四辊双机架可逆轧机的电气控制.doc

四辊双机架可逆轧机的电气控制
上海北整工程技术成套有限公司：王家骐张富生

一、轧机机列简图及主要测量仪表：
图1.二机架可逆机组简图

1,2四辊轧机二台
3,4卷取（开卷机）二台
5,6测厚仪二台
7,8,9测张仪三台
10,11测压仪二台
12,13压下采用液压AGC系统（每台轧机内外侧各一套）共四套
使用电液伺服阀、油缸，用位移传感器测量油缸位移。14,15托辊，用增量型编码器测线速及位移。

二、主要电控控制思想：
1．为了保证传动精度，使用全数字直流传动模块，使用Ansaldo意大利
模块，有较高的性价比。
2．为了提高可靠性，所有控制功能都集中在PLC统一控制指挥，考虑
可以使用西门子S7-300或S7-400系列的PLC，PLC与各直流传动
模块之间的信息交流都通过ProfiBus网络系统进行通讯联络。
3．主要的控制功能，除常规的轧机操作功能外，加强和提高如下操作
功能：
a．为提高成材率，轧机（二连轧可逆）为可逆轧机。当向左运行时，
左卷为卷取机状态，右卷为开卷状态，左轧机为基准速度机架，
右轧机为带张力闭环作外环的速度随动跟踪机架，保证了轧制线
上秒流量不变的控制原则。卷取机（开卷）机均为带张力闭环为
外环的恒张力电流系统。
b．当可逆机组向反向（右向）轧制时，右轧机为基准速度系统，而
左轧机为带张力闭环随动跟踪机架，卷机模式与上相同。
c．线速度测量，便于卷径计算，可以进行动态补偿，提高张力动态
精度。位移测量，便于前馈压下控制，当来料厚度变化时，进行
压下补偿，提高成品精度。
d．为了提高轧材成品精度，采用AGC系统，其主要控制思想如图2
图2AGC控制示意框图

4．针对四辊可逆轧机的特点，以向左轧制为例，其AGC控制原则为：
a．左卷用测张仪⑦控制恒张力卷取，右卷用测张仪（以⑧测张仪
控制）控制恒张力开卷。
b．测厚仪⑤控制先调右轧机②，对轧机①的张力也就是作为厚度微
调，当张力超出设定范围时，调节轧机①压下，先调张后调压的
原则，保证出口成品精度。
c．测厚仪⑥主要用于机架②的前馈厚控，以消除来料厚度变化的不
稳定因素，最后保证出口成品厚度较高的精度公差。
d．其它轧机刚度、轧速、轧制压力变化等因素与常规液压AGC中一
样，经数模计算对辊缝设定参与调控，进一步提高轧机整体性能。
5．在工艺要求灵活修改各项轧制参数及自动控制的调节参数时，可以
加设一台触摸屏式人机对话的界面，同时也可通过屏幕了解电控系
统的在线变化情况，有利于帮助不断改进工艺设置。

三、电气系统的控制结构框图
说明：1.人机对话界面通过RS485通讯，作为各种参数设定及实时状
态观察。
2.主站通过ProfiBus通讯对主机1、2实现模式切换（基准机
架或跟踪机架），主机间恒张力控制（确保秒流量）、速度控
制、升降速斜率控制，对卷取机实现恒张力控制，卷径计算
及动态补偿。
3.主站通过ProfiBus经模块返回测张仪、测速仪、电流等信号
获得自动控制的有关参数，并经模数转换插件获取压力信号、
测厚仪信号等经数据运算处理后，通过数模转换插件及开关
量插件实现压下自动控制，及实现各种必要的保护。
4.轧机操作经总操台、机旁箱实现各种操作，并经ProfiBus通
讯总线传至主站来实现所需操作。
5.当轧速较高时，应考虑传动与AGC分别二套系统，可再加一台
工控机，提高响应速度及轧制精度，二套系统与工控机用网络
联络交换信息。

上海北整工程技术成套有限公司
2005年