉｐ　Ｎｏｎ—－ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ　Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　Ｒｏｌｌｉｎｇ　Ｍｉｌｌ　ＬＩ　Ｙｏｎｇ　（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｓｔａｒｌａｋｅ　Ｎｅｗ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｚｈａｏｑｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５２６０６０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　１８５０ｒａｍ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｓｔｒｉｐ　ｎｏｎ—　ｒｅｖｅｒｓｉｎｇ　ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　ｒｏｌｌｉｎｇ　ｍｉｌ１．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｄ　ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ　ｍｉｌｌ；ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ；ｃｏｎｔｒｏｌ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ