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包钢热连轧卷取机自动控制系统的研究摘要：卷取机是板带热连轧生产线主要组成部分。该文以包钢热连轧卷取机为例详细介绍热连轧卷取机控制系统的原理和控制方法PLC400和TDC对整个卷取机控制系统的控制方法。关键词：卷取机热连轧PLC400中图分类号：TG333.2+4文献标识码：A文章编号：1674-098X（2013）02（a）-0072-02卷取机是板带热连轧生产中最主要的部分之一。板带经过精轧机组后最终轧制成给定厚度的成品由输出辊道送至卷取机中进行卷取成品板带在输出辊道上运行时有层流冷却装置进行控制冷却冷却后的板带在进入卷取机前有侧导板进行对中然后以一定的张力由三助卷辊式全液压卷取机卷成紧凑的钢卷钢卷卷取完成后由卸卷小车从卷取机上卸下送至打捆站。1卷取机的控制见图1。1.1卷取机的组成热连轧卷取区一般有两台或三台卷取机包钢热连轧选用两台卷取机在正常轧钢中两台卷取机交替工作图1为包钢热连轧卷取机机械结构图主要包括以下几个部分：卷取机辊道控制主要目的是使从精轧机高速轧制出的板带平稳进入卷取机同时对板带头尾在卷取辊道位置进行正确控制；侧导板控制主要目的是正确引导板带对中防止板带跑偏使板带顺利进入夹送辊、卷筒形成良好的卷形可以降低卷取塔形稳定和提高卷取的质量；夹送辊控制主要目的是将成品板带夹紧送入卷取机并可使板带在头部和尾部时与卷取机形成张力并且在厚钢板头部翘起时上夹送辊可以压下便于板带咬入和卷取上夹送辊的升降有液压缸来驱动通过伺服阀完成对夹送辊的位置控制和压力控制并且下夹送辊配置一台测速电机和一个脉冲发生器用于夹送辊的速度控制；激光检测器控制主要目的是检测是否有板带头部进入或板带甩尾；助卷辊控制卷取机有三个助卷辊有图1可知定义为1号、2号、3号助卷辊每个助卷辊由一台电机传动控制助卷辊的速度每个助卷辊安装在一个可绕枢轴转动的支架上以保证在卷钢过程中的转动不受限制助卷辊支架由一个液压缸来驱动通过电液伺服阀来完成对助卷辊的位置和压力控制当板带头部进入卷取机时为了防止板带与助卷辊的冲击损害板带头部造成事故及消除板带头部压痕配置的三个助卷辊都具有自动踏步控制；卷筒控制主要目的是控制卷筒的速度、卷筒的涨缩和卷取张力的建立。1.2卷取机自动踏步控制（AJC）自动踏步控制是卷取机控制系统中最主要控制部分如图2所示以包钢热连轧卷取机为例剖析卷取机自动踏步控制当板带头部进入卷取机时采用自动踏步控制可以防止板带与助卷辊的冲击而造成事故或成材率减小并且可以消除头部压痕。图2即为卷取机自动踏步控制的顺序图步1：带钢头部进入夹送辊所有助卷辊调到预设定位置其中1号助卷辊预设定间隙设置为板带厚度的1.5倍2号和3号助卷辊间隙稍大于板带厚度为了板带顺利卷取首圉三个助卷辊辊缝逐步减小；步2：完成步1后板带进入激光检测器校准带头增强踏步控制可靠性；步3：板带头部通过1号助卷辊当助卷辊没有探测压力变化时仍采取位置预设定控制当探测到压力变化时立刻采用压力控制同时校准板带头部位置；步4：板带头部进入2号助卷辊同步3；步5：板带头部进入3号助卷辊同步3；步6：完成首圈后当板带头部距1号助卷辊一定距离时启动一号助卷辊抬起其辊缝设置为板带安全距离+板带厚度；步7：板带头部通过1号助卷辊时助卷辊立即转变为压力闭环控制协助卷筒顺利卷取。步8：板带完成1号助卷辊踏步控制后当板带头部达到距1号助卷辊一定距离后并接近2号助卷辊时启动2号助卷辊踏步控制同步6；步9：板带头部通过2号助卷辊完成2号助卷辊踏步控制同步7；步10：板带头部通过2号助卷辊并距离3号助卷辊一定距离时起动3号助卷辊踏步控制同步6；步11：板带头部通过3号助卷辊并完成3号助卷辊踏步控制同步7。重复步6到步11直到张力建立。步12：卷取机张力建立后为了起到安全甩尾1号助卷辊退到最大外径位置2号和3号助卷辊复位到初始位置。1.3卷取机控制方式卷取机包括自动方式和手动方式：手动方式即在卷取机所有联锁条件都满足即卷取机准备好的情况下卷取机由操作工在操作台上进行选择。自动操作方式卷取机有PLC系统自动完成选择在卷取机准备好的前提下允许操作工通过现场操作台进行人工干预修改卷取机的选择结果特别是卷取机在自动模式下可以通过人机界面HMI按照板带在不同的位置来设定超前率和滞后率进行速度控制。2卷取机基础自动化控制的硬件功能包钢热连轧卷取机自动化控制的硬件功能图如图3所示配置一台中心交换机该交换机不仅具有通信管理、拥塞管理和虚拟网络功能而且可以配置交换机以便同上下游控制级实现多种协议的数据交换。在卷取操作室多台PC工作站和网络打印机通过10