AGC技术协议.doc

0 技术协议技术协议 目目 录录 1 1 供货设备控制范围及供货范围供货设备控制范围及供货范围 5 5 1 1 系统概述 AGC AWC AJC 5 1 1 1 系统功能说明 5 1 1 2 轧线专用检测设备概述 5 1 2 设备轧线信息采集及控制范围 6 1 3 设备供货范围 6 2 2 自动化系统方案自动化系统方案 7 7 2 1 概述 7 2 2 工艺 设备技术参数及 PLC 控制设备 7 2 2 1 工艺 设备技术参数 7 2 2 2 控制设备 8 2 3 控制功能说明 9 2 3 1 液压压下控制 9 2 3 2 辊缝自动定位控制 11 2 3 3 液压厚度自动控制 AGC 11 2 3 3 1 动态设定型 AGC 控制原理 11 2 3 4 AGC 相关的补偿功能 13 2 3 4 1 轧辊偏心补偿 14 2 3 4 2 轧机刚度补偿 14 2 3 4 3 轧机刚度测量 15 2 3 5 厚度控制系统结构 15 2 3 5 1 绝对 AGC 15 2 3 5 2 相对 AGC 16 2 3 5 3 监控 AGC 16 2 3 5 3 1 监控量算法 控制周期的确定 17 2 4 过程控制计算机功能及数学模型 19 2 4 1 概述 19 2 4 2 系统功能描述 19 2 4 2 1 跟踪 19 2 4 2 2 设定和设定计算 19 2 4 2 3 数据记录和报表 19 1 2 4 2 4 历史数据处理 20 2 4 2 5 应用系统起动 20 2 4 2 6 事件监视 20 2 4 3 数学模型 20 2 4 3 1 精轧机厚度设定模型 21 2 4 3 2 精轧速度设定计算 22 2 4 3 3 精轧轧制力模型 23 2 4 3 4 辊缝设定 23 2 5 PLC 控制系统配置 24 2 5 1 控制系统配置 24 2 5 2 网络说明 24 2 6 系统故障率 25 2 7 终轧厚度性能指标 25 3 3 供货设备基本清单供货设备基本清单 2626 4 4 设计联络和设计审查设计联络和设计审查 2727 4 1 设计联络 27 4 2 设计分工 27 5 5 技术资料交付技术资料交付 2828 5 1 资料交付 28 5 2 买方资料交付 28 6 6 质量保证质量保证 2929 7 7 技术服务和培训技术服务和培训 2929 7 1 技术服务 29 7 2 培训 29 7 3 培训内容 29 7 4 参加培训人员 30 附件附件 1 1 AGCAGC 基础自动化系统及精轧过程控制系统基础自动化系统及精轧过程控制系统 3131 附件 1 1 设备清单 视具体参数情况可能一些模板框架会有少量微调 但总设备框架不变 31 附件附件 2 2 轧制力检测仪 轧制力检测仪 3434 附件 2 1 系统概述 34 附件 2 2 设备配置 34 附件 2 3 技术指标 35 2 附件 2 4 工作条件 35 附件 2 5 甲乙双方责任 36 附件 2 6 乙方工程联络人 36 附件附件 3 13 1 压下油缸技术条件附件压下油缸技术条件附件 3 3 AGCAGC 液压系统液压系统 3737 附件 3 1 压下油缸技术条件 37 附件 3 2 乙方向甲方提供的技术资料 图纸 39 附件 3 3 乙方提供的技术服务 40 附件 3 4 工程联络和分工 40 1 1 供货设备控制范围及供货范围供货设备控制范围及供货范围 1 11 1 系统概述系统概述 AGCAGC AWCAWC AJCAJC 1 1 11 1 1 系统功能说明系统功能说明 本系统 JP1 JP4 电动压下由公司提供 我方提供 JP5 JP8 液压厚度自动 AGC 控制系统硬件及软件 与公司设备联合组成 JP1 JP4 电动 JP5 JP8 液压压下控制系统 3 公司提供全线轧机运行信号 AGC 系统需增加轧制力 带钢厚度检测装置 该系统是建立在高性能 计算机和网络技术及强大的软件功能的基础上 实现全数字厚度控制 轧辊压下油缸的位置控制和压力 控制 构成 AGC 基本控制内环 分别以辊缝和轧制压力为控制目标 可达到 m 级的综合控制精度 厚 度控制 测厚仪闭环控制 以轧机出口带材的厚度为控制目标 构成 AGC 综合控制外环 通过对压下油 缸的补偿控制并结合轧机弹跳模型 材质弹跳模型 轧制速度及张力设定及适时适量自动调整 实现各 种 AGC 控制模式 可以有效的控制带钢目标产品的厚度偏差和板型 我院自主研发的智能 AGC 系统为智 能技术之间或模型技术与智能技术混合使用 达到优化生产过程目的 包括 数学模型十智能技术 统 计模型十智能技术 AAN FS GE FS GE AAN GE ES AAN ES FS ES 等 是现代高性能带材轧机 的基本配置 1 1 21 1 2 轧线专用检测设备概述轧线专用检测设备概述 轧线专用检测设备是轧线专用检测设备是 AGCAGC 系统可靠准确实现的关键 综合考虑性价比选择如下 系统可靠准确实现的关键 综合考虑性价比选择如下 CP JP 1 JP 4 压磁式轧制力检测仪 安装在上支撑辊轴承座上 高刚度 不牺牲轧机刚度 高强度 高过载 200 轧制力检测 实现毫秒级响应 更精确无滞后指导系统控制 X 射线测厚仪 测量当前厚度值及偏差值 实现监控 AGC 必备设备 甲方单独招标 1 21 2 设备轧线信息采集及控制范围设备轧线信息采集及控制范围 主要监控范围如下 主要监控范围如下 CP JP 1 JP8 电动压下辊缝数据采集 普辰 公司信号 CP JP 1 JP 8 轧制力数据采集 JP 5 JP 8 液压缸位移采集 JP 1 JP 8 轧机状态 相关速度 活套位置 活套设定 精轧入口 出口温度 状态采集 均由 自动化公司采集提供 DP 总线传递 JP5 JP8 液压压力 液压站状态采集 X 射线测厚仪带钢成品厚度及偏差采集 4 JP5 JP8 液压 AGC 控制 1 31 3 设备供货范围设备供货范围 1 1 液压压下的基础自动化系统 液压压下的基础自动化系统 2 2 AGCAGC 控制系统软件 精轧区过程控制控制系统软件 精轧区过程控制 嵌入式在线轧制仪表监控软件 嵌入式在线轧制仪表监控软件 3 3 人机接口 人机接口 HMIHMI 4 4 轧机相关专用检测仪表 轧机相关专用检测仪表 初轧可逆轧机 CH III 压磁式轧制力检测仪 2 台 JP1 JP8 压磁式轧制力检测仪 16 台 高刚 度 不牺牲轧机刚度 高强度 高过载 200 轧制力检测 实现毫秒级响应 更精确无滞 后指导系统控制 X 射线测厚仪 精轧出口处 1 台 甲方单独招标 2 2 自动化系统方案自动化系统方案 2 12 1 概述概述 2 22 2 工艺 设备技术参数工艺 设备技术参数及及 PLCPLC 控制设备控制设备 2 2 12 2 1 工艺 设备技术参数工艺 设备技术参数 产品精度 产品精度 带体保证值带体保证值产品厚度范围产品厚度范围 mm 同条偏差长度比例 1 0 4 0 45 95 4 0 6 0 65 95 7 0 及以上 98 95 来来 料 料 160 350 600 7000mm 轧制品种 普碳钢带 合金带 5 卷重 5 5 t 开轧温度 1150 终轧温度 880 成品 2 0 8 350 600 mm 卷材内 外径 520 1600 mm 生产能力 120 t h 轧制速度 m s 6 12 额定轧制力 t 初轧 1200 吨 精轧 800 吨 液压缸最大压下力 t 600 液压系统工作压力 t 25 Mpa 液压缸工作压力 t 20 Mpa 液压缸工作行程 25 mm 液压压下速度 mm s 5 mm s APC 系统响应时间 ms 50 APC 系统定位精度 mm 0 01 轧辊刚度 变形量 0 05 工作辊身直径 mm 360 400 400 440 支撑辊身直径 mm 660 710 有效辊身长度 mm 700 轧辊最大开口度 JP5 JP8 液压和电动合计最小 85 mm 2 2 22 2 2 控制设备控制设备 1 1 液压压下控制设备液压压下控制设备 2 2 阀台阀台 3 3 压下缸压下缸及检测元件及检测元件 4 4 液压压下检测元件 泵站 液压缸监控参数液压压下检测元件 泵站 液压缸监控参数 5 5 位置传感器位置传感器 液压压下位置检测在机架操作侧和传动侧压下缸两侧对角各安装两个位置传感器 用于检测 机架压下缸实际工作位置 位置传感器采用 MTS 位置传感器测量系统分辨率 2 m 6 测量精度 0 025mm 围绕中心位置 6mm 的工作行程内 0 125mm 其余范围 6 6 轧制力传感器轧制力传感器 初轧轧机初轧轧机 CPCP 精轧精轧 JP1 JP4JP1 JP4 共计 共计 1010 台台 在机架操作侧和传动侧下支撑辊处下各安装有一台压磁式轧制力传感器 用于检测其实际轧 制力 并通过 Ethernet 网送至 HMI 画面显示 7 7 压下缸参数 见附件压下缸参数 见附件 2 32 3 控制功能说明控制功能说明 主要控制功能如下 主要控制功能如下 液压厚度自动控制 AGC AGC 相关的补偿功能 液压压下系统故障报警 专家系统自适应学习功能 2 3 12 3 1 液压压下控制液压压下控制 1 1 液压压下控制功能可分为以下三部分 液压压下控制功能可分为以下三部分 液压压下清零操作 液压压下手动控制 液压压下自动控制 液压压下清零操作液压压下清零操作 换辊后或操作员凭经验判断轧辊零位漂移时 需对压下进行清零操作 操作员通过 HMI 画面 介入压下清零请求给 PLC 清零完成信号通过 HMI 画面显示 手动清零手动清零方式方式 通过通过 HMIHMI 画面进行 具体步骤如下 画面进行 具体步骤如下 1 启动精轧主传动以基速或接近基速 如 1 米 秒速度 运行 此时 液压缸处于完全缩回位置 7 2 选择压下 受控 方式 3 选择压下 压下手动清零 操作方式 4 选择 磁尺清零 即高速计数器被初始化 磁尺赋初值 磁尺清零完成 信号显示在 HMI 上 5 启动 压下清零 清零过程中 清零 信号闪烁 压下以快速下压 当轧辊压靠至轧制压力 F 50F 50 t t 时 压下自动切换为慢速 液压压下 下压至轧制压力 200t200t 6 操作工检查两側压力差是否在允许范围 50t 50t 内 若两側压力差在允许范围内 直接进入第 7 步操作 若两側压力差超限 则操作工进行调 平操作 调整两侧压力差至允许范围内 7 启动压下以慢速下压至轧制压力 500t500t 8 在满足压下清零条件 压差小于 压差小于 5050 吨 轧辊偏心力小于吨 轧辊偏心力小于 2525 吨 时间超过一分钟 吨 时间超过一分钟 操作工 通过 HMI 键入 压下清零请求 9 当压下清零完成后 压下清零完成 信号送 L2 级计算机并显示在 HMI 画面上 10 压下手动摆辊缝 作目视检查压力偏差 检查系统运行情况 自动清零自动清零方式方式 1 启动精轧主传动以基速或接近基速 如 1 米 秒速度 运行 此时 液压缸处于完全缩回位置 2 选择压下 受控 方式 3 在 HMI 画面上 选择 压下自动清零 操作方式 4 启动 压下清零 清零过程中 清零 信号闪烁 自动选择 磁尺清零 即高速计数器被初始化 磁尺赋初值 磁尺清零完成 信号显示 在 HMI 上 然后压下自动以快速下压 电动压下 当轧辊压靠至轧制压力 F 50F 50 t t 时 压 下自动切换为慢速 液压压下 下压至轧制压力 200t200t 5 检查两側压力差是否在允许范围 50t 50t 内 若两側压力差在允许范围内 直接进入第 6 步操作 若两側压力差超限 则操作工进行调 平操作 调整两侧压力差至允许范围内 6 启动压下以慢速下压至轧制压力 200t200t 7 在满足压下清零条件时 压差小于 50 吨 轧辊偏心力小于 25 吨 时间超过一分钟 自动 启动 压下清零请求 8 当压下清零完成后 压下清零完成 信号送 L2 级计算机并显示在 HMI 画面上 8 9 压下自动摆辊缝 操作工在 HMI 上选择 自动定位 液压缸便可按操作工或二级计算机设定的辊缝值进行自 动预摆辊缝 作目视检查压力偏差 检查系统运行情况 2 2 液压压下手动位置控制 液压压下手动位置控制 液压压下手动位置控制 在手动方式下 操作员可根据实际情况通过操作台控制手柄调整压下辊缝及调偏 液压压下手动在线倾斜控制 在轧制时 由于来料的楔形或轧制过程中产生镰刀弯等情形 轧件在轧机轧制出现边浪或 瓢曲 此时操作工可根据轧制情况使用操作台手动调平开关对轧辊进行在线倾斜控制 压操作 侧 抬传动侧 抬操作侧 压传动侧 以改善轧制状况 轧辊倾斜控制量被限定在软件设定范围 之内 3 3 液压压下自动位置控制 液压压下自动位置控制 2 3 22 3 2 辊缝自动定位控制辊缝自动定位控制 在自动方式下 在轧机未咬钢时 根据操作员通过 HMI 设定的位置基准值 PLC 提供压下缸伺服 阀电流基准值 接收来自安装于压下缸位置传感器检测的位置反馈信号 形成位置闭环控制 以提 供压下缸快速 准确的定位 在液压压下系统中 压下缸靠轧制力的作用回弹 当进 出压下缸伺 服阀的流量 QL1不等于 QL2 时 导致压下缸上 下运动时的速度不同 流量增益不同 调节性能不同 为保证压下缸上 下运动时速度相同 须根据压下缸无杆腔压力值对压下缸进行流量补偿控制 使 等效的负载流量不随负载压力变化 AGCAGC 辊缝调整辊缝调整 在液压 AGC 控制功能投入时 根据液压 AGC 在线调整计算出动态辊缝调整值 实时调整轧机辊缝 9 2 3 32 3 3 液压厚度自动控制 液压厚度自动控制 AGCAGC 2 3 3 12 3 3 1 动态设定型动态设定型 AGCAGC 控制原理控制原理 液压厚度自动控制 的调节过程 实际上是解决外界扰动 坯料厚度和硬度差等 调 节量 辊缝 和目标量 厚度 等之间的相互影响关系 外界扰动影响轧制力 调节辊缝也引起轧 制力的变化 动态设定型 解决的就是外界扰动引起轧制力变化所产生的厚度变化 其控制模型如下 其控制模型如下 h S A 1 M P h S 2 M P A M P0 3 ltb SSSS 4 kdk P M QM S 2 5 1 kskkd PPP 6 1 1 kks S QM MQ P 7 kkk P M QM CS M Q CS 2 1 8 其中 A 弹跳方程校正值 P0 调零压力 弹跳方程修正值 QM MM C C C 10 弯辊力引起的辊缝变化 b S 轧辊热凸度引起的辊缝变化 t S 轧辊磨损引起的辊缝变化 S 油膜厚度的变化引起的辊缝变化 l S S 机械辊缝 实际测量值 K 时刻消除轧件扰动需要的辊缝调节量 k S K 时刻轧件扰动压力 kd P PS 辊缝调节产生的压力变化 Q 塑性系数 由 L2 级计算机随机自动设定时给出或由 PLC 自行计算 M 轧机刚度 各机架轧机刚度补偿由 L1 级完成 Pk k 时刻实测压力偏差值 MC 当量刚度 由 PLC 自行计算 C 可变刚度系数 在实际应用计算时 用计算在实际应用计算时 用计算 Q Q 的简化公式为的简化公式为 9 ii i i hH P Q 其中 i 机架塑性系数 i Q i 机架轧制力设定值 i P i 机架入口厚度 i H i 机架出口厚度 i h 在上面的模型中 每一采样时刻的轧制力偏差 是可以测得的 每次采样辊缝变化引起的 轧制力变化可以通过公式 6 求得 外界的扰动可以通过公式 5 求得 因此动态设定 具 有自动识别扰动的能力 11 2 3 42 3 4 AGCAGC 相关的补偿功能相关的补偿功能 关于轧辊偏心补偿 轧机刚度补偿 下面分别对这些补偿功能作简要说明 2 3 4 12 3 4 1 轧辊偏心补偿轧辊偏心补偿 当轧辊偏心较小时 采用滤波后的轧制力 当轧辊偏心较大时 采用偏心滤波器方法如下 该滤波器是将支撑辊圆周等分为 125 点 采集 N 125 点轧制力 Px 0 Px 1 Px 2 Px n 1 并在轧制过程中滑动计算前述 125 点轧制压力的平均值 公式如下 1 1 0 iP N P n i xp 再计算支撑辊每转一周后的轧制力变化量 5 0 0 xnxn PPP 滤波器输出轧制压力 npx PPP 这样处理后 轧制力信号将不包含轧辊偏心影响 在实际应用中 在采足转一周压力并求出平 均压力之后 开始投运滤波器 每新采一点后求出轧制压力并求新的压力平均值 2 3 4 22 3 4 2 轧机刚度补偿轧机刚度补偿 轧机刚度可通过轧件宽度和轧辊辊径补偿 补偿方法如下 压靠法测试轧机刚性时 得出的是轧辊全辊面刚度 关于轧辊辊径 板宽对轧机刚度的影响 可通过以下计算方法进行修正 轧辊辊径对轧机刚度修正量计算 100 minmax 0max DD MDD 板宽对轧机刚度修正量计算 100 minmax 0max WW MWW AGC 用轧机刚度 12 M 0 M 100 minmax 0max DD MDD 100 minmax 0max WW MWW 式中 M0为全辊面测量时的轧机刚度值 2 3 4 32 3 4 3 轧机刚度测量轧机刚度测量 轧机刚度可通过测试取得 测试方法如下 1 在液压压下清零完成后 选择机架以基速运行 2 在 HMI 画面上 选择 轧机刚度测量 3 起动压下下压至有轧制压力时 每次自动下压 0 1mm 辊缝 在每一点延时一定时间 保证支撑辊 运转二圈 在此时间内连续采集轧制压力 计算并记录平均值 最大轧制压力 最小轧制压力 重复这一过程 下压至轧制压力 5000KN 停止 4 然后自动以 5000KN 为起点 每次自动上抬 0 1mm 辊缝 在每一点延时一定时间 保证支撑辊运 转二圈 在此时间内连续采集轧制压力 计算并记录平均值 最大轧制压力 最小轧制压力 重 复这一过程 上抬至轧制压力消失时停止 5 PLC 自动进行轧机刚度方程的处理 计算各点轧机刚度值 2000KN 5000KN 按线性方程处理 得到轧制力大于 2000KN 线性方程 700KN 2000KN 按非线性方程处理 得到轧制力小于 2000KN 非线性方程 辊缝零点以 2000KN2000KN 为基准 6 在 HMI 画面上显示轧机刚度值 2 3 52 3 5 厚度控制系统结构厚度控制系统结构 此轧机厚度控制系统分以下两种控制方式 绝对 AGC ABSOLUTE ON AGC 相对 AGC LOCK ON AGC HOLD ON AGC 2 3 5 12 3 5 1 绝对绝对 AGCAGC 以 HMI 设定计算的目标厚度作为目标控制厚度 同时锁定机架预报轧制力进行自动厚度调节 追求钢带实际厚度与要求的成品厚度差最小为目标 当机架咬钢后延时一定的时间 t 延时时间由软件设定 约 200ms 现场调试时再定 在此延 13 时时间内计算 N 次 5 个扫描周期计算一次 钢带头部平均轧制力 P P P1 Pn n 平均辊 缝值 S S S1 Sn n 钢带平均厚度 h h h1 hn n 若计算的钢带厚度平均值 h 与给定的目标厚度 hmp之差未超过某极限值 hJX时 由软件设定 即 hmp h死区值 则计算辊缝调节量 s 如果辊缝调节量 s Smi SFi是一个采控周期内 Fi机 架允许辊缝调节量 仅调节 Fi 机架压下 如果辊缝调节量 s Smi 则 Fi 机架辊缝调节量为 Smi 辊 缝调节余量按一定的控制逻辑和分配原则分配到上游监控 AGC 投入机架 根据参与监控 AGC 的机架 按照实际轧制速度计算 当该机架变形区带钢到达出口测厚仪时 开始 一个新的采控周期 2 3 5 3 32 3 5 3 3 监控监控 AGCAGC 的两种方式的两种方式 相对 MONITOR ON AGC 和绝对 MONITOR ON AGC 相对相对 MONITORMONITOR ONON AGCAGC 当相对 MONITOR ON AGC 单独投入时 相对 MONITOR ON AGC 是以带钢头部到达测厚仪视区经过一定 的延时 t 之后 延时时间由软件设定 暂定 200ms 通过计算采集末架出口测厚仪检测带钢厚度 h h h1 h2 hn n N 次 5 个扫描周期采集一次 的平均值作为目标厚度 绝对绝对 MONITORMONITOR ONON AGCAGC 当绝对 MONITOR ON AGC 单独投入时 在正常情况下 绝对 MONITOR ON AGC 锁定基准为设定的目标 厚度 h 若带钢头部到达测厚仪视区经过一定的延时 t 之后 延时时间由软件设定 暂定 200ms 采集 N 次厚差 h h1 h2 hn n 5 个扫描周期采集一次 的平均厚度偏差 h 当 h 大 于某极限值 hJX时 由软件设定 若扇型功能不投入 则绝对 MONITOR ON AGC 自动转换为 MONITOR LOCK ON AGC 此时 MONITOR LOCK ON AGC 锁定基准即为过程机设定的目标厚度 hmp加上实测的厚度偏差 这样本块钢虽然在全长范围内厚度超差 但带钢在全长范围内的同板差较好 若扇形功能投入 则进行 负荷再分配 六个机架按照规程设定的压下量比例进行同步调节 尽快消除厚差 有利于各机架液压 AGC 平稳调节 辊缝零点的修正辊缝零点的修正 在精轧末架咬钢延时 3 秒以后采集一组数据求平均值 1 根据精轧出口测厚仪检测带钢头部厚度平均值 h 得到精轧末架带钢出口厚度 再根据秒流量 相等的原则计算出上游各机架带钢出口厚度 hi 2 由弹跳方程计算出各机架带钢出口厚度 hi 3 计算各机架出口厚度差的平均值 h 4 用各机架的出口厚度差的平均值 h 在下一块钢未咬入精轧机之前 自动修正各机架辊缝 即 对辊缝零点校正 以使下一块带钢出口厚度逼近目标厚度 2 42 4 过程控制计算机功能及数学模型过程控制计算机功能及数学模型 2 4 12 4 1 概述概述 根据改造计划 此次改造的过程控制计算机系统 L2 的控制范围只有精轧区域 同时 预留与其他区域过程控制计算机系统 L2 的接口 16 我们的精轧 L2 采用 2 台工业计算机 CPCI 站 其中 1 台计算机在线控制 完成轧制表的 输入 轧制表的存储机下载 生产数据采集集存储等功能 另 1 台计算机离线控制 里面运 行精轧机厚度设定模型 轧制力设定模型 速度设定模型及辊缝设定模型等 2 4 22 4 2 系统功能描述系统功能描述 2 4 2 12 4 2 1 跟踪跟踪 跟踪的目的是确定轧件 板坯 带坯 带钢 钢卷 在精轧区生产线上的实际位置和有关状况 以便 在规定的时间启动有关应用程序 完成过程控制的其他功能 跟踪从粗轧出口辊道开始 到精轧出口辊道为止 当实际轧件的位置和计算机跟踪的轧件位置产生偏差 时 操作人员可以通过 HMI 终端 PC 机 加以校正 称为跟踪修正 2 4 2 22 4 2 2 设定和设定计算设定和设定计算 1 设定 SET UP 过程控制计算机通过一系列的数学模型计算 得到带钢热连轧各种生产设备的设定值或设定方式 在过程计算机 2 在线 上面输入 并且将计算结果传送给基础自动化计算机 这叫做 设定 精轧机 的设定主要包括各机架速度 机架间张力 活套角度 加速率 轧制力 精轧压下位置 侧导板开度等 2 4 2 32 4 2 3 数据记录和报表数据记录和报表 计算机采集生产过程中的各种数据 编辑成各种类型的报表 存储在计算机中 如果需要 可 以从打字机上输出相应的报表 主要有以下各种报表 1 班报 2 工程记录 3 生产报告 包含质量分类报告 2 4 2 42 4 2 4 历史数据处理历史数据处理 将生产过程中的有关数据存档 以供分析之用 存档数据的具体项目 在详细设计阶段确定 17 2 4 2 52 4 2 5 应用系统起动应用系统起动 完成应用系统起动时所需要的各种处理 例如创建所有应用进程 应用文件的初始化等 2 4 2 62 4 2 6 事件监视事件监视 监视并且管理生产过程中的各种事件 EVENT 当某个事件发生时 按照规定的时序 起动相应的任 务 以便完成过程控制的相应功能 2 4 32 4 3 数学模型数学模型 数学模型和模型自适应软件是带钢热连轧过程控制计算机 LEVEL 2 中最重要的软件 数学模 型 的计算精度越高 产品质量的控制精度才能越高 带钢热连轧的控制功能实际上可分为四大类 1 轧机和其它设备的设定 包括为设定服务的有关功能 其中包括过程自动化级的数据跟踪 实 际值的采集 设定模型 模型自学习 以及基础自动化的设备控制 位置 速度控制 用于最终完成 设定值得定位 2 轧件运送 其中包括基础自动化级的位置跟踪 逻辑检查 顺序控制 以及各辊道的控制 3 产品质量控制 其中主要是厚度精度 板形精度 温度 终轧温度及卷取温度 精度及宽度精度 4 其它功能 包括数据通讯 人机界面以及辅助设备设施 液压站 润滑站 快速换辊等 地控制 其中涉及数学模型的主要是设定计算和质量控制功能 为了实现带钢热连轧轧机设定及质量控制 将 涉及以下数学模型 1 轧制力模型 由于板带轧制时弹跳现象 轧制力变动将是影响厚度精度的主要因素 轧制力模型亦是 轧机设定是否正确 能否顺利穿带 的主要因素 轧制力模型包括了变形阻力模型 变形区应力状态模 型等 2 前滑模型 前滑模型用于连轧机组各机架速度设定计算 18 3 轧机方面的模型 轧机方面的模型包括弹跳方程 轧辊辊缝形状等 后者将涉及热轧模型及磨损辊形 模型等 具体说有粗轧设定模型 精轧设定模型及精轧板形 根据汇溪钢铁公司的实际情况 具体采用 下面的模型 2 4 3 12 4 3 1 精轧机厚度设定模型精轧机厚度设定模型 厚度设定的任务是根据将要进入轧机的坯料初始数据及实测数据 对轧机各机架的负荷进行分配确定各 机架出口厚度后 通过相关模型计算出轧机各道次或各机架的辊缝设定值和速度设定值 合理分配精轧各机架的厚度 要考虑设备条件的限制 允 P 允 M 允 N 及 允 n 及工艺上的限制 对于带钢热连轧来说 各机架的设备限制条件大致相同 但各机架的工艺条件不同 如头几个机架轧件 厚 温度高 压下量可以大些 后几个机架轧件薄 温度低 压下量将逐个机架降低 但速度逐架增高 负荷合理分配是指各个机架功率均匀分配或各个机架轧制力的合理分配 特别是后几个机架轧制力的 分配将会直接影响成品的凸度和平直度 板形 一般说 由于前几个机架速度低 压下量大 轧制力及轧制力矩往往是其限制条件 而后面几个机架 由于速度高 其功率往往受到限制 而且为了保持成品平直度 后几个机架的轧制力应有一个合理分配 目前各厂负荷分配常用的方法为采用能耗的分配法 为了得到精轧机组各种轧制规程下所需的轧制功率数据 可在带钢热连轧机上取得实验结果 并以单 位质量轧件所消耗的能量 简称为单位能耗 为因变量 以轧件延伸率为自变量绘成曲线 此曲线称为 能耗曲线 能耗曲线的基本特点是认为各机架间延伸率的分配将决定各机架的能耗分配 总能耗只决定 于总延伸率 而与其在各个机架间的分配无关 为了便于计算机应用 需将能耗曲线转换成经验公式 单位能耗曲线可以用累计对数变形的形式来表示 ln ln 0 2 20 1 nn n h H K h H Ka ln ln 0 2 20 1 ii i h H K h H Ka nii aa 式中 n a 为n个机架的总能耗 为 i 个机架的累计能耗 i 为累计能耗分配系数 由此可得 i a 19 2 4 exp 1 1 2 22 0 K aKKK Hh ni i 即当 时 i h 0 H 0 H 即为 RC H 通过给定累计能耗分配系数 i 即可获得 i h i 1 6 加上已知的 O H 及 7 h 实现了各机架入口和出口厚 度分配 由于 i 是经验的积累 因此由上面公式得到的 i h 是合理的 但不一定是最优的 为此我们曾以 经验负荷分配 值为基础 通过建立以板型最佳为目标函数进行负荷分配最优化 2 4 3 22 4 3 2 精轧速度设定计算精轧速度设定计算 根据头部终轧温度的需要确定穿带速度 7 V WFT WF TT TT n LK h V 7 07 7 各机架轧轧速度 i V 为 7 7 V h h V i i 轧辊线速度 i V0 为 i i i f V V 1 0 式中 f 为前滑值 可由 hi 计算出相对压下量 后算得 轧辊转速为 i i i D V n 0 0 60 式中为轧辊直径 i D 电机转速为 inn iMi 0 式中 i 为减速箱速比 20 2 4 3 32 4 3 3 精轧轧制力模型精轧轧制力模型 轧制力预报精度直接决定了辊缝设定精度 因而决定了带钢头部穿带后的头部命中率 轧制力 P 决定于几何因素变形区接触面积 c Bl 物理因素变形阻力 K 及力学因素变形区应力状态系数 Qp KQBlP pc 其中 hhRlc 0 R为压扁后轧辊半径 hhB P KRR E 0 1 4321 b h l b h l bbQ c c c c p 其中 b1 b4 系数需通过现场统计获得 K u aTaK aTa c 43 10 exp15 1 210 不同钢种的 0 a1 a4 K 都不同 需通过高速凸变试验机获得 2 4 3 42 4 3 4 辊缝设定辊缝设定 由于存在弹跳现象 辊缝值 S 需由弹跳方程算出 0 0 GGGO C PP hS WHii 式中 为预压靠力 0 P 为油膜厚度值 O 及为轧辊热膨胀及轧辊磨损造成的辊缝零位变化值 H G W G 为辊缝零位自学习值 0 G 这一过程计算机控制系统 L2 只会比较少的投资成本增加 但是包含了热连轧带钢精轧区过程计算机 控制系统 L2 的核心部分 是一种不错的选择 21 2 52 5 PLCPLC 控制系统配置控制系统配置 2 5 12 5 1 控制系统配置控制系统配置 PLC 控制系统配置参见供货设备清单 JP5 JP8 使用一套 PLC 控制系统 该 PLC 控制系统配置有一个处理器 CPU 负责 PLC I O 模 板软件组态 DP 网通讯组态 以太网通讯 通讯数据管理 负责四个机架的 APC 控制 负责四个机 架的液压 AGC 控制等等 2 5 22 5 2 网络说明网络说明 系统网络配置参见轧线自动化系统结构示意图 图号 待定 PLC 控制系统配置两块通讯模板 一块通讯板 DP 用于 PLC 之间相连接 另一块通讯板 TCP IP 用于 PLC 与 Ethernet 网相连接 PLC 将组织好需要传送的信号和数据发送 到 ETHERNET 网 并接受 HMI 或 L2 级计算机来的信号及数据 控制系统主要性能指标 2 62 6 系统故障率系统故障率 PLC 自动化系统的考核依据设备的运行率来决定 如果 则 PLC 设备符合工程验收标准 式中 W 为系统正常运行的时间 T 为系统故障时间 2 72 7 终轧厚度性能指标终轧厚度性能指标 2 2 7 7 1 1 钢带厚度偏差值最后在板带中心线处测量 钢带厚度偏差值最后在板带中心线处测量 产品厚度范围产品厚度范围带体保证值带体保证值 W T W 99 5 22 mm 同条偏差长度比例 1 0 4 0 45 95 4 0 6 0 65 95 7 0 及以上 98 95 2 2 7 7 2 2 板形考核指标 板形考核指标 达到国家中宽带标准达到国家中宽带标准 3 供货设备基本清单供货设备基本清单 一 液压一 液压 AGCAGC 控制系统控制系统 精轧过程控制系统 详见附件 精轧过程控制系统 详见附件 序 号名 称型 号 1液压 AGC S7 400 控制系统及控制软件ABLAGC APCv6 6 二 相关专用检测仪表二 相关专用检测仪表 详见附件 详见附件 序号 名 称型号数量说明 1精轧压磁式轧制力检测仪CH V 40016JP1 JP8 JP1 量程放到 5MN 2初轧 CP 压磁式轧制力检测仪CH V 6002R1 三三 AGCAGC 液压系统 详见附件 液压系统 详见附件 序号名称型号说明 23 1AGC 液压系统ABLYY 伺服控制系统 伺服阀选用进口 MOOG AGC 液压站 泵组 力士乐 REXROTH 液压泵或同 等级进口品牌设备 介质采用 46 抗磨液压 油 不锈钢油箱 2AGC 伺服液压缸ABLYY 680 420mm 4 4 设计联络和设计审查设计联络和设计审查 4 14 1 设计联络设计联络 根据工程进展 买方和卖方可根据工作需要召集设计联络和设计审查会议 乙方联络人 负责事项负责事项人员名单人员名单手机号手机号备注备注 设计联络人刘光设备发运联络人李服务联络人王雪生产联络人韩永4 24 2 设计分工设计分工 卖方供货范围内的所有电缆连接图由卖方提供 卖方供货范围内的所有电缆连接图由卖方提供 卖方控制柜到轧机上位计算机间的电缆连接图由卖方提供 卖方控制柜到轧机上位计算机间的电缆连接图由卖方提供 具体通讯内容及要求 以及传感器安装位置待实际安装时确定 具体通讯内容及要求 以及传感器安装位置待实际安装时确定 装配区 24 5 5 技术资料交付技术资料交付 5 15 1 资料交付资料交付 卖方应于 合同生效后 提交下述资料给买方或买方指定联系方 资料包括 序序 号号名名 称称数数 量量单单 位位交交 付付 时时 间间 1使用手册2份交付设备时 2维护说明2份交付设备时 3电缆连接图2份合同签定后 20 日内 4线号线缆表1份合同签定后 20 日内 5外形尺寸图1份合同签定后 20 日内 6加工安装图1份合同签定后 30 日内 7 液压原理图及液 压站设计图 1份合同签定后 30 日内 8 测宽板形仪支架 检测房设计图 1份 合同签定后 20 日内 此支架 及检测房由买方根据卖方设 计图纸加工 内配水冷空调 25 5 25 2 买方资料交付买方资料交付 买方应于合同生效后协助卖方从天重或自动化公司普辰处取得下述资料 轧机有关传感器安装位置图纸 AGC 与自动化系统接口图纸 轧线布置图 6 6 质量保证质量保证 质量保证以技术协议技术指标为准 质量保证以技术协议技术指标为准 卖方保证本技术附件项下的系统无设计 制造和材料缺陷 本附件所提及的质保期为最后一批货物到达卖方现场 18 个月内或安装调试结束后 12 个 月内产生的非因甲方原因造成的损坏 卖方予以免费维修或更换 29 技术协议技术协议 7 7 技术服务和培训技术服务和培训 7 17 1 技术服务技术服务 卖方负责系统的调试和现场维修维护培训 负责所提供设备的成套完整性 设备调试 测试和项目服务时间预计如下 人数 三人 时间 三天 在正常的售后服务服务之外 卖方将对卖方设备的使用提供 24 小时免费电话技术咨询服务 如需现场服务 卖方将在 48 小时内到达买方现场 7 27 2 培训培训 生产前培训 卖方提供三天位于北京市用户方单位的培训 参加人数三人内 买方负担食宿及差旅费用 7 37 3 培训内容培训内容 AGC 控制系统的基本功能和使用 轧制力检测仪的基本功能和使用 液压缸和液压系统的基本功能和使用 AGC 系统 仪表系统 液压系统的基本故障处理 30 7 7 4 4 参加培训人员参加培训人员 技术人员 现场使用人员 现场维护人员 以及买方认为必要人员 协议中未尽事宜 双方友好协商解决 如有必要可签定协议附件 本协议作为合同的技术条件 并与合同同时生效 本协议作为合同的技术条件 并与合同同时生效 本协议经甲乙双方代表签字后生效 本协议经甲乙双方代表签字后生效 本协议一式二份 双方各执一份 本协议一式二份 双方各执一份 附件附件 1 1 AGCAGC 基础自动化系统及精轧过程控制系统基础自动化系统及精轧过程控制系统 700700 轧机轧机 AGCAGC 控制系统改造控制系统改造 AGCAGC 基础自动化系统基础自动化系统 31 附件附件 1 11 1 设备清单 视具体参数情况可能一些模板框架会有少量微调 但总设备框架不变 设备清单 视具体参数情况可能一些模板框架会有少量微调 但总设备框架不变 一 一 AGCAGC 主柜主柜 ABLAGC APCv6 6ABLAGC APCv6 6 序序 号号 名名 称称订订 货货 号号数数 量量单单 位位 1UR1 机架6ES7 400 1TA01 0AA01只 2PS407 电源 10A6ES7 407 0KA00 0AA01只 3处理器 CPU 416 26ES7 416 2XK04 0AB01只 4工业以太网通讯处理器6GK7 443 1EX11 0XE01只 5数字量输入 32 点6ES7 421 1BL01 0AA01只 6数字量输出 32 点6ES7 422 1BL00 0AA01只 7模拟量输入 AI 86ES7 431 1KF00 0AB01只 8模拟量输出 AO 86ES7 432 1HF00 0AB01只 9绝对计数 FM451 36ES7 451 3AL00 0AE03只 10模板前汇线端子 40 针6ES7 492 1AL00 0AA07只 11CPU 用后备电池6ES7 971 0BA002只 12液压 APC 系统应用软件ABLAPCv6 61套 13液压 AGC 系统应用软件ABLAGCv6 61套 14应用软件平台WINDOWS20001套 15过程机设定及模型软件ABLAGCv6 6 II A1套 16AGC 自适应 数据库软件ABLAGCv6 6 11套 17AGC 过程跟踪软件ABLAGCv6 6 II B1套 18CPCI 计算机站adlinktech2台 二 二 AGCAGC 远程远程 I OI O ET200MET200M 序号序号名名 称称订订 货货 号号数数 量量单单 位位 1ET 安装导轨6ES7 390 1AF30 0AA01只 2ET 电源模板6ES7 307 1KA01 0AA01只 3ET 接口模板6ES7 153 1AA03 0XB01只 4ET 数字量输入模板 32 点6ES7 321 1BL00 0AA02只 32 5ET 数字量输出模板 16 点6ES7 322 1BH01 0AA01只 6ET 模拟量输入 AI 86ES7 331 7KF01 0AB03只 7ET 模拟量输出 AO 46ES7 332 5HD01 0AB01只 8ET 前汇线端子 20 针6ES7 392 1AJ00 0AA05只 9ET 前汇线端子 40 针6ES7 392 1AM00 0AA02只 三 三 AGCAGC 操作操作 ET200M ET200M 序序 号号名名 称称订订 货货 号号数数 量量单单 位位 1ET 安装导轨6ES7 390 1AF30 0AA01块 2ET 电源模板6ES7 307 1EA00 0AA01块 3ET 接口模板6ES7 153 1AA03 0XB01只 4ET 数字量输入模板 32 点6ES7 321 1BL00 0AA03只 5ET 数字量输出模板 32 点6ES7 322 1BL00 0AA03只 6ET 前汇线端子 40 针6ES7 392 1AM00 0AA06只 四 工业以太网组件四 工业以太网组件 序序 号号 名名 称称订订 货货 号号数数 量量单单 位位 1工业以太网交换机8S1只 2Profibus 网连接插头6ES7 972 0BA11 0XA04只 3Profibus 连接电缆 米 6XV1 830 0AH10300只 五 五 STEP7STEP7 编程软件及电缆编程软件及电缆 序序 号号名名 称称 订订 货货 号号数数 量量单单 位位 1STEP 7 基本编程软件 STEP 71套 2RS232 编程电缆 RS2322只 3研华工控机 19 寸液晶 advantech2只 4WinCC 软件开发 运行包 WINCC1套 5PLC 机柜 800 800 2200 ablyy1只 6 PLC 液压站机柜 采用施耐德低 压电器 Ably y1只 6编程器Dell D610 1只 33 7操作台改造 定制 包含操作开 关和按钮及指示灯 1套 附件附件 2 2 轧制力检测仪 轧制力检测仪 附件附件 2 12 1 系统概述系统概述 轧制力测量系统采用 压磁测力传感器 测控单元采用模拟调制数字监控智能型测量仪表 压磁式传感 器具有优良的抗冲击 抗干扰性能 不损失轧机刚度的特点 已被广泛应用于冶金生产过程 附件附件 2 22 2 设备配置设备配置 1 1 精轧平辊轧机精轧平辊轧机 JP1 JP8JP1 JP8 数量数量 1616 套套 其中其中 JP1JP1 2 2 台放到标定台放到标定 5MN 5MN 34 每套明细每套明细 序 号名 称型 号单 位数 量备 注 1压磁式传感器CH V 400台1 当量载荷 4MN 2接线箱CH III只1 3外显示表CH V只1 1 8 英寸全数字信号传输 4数据处理表CH V台1 2 5励磁模组CH III台1 2 2 初轧可逆轧机初轧可逆轧机 数量数量 2 2 套套 每套明细每套明细 序 号名 称型 号单 位数 量备 注 1压磁式传感器CH V 600台1 当量载荷 6MN 2接线箱CH III只1 3外显示表CH V只11 8 英寸全数字信号传输 4数据处理表CH V台1 2 5励磁器CH III台1 6隔离模块CH V只1 附件附件 2 32 3 技术指标技术指标 1 1 测压传感器型号 CH 5CH 5 型式 压磁式 压磁式 2 2 额定载荷 CHCH 5 5 400400 0 2MN 4MN0 2MN 4MN CHCH 5 5 600600 0 2MN 6MN0 2MN 6MN 3 系统精度 重复性误差 0 5 综合精度 优于 0 5 阶跃响应 40ms 4 压头可抗超额定负荷 200 不损坏 5 显示 四位 LED 数字显示轧机两侧分力或合力差力可选 测控单元及外显表 分辩率 0 01MN 6 每台轧制力测量仪表提供监控模拟量输出 4 20mA 7 每台轧制力测量仪表提供 2 路容量 24V 1A 无源节点作为咬钢信号及上限 报警信号 附件附件 2 42 4 工作条件 工作条件 35 1 仪表储存温度 10 65 2 工作温度 传感器部分 10 200 数据处理表 0 40 3 电源 220V 10 50hz 附件附件 2 52 5 甲乙双方责任 甲乙双方责任 1 甲方负责提供机架上轴承座及压下螺丝与传感器有关的图纸 乙方负责传感器设计并提供外形图 接线图 布线图及电缆型号参数 2 测压