曾國昌 韋日禎

（柳鋼冷軋板帶廠自動化室，廣西 柳州545002）

0 引言

酸洗機組自動化控制系統(tǒng)可使用標準的四級控制：3級為生產執(zhí)行控制級，2級為過程自動化控制級，1級為基礎自動化級，0級為現(xiàn)場級。系統(tǒng)包括數字傳動、傳感器儀表等，還包括一套單獨的HMI系統(tǒng)，以便生產人員使用?；A自動化級主要的控制功能為入口段控制、帶鋼跟蹤控制、帶鋼張力控制、帶鋼速度控制、工藝段及出口段控制，下面主要對基礎自動化級的控制功能進行研究。

1 入口段控制

設定值，為空套位置、設定套量位置、最大套量位置提供預設定值。當酸洗入口段因為焊接停車時，入口活套向工藝段輸送帶鋼，當入口活套套量比設定位置小時，啟動入口段爬行速度，然后按一次運行按鈕，不按保持按鈕，則入口段開始提速，此時入口段的運行速度為工藝段速度＋加速度值，當入口活套達到設定套量位置時，速度與工藝段速度同步。如果工藝段停車，那么當入口活套達到設定套量位置時，入口段會自動減速到爬行速度，操作工必須手動停止入口段運行，或者等到入口活套達到最大套量位置的時候，入口段自動停車。如果入口活套達到空套位置，工藝段自動停車。

（1）鋼卷運輸。從NO．1和NO．2鋼卷小車開始到入口活套的順序控制。

（2）酸洗入口的順序控制。包括帶頭自動到穿帶導板、鋼卷從預開卷位到開卷機、帶頭自動剪切、帶頭自動穿帶到等待位、帶頭從等待位自動穿帶到焊機、帶尾自動剪切、帶尾自動甩尾到焊機、帶鋼焊接、焊縫沖月牙。

（3）入口活套控制。根據入口、出口速度和加速度提供預

2 帶鋼跟蹤控制

（1）活套控制。監(jiān)視活套位置，不在活套控制操作方式下的機組速度也需要進行活套位置控制?；钐孜恢每刂朴袔т摱ㄎ还δ?，根據入口、出口帶鋼速度和加速度進行計算，實際活套位置應除以帶鋼股數（入口活套為4股）。根據入口、出口速度和加速度提供預設定值。

（2）焊縫跟蹤。跟蹤焊縫到月牙剪位置，跟蹤焊縫到圓盤剪位置，跟蹤焊縫到軋機入口。

（3）鋼卷跟蹤。如帶鋼厚度、寬度、鋼卷號、延伸率等數據的處理。

3 帶鋼張力控制

（1）額定或操作張力控制。在入口段應設定足夠的帶鋼張力以保證帶鋼繃緊及順利運送。張力預設定值通過HMI傳送給開卷機傳動系統(tǒng)。在工藝段帶鋼張力必須保證帶鋼正常運行，拉矯機的張力和彎曲輥、矯直輥的壓入深度值必須根據帶鋼橫斷面、材質及板型，在過程計算機中由單獨的數據表格或通過HMI由操作工來設定。其他張力值僅取決于帶鋼橫斷面和材質，其設定值將由過程計算機或通過HMI設定，設定輸出將結合帶鋼跟蹤系統(tǒng)去控制張力輥和活套傳動系統(tǒng)。

（2）穿帶張力控制。在帶鋼進入和穿出過程中，一般以較小的張力操作，大約是額定張力的30%，使用此張力值的目的是保證帶鋼基本繃緊。帶鋼進入張力值可手動輸入或自動輸入。

（3）臨時停車張力控制。臨時停車張力是當機組臨時停車時由控制系統(tǒng)延時后自動給定的。其張力值與帶鋼進入張力值一樣，大約是額定張力的30%。臨時停車張力必須根據帶鋼張力自動功能投入，并且傳動系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)下執(zhí)行，實際帶鋼張力可能會大于臨時停車張力設定值。

4 帶鋼速度控制

（1）酸洗入口段的速度設定。在帶鋼未完成焊接前，機組未聯(lián)動啟車時有兩個速度被設定控制：一是NO．1糾偏輥壓輥、NO．1張力輥及壓輥為一個速度選擇，二是開卷機和處理器為一個速度選擇（即穿帶速度，最大為60 m／min）。兩個速度選擇可以有不同的帶鋼速度同時運行。當帶鋼焊接完成，機組聯(lián)機啟動后，只能有同一個帶鋼速度運行，入口段正常運行速度是以NO．1張力輥速度為基準。

（2）酸洗工藝段的速度設定。傳動轉向輥、拉矯機及NO．4糾偏輥壓輥為同一速度設定。在正常運行時工藝段速度是以拉矯機的NO．3張力輥速度為基準，同時也是整個酸洗機組的速度基準。

（3）酸洗出口段的速度設定。圓盤剪段的碎邊剪、NO．4張力輥為同一速度基準。在正常運行時出口段速度是以NO．4張力輥速度為基準。

5 工藝段及出口段控制

（1）拉矯機控制。拉矯機的張力是通過拉矯機前后張力輥，即NO．2和NO．3張力輥之間的速度差來產生的，其中，NO．3張力輥關聯(lián)主傳動電機的主令速度。拉矯機有3種操作方式，而實際延伸率的測量和顯示與操作方式無關。1）延伸率功能不投入方式。在這種操作方式下，延伸率傳動的速度與變形程度一起進行預設定（設為0）。2）張力方式。在這種操作方式下，延伸率傳動的實際力矩將恒定。這意味著所得到的實際力矩將為設定力矩的鎖定值，以張力傳動方式實現(xiàn)負荷平衡控制來保持相應的規(guī)定力矩。在焊縫通過的情況下，給延伸率設定值增加一個附加值，用以消除拉矯機中帶鋼的張力波動。3）延伸率功能投入方式。在這種操作方式下，延伸率傳動的速度應根據所要求的延伸率來預設定，以張力傳動方式實現(xiàn)負荷平衡控制來保持相應的規(guī)定力矩。

（2）圓盤剪段控制。碎邊剪速度設定比機組速度稍大，即包括一個基本設定值加上偏移量，目的是使碎邊剪有微量的牽引速度。

（3）NO．1和NO．2出口活套控制。帶鋼主令速度控制程序具有如下功能：1）監(jiān)視活套位置。不在活套控制操作方式下的機組速度也需進行活套位置監(jiān)控。2）控制活套位置。為圓盤剪段提供預設定速度和加速度值，為空套位置、設定套量位置、最大套量位置提供預設定值。NO．1出口活套功能是當圓盤剪段因為插入／更換刀刃或月牙剪沖月牙停車時，積累從工藝段引入的帶鋼。當工藝段的速度比圓盤剪段的速度更大時，當活套到達設定套量位置，工藝段速度將自動減到爬行速度，這時，操作工可停止工藝段或讓工藝段速度與圓盤剪段一致。如NO．1出口活套到達最大套量位置，工藝段將自動停車。NO．2出口活套的功能是保存積累的帶鋼，當圓盤剪段由于插入／更換刀刃或月牙剪沖月牙停車時，NO．2出口活套能給軋機輸送足夠的帶鋼。當NO．2出口活套的套量比設定位置更少時，先啟動爬行速度，然后僅按一次運行按鈕，不按保持按鈕，則圓盤剪段開始提速，此時圓盤剪段的運行速度為軋機入口速度＋加速度值，當NO．2出口活套到達設定套量位置時，速度將自動減少到與軋機入口速度同步。如果軋機停車，當NO．2出口活套到達設定套量位置時，圓盤剪段自動減速到爬行速度，此時圓盤剪操作工須手動停車，或等到NO．2出口活套達到最大套量位置時圓盤剪段自動停車。3）設置NO．1和NO．2出口活套的目的是吸收軋機因減速和停車而產生的帶鋼剩余套量。過程控制系統(tǒng)提供酸洗工藝段速度、軋機入口速度、圓盤剪段最大速度及活套內帶鋼張力的設定值，且監(jiān)視活套位置，以保證活套不會達到極限位置，必須以這樣的方式控制活套速度，以允許軋機減速或停車，不影響工藝段的正常速度運行。通常兩個活套作為一個裝置來操作，即位置差等于0。過程控制系統(tǒng)設定酸洗機組和連軋機組的速度，考慮兩個活套的充滿狀態(tài)以及任何計劃停機等。

6 結語

本文所介紹的自動化控制系統(tǒng)在柳鋼冷軋1 550 mm酸洗機組中應用以來，在入口段帶鋼的自動定位，帶鋼的張力、速度控制，活套的位置控制中，性能穩(wěn)定，完全符合操作要求，并達到了生產工藝要求和指標。實踐證明，該控制系統(tǒng)的設計是非常成功的。

［1］張景進．板帶冷軋生產［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2006

［2］華建新，王貞祥．全連續(xù)式冷連軋機過程控制［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，2000

［3］楊宗毅．實用軋鋼技術手冊［M］．北京：冶金工業(yè)出版社，1995