酸洗连轧线电气自动化系统介绍2.doc

酸洗连轧线基础自动化系统介绍二4.4 机架压下系统SDS（Screw Down System）SDS压下系统包括一个机架内在液压压下闭环回路控制系统，以及控制系统监控和设定值输出功能。4.4.1 功能概述压下系统轧机基础自动化系统每个机架都含有一个独立的压下系统。LFE功能单元代表一个有硬件输入输出和软件输入输出的单元。压下系统包括压下处理系统和压下控制系统。压下处理系统接收设定值和控制命令，并且为控制回路处理这些数据。它被划分为下面几个功能： 控制命令检查 设定值检查 设定值选择 斜率选择 控制模式选择 执行从轧机标定功能发送过来的命令压下控制系统连接压下处理系统和伺服阀，实现电气和液压压下的转换。液压辊缝控制的目标是实现控制闭环回路(位置，倾斜，轧制力控制)的动态和响应性能的最优化，这对于上级控制系统（厚度控制和板形控制）起决定性作用。它划分为三个功能组：1. 压下控制，包括 位置控制器 轧制力控制器 倾斜控制器 轧制力差控制器（未使用） 两个单独位置控制器（未使用） 两个单独轧制力控制器（仅用于标定）2. 液压压下监控： 轧制力极限 轧制力差 倾斜位置 最小轧制力 位置传感器故障 轧制力测量故障 伺服阀磨损和飘移 可靠性检查（轧机标定时或轧制时的接触位置，控制器输出和伺服阀反馈的比较等等）3. 其它实用功能，如 负荷清零，可用于辊子和传动轴的重量的较正 从轧制力来消除弯辊的影响 实际值的准备 轧机标定的支持 得到诊断数据 设定值斜率 控制器的无扰切换4.4.2 压下处理系统4.4.2.1 检查控制命令 控制命令是从其它外部功能如机架标定或LCO线协调传送过来的，另外还有带钢改变或轧机规程改变引起的新设定值也一起传送过来。控制命令也可以是操作员手动干预命令（由LCO给出）一个控制命令只当所有条件检查满足要求后才能激活。丢失的条件会产生诊断消息。4.4.2.2 设定值选择被使能后控制命令会激发设定值产生功能，输出相应的设定值，选择相应的控制器和监控实际行程，并反馈行程完成信号。4.4.2.3 设定值斜率产生器斜率功能是由可组态的梯度实现，以防止设定值阶跃。这样可以满足压下系统运行的所有需要。 当在两个控制器之间切换时，也可能立即将数据无延迟地应用。4.4.2.4 斜率选择压下系统的动作速度依据控制类型，控制命令和轧机状态不同而不同。 在以下情况有差别： 手动模式(手动打开，关闭或机架倾斜) 自动模式：根据动作情况（如打开和关闭机架，穿带和甩尾，打开或关闭辊缝等）使用不同的斜率 快速斜率用于功能“可控制快开” 校正设定值（如从厚度控制过来的设定值），不通过斜率直接进入斜率控制，附加到设定值上。4.4.2.5 控制模式选择压下控制正常操作模式为以下之一： 带倾斜控制校正的位置控制模式 带倾斜控制校正的轧制力控制模式或某些特殊模式：非控制地打开（液压缸全部收回）标定顺序的单独轧制力控制下面单独描述各个控制模式1. 位置控制根据控制偏差（位置设定值减去位置实际值）驱动液压压下系统的伺服阀。位置控制可以用来： 所有辊缝打开动作（轧制力小于最小轧制力） 所有辊缝关闭动作（除了少数几个模式为有轧制力控制进行，如关闭到最小辊缝） 当压下系统使能时（根据当前的命令） 在穿带和甩尾期间，根据轧制策略和在某种情况下：标定时当辊缝手动打开时通过厚度控制，或LCO某个动作命令，或操作台的控制信号 位置控制一直在激活状态，直到另一个控制模式被选择。2. 轧制力控制根据控制偏差（轧制力设定值减去轧制力实际值）驱动液压压下系统的伺服阀。轧制力控制模式用于： 某些轧制力关闭命令（如最小轧制力） 在穿带和甩尾时，依据轧制策略和某些情况：标定时当超过最小轧制力时，由厚度控制，LCO，或操作台控制信号切换轧制力控制一直在激活状态，直到另一个控制模式被选择3. 倾斜控制倾斜控制是附加在位置或轧制力控制之上的回路控制。它总是被激活的。倾斜控制依据正负方向上的倾斜实际值，将反作用设定值加到伺服阀上，来控制调节辊缝在机架中心轴附近。倾斜控制仅在某个标定步单独轧制力控制时被禁止掉。机架操作侧和传动侧的位置差值用于控制变量。4. 单独轧制力控制单独轧制力控制只在标定过程中需要，用来标定索尼磁尺。操作侧和传动侧轧制力设定值是整个设定值的一半，并和相应轧制力实际值比较（控制偏差）。4.4.3 压下数字控制系统4.4.3.1 位置实际值获取每个液压缸配有一个索尼位置传感器用来记录实际位置值。每个位置传感器通过一个功能单元提供与当前位置成比例的计数脉冲。计数脉冲通过脉冲输入采集到自动化系统。每个脉冲的精度可设为1，2，5或10m，这里使用1 m。4.4.3.2 通过压力传感器的轧制力测量由压力传感器提供的数据是液压缸内部压力。 从压力到轧制力的转换是通过液压缸活塞面积的乘法。每个单独液压缸的作用力，是计算活塞侧和杆侧不同作用力的差来计算来的。4.4.3.3 设定值处理位置实际值位置实际值是通过增量脉冲来计算的。 中心位置和位置差（倾斜）是通过单独计算操作侧和传动侧位置得来的。XSx = (XSDx + XSOx) / 2XSODx = XSDx - XSOxXSDx = 传动侧位置实际值 XSOx = 操作侧位置实际值 XSx = 压下位置实际值 XSODx = 倾斜位置实际值轧制力实际值总轧制力和轧制力差是通过计算单独传动侧，操作侧作用力来计算得来的。XFRx = XFRDx + XFROxXDFRx = XFRDx XFROxXFRDx = 计算的传动侧轧制力 XFROx = 计算的操作侧轧制力 XFRx = 总轧制力XDFRx = 轧制力差4.4.3.4 标定顺序 下面描述的同步和标定功能在掉电或计算机重启或传感器故障之后必须执行。液压缸这时会在未知的位置，而位置实际值是不确定的。标定功能重建液压缸位置/辊缝位置/倾斜值的相互关系。标定是由自动顺序功能LFE CAL来执行的。 由操作台上或HMI上的“标定”按钮来启动。压下系统按收CAL的控制命令，调整到或设置某些特定位置或轧制力，并且返回完成信号。压下位置是由位置变送器来决定的。位置变送器使用增量传感器，增量传感器向变送器输出脉冲。计数寄存器必须在某个确定的位置设置为确定的数值，以得到传感器数值和液压缸位置确定的关系。 为此设计有两个功能来达到目的。同步：液压缸处于完全打开状态。在这个位置传感器被设置为零。同步过程之后实际位置可被设置为绝对实际值或液压缸位置。标定前提条件是实际值己经处于同步状态。机架然后关闭，直到预定义的轧制力到达（标定轧制力）。此轧制力作为正常工作轧制力，然后此位置被设为定义位置（一般为0mm）。以后标定使用的实际值被设计为相对实际值或辊缝值。在生产线掉电后，重新下载标定值在连续生产线上，在HMI系统中可以存取和恢复标定值。 此功能只用于维护服务人员重启计算机后而不用切断带钢。在无带钢标定后，存贮标定值到HMI（自动或使用按钮“SAVE”）若程序改变，将控制盘上“HGC OFF”开关或主控制台上开关“HGC OFF”打开OFF位置。确定无人在机架周围。液压压下系统运动到打开位置程序下装，重启TDC框架。确定无人在机架周围。使用按钮“Load”恢复标定值在TDC框架全部启动后，将上述开关打开ON位置 4.4.3.5 控制器组件压下控制的控制回路在CFC连续功能图中实现。为实现工艺要求，两个控制回路必须被使用：方式1通过位置控制器，将位置调节在平均值(XSDx + XSOx) / 2或通过轧制力控制器，将轧制力设为总轧制力XFRDx + XFROx并且同时使用控制变量XSDx XSOx和一个倾斜控制器，来设置传动侧和操作侧的倾斜方式2用几个标定顺序步通过两个单独轧制力控制器，控制轧制力XFRDx 或XFROx这里：XSDx: 当前传动侧液压缸位置 XSOx: 当前操作侧液压缸位置XFRDx: 当前传动侧轧制力XFROx: 当前操作侧液压缸轧制力4.4.3.6 计算控制器输出位置，轧制力，倾斜和单独轧制力控制器的参数可以单独组态。计算机的时钟Tzykl 也可组态。它影响控制器的响应时间和动态性，因此不能修改。数字控制器被设计为比例控制器，并带有伺服阀零点校正。此功能使用积分控制响应来计算。控制输出根据伺服模式，输出到机架两侧4个伺服阀上。控制器的输出由程序作了限幅，限幅值是可组态的。限幅值依据这样的原则，当位置控制器和轧制力控制达到限制时，倾斜控制器仍能到达规定的倾斜值。 4.4.4 辅助功能 4.4.4.1 轧制力校正轧制力设定值可被解释为辊缝相对带钢设定值。轧制力实际值由压力变送器测量，然后通过乘以液压缸面积来转换，因此必须去掉某些因素而得到真正实际值： 在两次换辊之间，辊重量和传动轴重量保持常量。支撑辊平衡力在轧机运行中保持常量，就像工作辊在辊缝打开时的平衡力一样。这就需要轧制力测量进行清零，以补偿这些因素。这由在标定期间暂时打开辊缝，测量轧制力来达到目的。此时的轧制力是由以上提到的因素引起的。将此数据存入，以后将实际测量值除去存贮数值。清零也可以手动地在HMI上启动进行。这时需要辊缝打开。 辊缝关闭时工作辊弯辊的影响这些力完全由在调试阶段关闭辊缝，使弯辊在整个范围内变化而计算得到的。轧制力根据弯辊力的百分比数大小而改变参数值。 此参数值以参数形式插入在程序中。弯辊力对轧制力在轧制中的影响因而被补偿。4.4.4.2 控制器禁止控制器在特殊运行模式下（当某些使能条件丢失）内部冻结在当前状态。这意味着控制器输出为零，控制器不再执行。伺服阀的输出也因此为零。相应的止回阀也被关闭。4.4.4.3 停止动作压下可被一个错误报告或操作人员发出的命令而终止动作。当前的实际值作为设定值。轧制机架因此可控地保持在当前位置。4.4.4.4 液压缸内油柱高度补偿由于辊径大小导致液压缸行程的长短距离会引起油缸内油柱高度不同。这会引起压下系统的非线性响应。流体液位不同引起的压缩性必须加以考虑，这用补偿曲线来进行校正。补偿结构是这样布置的，当液压缸在中心位置，或功能被禁止，系数C1。补偿依据当前辊径和液压缸位置（绝对位置）。伺服阀的电流是控制器输出乘以系数C，因而根据液压缸行程被放大或收缩。曲线由轧机制造商来提供。WD: 辊径S: 位置C: 补偿系数PMAX_C: 最大补偿系数h1: 最大辊径油柱高度h2: 最小辊径油柱高度 DOCCMP: 油压缩补偿系数X: 当前液压缸位置 PSL_D: Y轴交叉点PSL_K: 线性梯度4.4.4.5 伺服阀特性适应伺服阀位于液压压下系统控制回路控制器输出之后。代表控制系统的一个非线性元件，原因是液压油流量不仅取决于控制电流也取决于阀前后的压力差。此影响由伺服阀特性适应来补偿。此功能会将压下系统控制器的输出和伺服阀打开压力差成比例计算。这会使用控制系统线性化，改善压下系统的动态性。4.4.4.6 摩根轴承油膜厚度补偿带滑动轴承的支撑辊需要液压压下的油膜厚度补偿。油膜厚度由轧制力和轧制速度决定。这对辊缝的影响由下列轧制力，轧制速度因式描述s = f (v) and A = f (FW)s = 位置变化v = 实际速度A =百分比 (0和1之间)FW = 当前轧制力两个因式都会导致机架特性改变，所以在调试阶段要记录下来，作为参数输入到程序中去。这些曲线一起相乘，在轧制期间决定油膜厚度补偿（位置变化）。4.4.4.7 伺服阀主从转换回路控制回路的执行变量总是加入到预选择好的伺服阀。如前所述，每个液压缸都配有两个伺服阀，它们可并行切换。伺服阀由转换回路来运行控制。这意味着仅有一个伺服阀在短行程时激活，如果控制行程太长，超出伺服阀的范围，那么从属伺服阀被激活无扰切换，满足相应的要求。每个液压缸并不一定总是绝对使用两个伺服阀来运行。一个液压缸可以只用一个伺服阀来运行。因此，HMI上允许四种模式的切换。4.4.4.8 伺服阀监控系统伺服阀的泄露会导致使用周期减少，并严重影响压下控制回路的质量，进而影响带钢质量。为此安装一个带泄露电流补偿的伺服阀监控系统。监控功能由泄露电流积分器的斜率发生信号衍生而来。伺服阀泄露自动补偿，被设计用来补偿残留的控制余差。泄露电流积分器的积分偏移量，被叠加到伺服电流中。当压下系统的伺服电流，在可组态的时间段内超过20，会产生一个报警。相应伺服阀应当更换。4.4.4.9 控制器无扰切换控制器切换可在任何运行时刻进行，除了在辊缝打开单独轧制力模式时。辊缝打开轧制力控制仅在关闭方向有效。非活动控制器的设定值被定为实际值（无斜率）。这可以确保切换时的控制差为零，而切换是无扰的。如果控制器切换时遇到了动作命令，那么动作开始使用实际值作为设定值，再通过选择的斜率到新的设定值。4.4.5 压下系统监控4.4.5.1 实现的监控功能压下控制回路的下列过程变量组用来进行超限监视和故障错误消息的产生。控制输出位置和压力测量机架本身的实际值（位置，倾斜，轧制力和轧制力差）的门槛值消息以文本形式在HMI上显示4.4.5.2 门槛值的计算下面列出监控值的内部关系：消息：Summated Roll Force Exceeded，轧制力超限TRUE := XFRDx + XFROx PMXFRrun或TRUE := XFRDx + XFROx PMXFRv=0消息：No Roll Force Present, Gap Open，无轧制力存在，辊缝打开TRUE := XFRDx + XFROx PMNFRrun或TRUE := XFRDx + XFROx PMXDFR或XFRDx - XFROx PMAXTLorXSDx - XSOx PMINTLXFRDx = 轧制力实际值传动侧 XFROx =轧制力实际值操作侧 PMXFRv=0 = 组态的最大轧制力，用于生产线停止状态PMXFRrun = 组态的最大轧制力，用于生产线运行状态 PMNFRv=0 = 组态的最小轧制力，用生产线停止状态 PMNFRrun =组态的最小轧制力，用于生产线运行状态 PMXDFR = 组态的最大轧制力差 PMNDFR = 组态的最小轧制力差 PMAXTL = 组态的最大倾斜PMINTL = 组态的最小倾斜 4.4.5.3 监控功能响应轧制状态和压下系统的当前数据一直连续地被监控着。在某种情况下内部功能被激活，否则信息被传送到LCO和其它LFE压下，弯辊和窜辊的故障诊断和确认HMI主操作画面上支撑辊符号，以不同顔色显示压下，弯辊和窜辊的不同状态。红色：至少有一个控制器被禁止，在主画面上按开始按钮可以进行故障诊断：出现错误信息，指示故障的原因。如果故障消失，显示消息 “Fault acknowledge necessary”。在检查完安全状态后，在主画面上按下“Fault Acknowledge” 按钮，辊符号顔色显示为亮绿。注意，弯辊和窜辊也在按下故障确认按钮后使能。亮绿。弯辊和窜辊控制器使能，压下准备使能。压下在接收下个手动或自动命令后会使能，辊顔色变为暗绿。暗绿。所有控制器使用（弯辊，窜辊和压下）如果压下系统被“HGC on/off”开关切换关闭，显示红色如果压下被切换使能：显示暗绿（不需要确认，因为没能故障）下表显示压下系统监控在故障发生后的响应情况：故障立即响应当静止后的响应（速度0）倾斜限幅值1 (2mm) or轧制力差限幅值1 (2MN)停止压下的动作（不再增加设定值），以防止更严重的倾斜或轧制力差同左倾斜限幅值2 (2.5mm) or轧制力差限幅值2 (2.4MN)快停控制器禁止-控制器禁止-非控制地快速打开，如果仅仅轧制力大于2.5MN见情形1，不切换到换辊模式弯辊打到平衡-使用机架旁的快速打开按钮或主操台上HGC OFF开关，可以手动非控制快速打开（如果液压缸没有在完全打开最终位置）。-故障确认（在完全打位置，倾斜值小于限幅值1），然后用第一个动作命令来重启倾斜限幅值2 (3mm)快停控制器禁止弯辊平衡设到百分之百-控制器禁止-如果控制器仍在使能，非控制地快速打开，并且弯辊打到平衡-例外：如果控制器断开，无快速打开，而辊缝打开（无轧制力），在这种情况下，由于液压在阻塞状态，可能很大的倾斜。（这种情况下，需要手动非控制快速打开，使用机架旁的快速打开按钮或主操台上HGC OFF开关）-故障确认（在完全打位置，倾斜值小于限幅值1），然后用第一个动作命令来重启 故障立即响应当静止后的响应（速度0）轧制力限幅值1 (24.75MN 速度0 33 MN 速度0)33.0 MN 正常轧制时最大轧制力 24.75 MN 75% of 33MN大于33MN不再增加轧制力 - 临时轧制力可由LCO允许增加到33 MN，以使达到穿带和甩尾轧制力- 临时手动轧制力可增加到33 MN，在最多5秒后且速度等于零时，卸荷到24.75 MN- 压下系统卸荷到24.75MN，在轧机停止后并且轧制力大于24.75MN超过5秒后。轧制力限幅值2(34.65MN)34.65 MN 105% of 33MN, 过载1- 停止进一步压下- 切换到轧制力模式- 快停 - 由LCO可控制的卸荷到最小轧制力，或可控制的快速打开辊缝- 如果可控制的快速打开：弯辊打到平衡- 如果可控制的卸荷到最小轧制力:控制器仍在使能状态 - 如果可控制的快速打开：控制器在完全打开最终位置时禁止 ，但是控制器仍准备使能：自动或手动使用第一个动作命令。 轧制力限幅值3(36.3MN MN)36.3 MN 110% of 33MN, 过载2 - 快停- 选项1: 控制器禁止- 选项2：立即非控制快速打开，在速度不等于零- 选项2: 弯辊平衡到100%- 非控制快速打开- 弯辊平衡 - 控制器禁止 -故障确认，然后用第一个动作命令来重启 故障立即响应当静止后的响应（速度0） 位置值低限1) -5 mm 相对位置，如果压下系统已标定过或2) 计算按触位置-5mm如果压下系统未标定,或者3) 绝对液压缸位置大于200mm快停控制器禁止 - 如果压下标定过，控制器禁止或标定正运和且同步过 - 如果标定顺序正在运行，计算的接触位置5mm到达，但没有轧制力：标定中断，非控制快速打开：辊径或轧制数据错误 。- 在有带钢标定后，如果压下系统到最小轧制力，而5mm位置达到，但没有轧制力。停止动作，控制器禁止。原因：辊径或轧制数据错误。-使用机架旁的快速打开按钮或主操台上HGC OFF开关，手动非控制快速打开- 确认故障，重复有带钢标定 如果最小轧制力到达，错误的接触位置 不可用（启动未准备好） 功能用来随时检查辊径和接触位置，尤其有带钢标定后停止动作（控制器实际值等于设定值）禁止生产线启动准备好信号需要操作人员重新进行有带钢或无带钢标定 伺服阀监控(低动态性比较(1)如果伺服阀有位置反馈，比较伺服阀电流和伺服阀位置， x % 偏差 在 y 秒之后)(2)伺服阀高电流在x秒之后 仅在速度大于零，且轧制力大于最小值 快停控制器禁止- 控制器禁止-使用机架旁的快速打开按钮或主操台上HGC OFF开关，手动非控制快速打开故障确认，然后用第一个动作命令来重启 4.5 机架控制管理功能 4.5.1 功能简述机架控制管理分为几个子功能 机架集中器 SCO 机架标定 CAL 滞后测试 HYSSCO： 机架集中器汇集LCO线协调的报文CAL/HYS： 标定和滞后测试是机架管理的子功能4.5.2 功能描述4.5.2.1 机架集中器机架集中器代表以上几组LFE 线协调LCO 换辊RCH 急停EMS和以下子控制器的接口 弯辊系统 窜辊系统 压下系统 机架间张力控制 辊偏心补偿控制 标定功能机架集中器为机架接收LCO，RCH和ET200的信号。这些信息在机架集中器分开，并送到相应机架的功能。相关的机架功能将反馈信息集中起来到机架集中器，并送到LCO，RCH和急停系统。4.5.2.2 手动干预处理MAI手动干预处理从主操作台上读写ET200的信号。输入信号合并起来并送到相关的机架功能（如SDS）机架功能的反馈信号，如按钮指示灯的信号，以单独闪烁速率合并起来送到ET站中。MAI手动干预处理在LCO内4.5.2.3 压下系统的标定辊缝由位置变送器来记录。标定功能是在己知的辊缝位置设置脉冲记数值，以得到压下位置和脉冲数的关系。将机架动作到一个定义的位置（完全打开位置），然后将脉冲数清零。从这里辊缝关闭到产生特定轧制力（标定轧制力）的位置。这位置被称作机架正常工作点，保证标定结果的可重复性。标定程序是顺序步控制，并提供清零和标定功能。程序包含不同类型的标定顺序 无带钢的标定 有带钢的标定如果压下液压缸位置和压下位置的关系失效，需要标定。 比如压下控制器的重启，失电，位置传感器故障，脉冲计数故障，或换辊后。标定顺序可以机架操作面板使用带指示灯的按钮，或HMI上按钮来启动。在标定期间，控制命令送到压下系统，弯辊系统，窜辊和线协调系统（启动传动系统）。标定的状态（未标定，标定完成，标定中断）送到LCO。实际的状态在HMI屏幕上显示。在中断的情况下，诊断消息产生。1 标定顺序不同的标定顺序包含许多步骤。每个步骤由可调整的监视时间来监控。如此步骤在此期间内未准备好，顺序被中断。 在一个步骤完成之后，下一个步骤启动，并被相应监控起来。标定顺序如果所有的条件满足，会启动运行直到所有顺序步结束。启动条件决定标准标定或有带钢标定是否能被选择.标准标定： 机架未被带钢占用轧机有带钢标定： 机架被带钢占用1 无带钢标定顺序 下面的联锁在开始标定之前必须满足： 最大轧制力未超过 和机架功能的通讯正常 SDS准备好 弯辊系统准备好 窜辊系统准备好 换辊系统准备好 LCO准备好 乳化液系统准备 机架未被占用这些联锁其中之一丢失会引起标定立即终止，并显示错误信息。在错误出现之后，重新启动标定顺序被禁止，直到错误确认之后。具体每个步骤的联锁和功能检查在单独标定步骤中实现，比如： 压下系统没有最大关闭 最小轧制力超过 机架速度不为零 冷却打开 手动标定速度正确 机架速度为零 如果故障出现，会出现之前所述的反应结果。每个顺序步的反馈由参数化的时间来监控： 当前控制器模式（位置，轧制力，单独轧制力控制） 脉冲计数被清零或标定 压下系统打开 传动接通运行 冷却接通 轧制线正常 计算的标定值和实际值差在允许范围之内 窜辊在标定位置如果监控时间超过，会出现之前所述的反应结果。具体标定顺序步步骤动作压下模式POSRFSRFCOLInit初始化X SDS collapse 压下全部打开X Counter Zero set 脉冲计数清零X Xmm close 选择带倾斜的位置控制模式，在压下缸完全打开位置向下关闭 x mm X Calibration_Tilt 选择标定的倾斜设定值 X Cal Bending ON 给出弯辊系统命令，弯辊到弯辊轧制力X F_min close 选择带倾斜的轧制力模式，关闭辊缝到最小轧制力，检查辊径是否正常范围内，并且贮存位置值X F_contact close 选择单独轧制力控制模式，使用对称的接触轧制力X Position +5mm 选择带倾斜的位置控制模式，打开辊缝 x mmX Tare F_RF 清零刨除轧制力测量值X F_cont to RF 选择带倾斜的轧制力模式，关闭辊缝接触带钢 X Start Cooling 乳化液系统打开接通X Start Maindrive 启动主传动 X Start shifting 启动窜辊到标定位置X Check drive 检查主传动的速度X F_SRF mode 选择单独轧制力控制，两侧使用对称的标定轧制力X Time loop 1 等待旋转（支撑辊两圈）X Calibration pos 标定每侧单独位置值（标定位置传感器）X Start pos ctrl 启动偏心补偿的位置控制 X Mes excentricity 偏心补偿测量X F_contact open 选择带倾斜的轧制力控制，控制轧制力为接触带钢轧制力大小 X Stop Maindrive 停止主传动 X end cooling 关闭乳化液系统 X Open to +10mm 选择带倾斜的位置控制，打开辊缝y mm X End Basic cal 标定结束X POS = Position Control 位置控制RF = Roll Force Control 轧制力控制SRF = Single Roll Force Control 单独轧制力控制COL = Uncontrolled Cylinder Collapsing 不可控的快速打开液压缸2 轧机内有带钢标定在轧机停止之后，带钢被固定下来，这时需要进行换辊。换辊完成之后，压下系统在完全打开位置。在完全打开位置，位置实际值会被新换辊的辊径和旧辊的辊径之差校正。所以机架内有带钢标定只是进行计算。当辊缝接近带钢时，进行可靠性检测。如果辊径错误，轧机会得到启动未准备好信号。这种情况下，辊径需要检查，有带钢标定必须重新进行。步骤动作压下模式POSRFSRFCOLInit初始化X SDS fast open 选择带倾斜的位置控制模式，快开到完全打开位置X SDS collapse 液压缸完全收缩打开X Set corr pos 通过将额外辊缝差加入到两侧位置值，来校正位置实际值 X =+J mm close选择带倾斜的位置控制模式，关闭辊缝X毫米X END WSEQ 标定结束X 4 滞后和机架模量测试滞后测试是LFE CAL机架标定功能的一个子功能滞后测试的目的是自动测量压下系统液压缸的滞后和定义机架模量。滞后测试顺序包括几个步骤。象标定顺序一样，滞后测试使用相同的外部接口。每一个单独步骤在可调节的时间期间内监控。如果步骤在期间内未准备好，顺序被中断。一个单独步骤结束后，下一个步骤和相应的时间监控也跟着启动。滞后测试由HMI启动，如果所有条件满足，自动运行到结束。下面的通用联锁条件在启动顺序步之前必须满足： 最大轧制力未超过 和机架功能的通讯正常 SDS准备好 弯辊系统准备好 窜辊系统准备好 换辊系统准备好 LCO准备好 乳化液系统准备 机架标定过 机架未被占用这些联锁其中之一丢失会引起标定立即终止，并显示错误信息。在错误出现之后，重新启动标定顺序被禁止，直到错误确认之后。具体每个步骤的联锁和功能检查在单独标定步骤中实现，比如： 压下系统没有最大关闭 最小轧制力超过 机架速度不为零 冷却打开如果故障出现，会出现之前所述的反应结果。每个顺序步的反馈由参数化的时间来监控： 当前控制器模式（位置，轧制力，单独轧制力控制） 传动接通运行 冷却接通 窜辊在标定位置如果监控时间超过，会出现之前所述的反应结果。具体滞后标定顺序步骤动作压下模式POSRFSRFCOLInit初始化Cal Bending ON 给出弯辊系统命令，弯辊到弯辊轧制力F_contact close 选择带倾斜的轧制力控制模式，打闭辊缝接触带钢X Start Cooling 乳化液系统打开接通X Start Maindrive 启动主传动 X Start shifting 启动窜辊到标定位置X Check drive 检查主传动的速度X F_SFR control 选择单独轧制力控制，两侧使用对称的标定轧制力X F_contact 选择带倾斜的轧制力控制模式，打闭辊缝接触带钢X Reset recording 复位记录数值X F_HystTest 选择带倾斜的轧制力控制模式，调整到滞后轧制力值X F_contact open 选择带倾斜的轧制力控制模式，调整到接触带钢轧制力值X Stop maindrive 停止主传动X End cooling 停止乳化液冷却 X Open to +10mm 选择带倾斜的位置控制模式，打开10mmX X END Hysteresis 滞后测试结束X X 4.6 弯辊控制系统4.6.1 功能简介弯辊的定义正弯当液压缸伸展开，工作辊轴承彼此分离。带钢中心的厚度减少，而两边的厚度增加。辊缝凸度增加。负弯当液压缸收缩，工作辊轴承彼此靠近。带钢中心的厚度增加，而两边的厚度减少。辊缝凸度减少。平衡平衡的参考值是：- 对工作辊控制器来说是计算的正弯参考值- 对支撑辊来说是活塞侧的高压力值，杆侧的低压力值用来保证上辊系和液压压下缸的紧密接触，这意味着辊的重量被平衡补偿。4.6.2 功能描述RBS弯辊系统是包括控制逻辑和回路控制单元的独立单元。控制逻辑从相邻LFE接收控制命令，并转化为设定值。这些设定值由回路控制执行。控制系统根据机械结构可包括最多两个控制回路。RBS在轧机自动化系统形成了一个独立组件。计算件硬件输入输出信号和软件组成了一个完整的单元。弯辊控制的范围包括工作辊控制回路和中间辊控制回路，支撑辊平衡的控制逻辑。RBS具有模块化结构-基本模块COMMON包括基础功能，如：硬件输入输出，和其它LFE的通讯，SIL，PSH的接口，LCO启动逻辑等-控制模块实现单独的弯辊控制及平衡控制回路。所有模块具有相同结构。控制模块划分为三个功能部件：弯辊控制，包括： 控制策略 控制模式选择 控制监控 伺服阀输出数字滤波器设定值预处理，包括：模式选择设定值选择轧制力补偿辅助功能，比如：实际值处理伺服阀监控4.6.2.1 弯辊控制4.6.2.1.1 控制框图弯辊系统为每个弯辊系统实现最多两个控制回路。每个弯辊和平衡回路以比例控制器的形式实现，并且有一个连接的慢积分控制器来控制弯辊力。每个控制系统的输出被限幅。设置活动积分I分量控制限幅器，能够使比例P分量和积分I分量之和不超过最大值，这会避免不必要的死区时间。 RBS弯辊系统原则上以SI单位使用力。弯辊力的实际值从液压缸两侧活塞侧和杆侧压力差而来。弯辊力的实际值由压力传感器测量。它们提供液压缸两侧压力值。这些压力值和液压缸面积相乘可计算出弯辊力来，并转化为最大弯辊力的百分数。1 支撑辊平衡上支撑辊平衡用于补偿上支撑辊重量，以确保和压下系统的紧密接触。所以支撑辊平衡只有正方向。支撑辊平衡是通过伺服阀的压力控制。所有平衡缸并行连接。操作侧和传动侧活塞侧压力平均值提供活塞侧平衡压力值。杆侧有一个单独的压力变送器。平衡力被定义为液压缸活塞侧和杆塞测量作用力之差。 2工作辊弯辊系统工作辊弯辊包括一个控制回路，控制液压缸活塞侧和杆侧的不同差压。所有弯辊缸都是并行连接。液压缸活塞侧有两个压力传感器，一个在传动侧，一个在操作侧。两侧压力的平均值提供弯辊活塞侧的实际值。活塞侧压力乘以活塞面积得到正弯辊力。杆侧压力平均值也是由操作侧和传动侧两侧压力传感器测量和计算而来。杆侧压力值乘以杆侧面积得到负弯辊力。总弯辊力是由正弯辊力和负弯辊力计算而来。所有弯辊力转化为最大弯辊力的百分数。3 中间辊弯辊系统中间辊弯辊包括两个控制回路，控制操作侧和传动侧的内外部液压缸。每个液压回路提供一个伺服阀。弯辊液压缸的控制回路被设计可以补偿窜辊轴向移动带来的杠杆影响。总弯辊力从单个弯辊力之和计算而来。 4.6.2.1.2 控制模式选择弯辊系统被设计成实现多种可变类型机架弯辊系统。具体类型变化可通过改变参数如液压缸面积，压力等软件开关，两种控制回路可以分别使用。本项目中，工作辊弯辊和支撑辊平衡每个有一个弯辊控制器，中间辊有两个控制器。下面图例显示软件结构中控制系统具体如何实现。为了使用相同软件结构来实现不同的液压系统，软件内部使用软件开关来选择控制器，压力变送器模拟量输入，实际值计算，设定值选择和伺服阀模拟量输出。图示中显示开关选择的原理，真正具体的实现可能有具体细节的不同。4.6.2.1.3 控制回路监控下面的变量进行限幅值检查，以确保可靠的控制功能：弯辊力从平直度控制来的弯辊力变量伺服阀电流相应的实际值被监控是否超限，若超限后会产生报错信息。4.6.2.1.4 伺服阀输出的数字滤波数字滤波器可在伺服阀电流输出频率接近弯辊系统时，减少输出幅度。此功能可以被内部开关激活或组态。4.6.3 设定值输出 4.6.3.1 模式选择弯辊控制运行模式由不同控制信号和当前机架状态来决定。运行模式内部具体实现，是由手动干预，换辊RCH，线协调LCO和标定控制CAL，来快定的。下面的模式有效的： 标定弯辊 轧制运行弯辊 穿带和甩尾时弯辊 平衡 弯辊恢复 热启动弯辊 换辊和维护模式的弯辊 楔形控制 板形控制 轧制力前馈控制设定值被内部存贮或由过程计算机给出。设定值是经过斜率给出，以避免模式切换时阶跃产生。4.6.3.2 设定值处理弯辊设定值可从几个来源来确定。正常轧制运行时弯辊设定值由Module4模块得到。根据实际模式，弯辊控制内部使能这些设定值。LFE功能单元RCH，LCO，CAL传送控制信号，并将这些控制信号转换为相应设定值。控制命令也可从操作台上信号给出。设定值是经过斜率给出，以避免模式切换时阶跃产生。人工干预和自动设定值的斜率梯度由内部参数给出，可在程序内可修改。当成功完成相应命令，一个确认信号送回相应LFE中。当检测到错误时，如相应动作内部没有被使能，一个诊断消息会产生，在HMI上显示。下图显示控制框图4.6.3.3 动态设定值限幅最小弯辊限幅值由轧制力，轧辊重量，加速模式等因素决定，以保证在轧制期间辊系之间紧密接触。弯辊系统限幅值，是在空载辊缝情况下，由计算的平衡值来决定的。在此限幅值之下，降下辊系，只是在换辊或维护模式允许。见下图示意：4.6.3.4 轧制力前馈控制轧制力前馈控制校正当轧制力变化时弯辊的设定值，以保持轧制板形恒定。通过选择开关，可使用两个控制版本，用来当前轧制力较正。绝对偏差，用轧制规程轧制力的偏差来决定弯辊力校正相对偏差，用此功能的轧制力记录系数k1dFB/ dFW 由过程计算机计算，基于轧机制造商提供的机械特性。任何必要的附加校正值，当弯辊限幅值达到时（正弯或负弯设定值限幅），可由安装的CVC轴向窜动来实现。另外有一个选项功能，当弯辊校正值可被转换为窜辊量，当弯辊限幅制到达后，将附加设定值送到窜辊系统RSS中。被偿系数k2dS/ dFW也由轧机制造商来确定。弯辊特性可由下图所示：4.6.3.5 工艺功能的附加设定值附加设定值从板形控制FLC传送过来，并附加到基本设定值上。相应内部模式被激活，附加设定值可在运行条件检查过后，由相应的控制信号使能或禁止。对前馈控制而言，也是相同的控制顺序，只是弯辊系统使用内部功能。4.6.3.6 手动设定值手动设定值也是由斜率功能使用相应的梯度来给出。手动干预中止自动设定值的输出，并且后计算被禁止，只到重新计算或负荷重分配执行。此状态由弯辊设定值画面上的顔色变化来指示。附加设定值的接收处理，只有在手动干预期间被禁止。4.6.3.7 伺服阀监控伺服阀的泄露会导致使用周期减少，并严重影响压下控制回路的质量，进而影响带钢质量。为此安装一个带泄露电流补偿的伺服阀监控系统。监控功能由泄露电流积分器的斜率发生信号衍生而来。伺服阀泄露自动补偿，被设计用来补偿残留的控制余差。泄露电流积分器的积分偏移量，被叠加到伺服电流中。当压下系统的伺服电流，在可组态的时间段内超过20，会产生一个报警。相应伺服阀应当更换。4.7 窜辊控制系统4.7.1 功能简述窜辊系统RSS包含所有窜辊运行需要的功能。窜辊是在轧制方向的轴向进行，上辊和下辊分布朝向彼此相反。在有负荷下窜辊也是可能的，只是仅以慢速进行。最大的窜辊速度取决于带钢速度和轧制力。作为一个选项，窜辊系统也可以在轧制时减少弯辊系统的负荷。 当弯辊达到工艺上极限进，附加设定值根据相应的弯辊变化送到窜辊系统。 下图显示窜辊系统传动侧的俯视图。每个辊由安装在出口侧和入口侧的两个液压缸窜动。液压缸的入口流量和出口流量由一个公用伺服阀驱动，而位置实际值由出口侧辊上安装的编码器测量。4.7.2 功能描述4.7.2.1 系统控制策略1运行方式所有类型控制系统的相应设定值由设定值产生器计算。相应控制系统的选择由当前激活和使能的控制信号决定。实际位置值由CFC程序“实际获取和计算”计算而来。有下面几种控制类型： 轧制模式每对辊的位置控制器上下辊之间的同步控制 维护模式每个辊的单独位置控制 2 控制框图轧制模式维护模式伺服阀漂移补偿控制器需要一个积分器来补偿伺服阀的液压漏油。因而积分器必须有以下特点： 单独的输出限幅，以能够保持与执行器全程范围相比较而言较小的限幅。 外部信号禁止功能，以防止突变动作（如设定值阶跃 ） 单独的输出限幅，以防止突变动作， 设定到慢速，在控制器以比例响应为主时4.7.2.2 设定值处理 4.7.2.2.1 设定值来源 存在不同的设定值来源，如下图所示：Module4功能块提供正常轧制下的二级设定值。设定值的选择和使能依据所选的控制命令。换辊RCH，线协调LCO，手动干预，CAL标定等功能传送控制信号，窜辊系统接收信号之后经过可靠性检查，再转化为相应设定值和控制命令。 手动干预设定值内部产生，并通过斜率加到控制回路中去。作为选项，窜辊系统也接收窜辊系统来的附加设定值。在设定值激活之前，安全相关的条件被检查。这包括系统是否大于最小的辊圆周速度或轧制力在允许的边界之内。相应的请求信号传送到 传动速度系统LCO/MRG，速度到窜辊设定速度 或压下系统，压下到窜辊设定轧制力4.7.2.2.1.1 来自Module4的设定值当SDH（二级设定值处理功能）为某个带钢接收到新二级设定值，它会把设定值和带钢ID号广播到所有LFE功能单元去。每个单独LFE，使用Module4功能块来处理。每个LFE由MTR的跟踪信号，得知当前和下一卷带钢的ID号。每个LFE处理两个设定值集合（当前和下一卷带钢）。窜辊系统使用MTR提供的