第一階段一學(xué)習(xí)資料

1、第一階段 自動(dòng)化培訓(xùn)學(xué)習(xí)資料第一部分 整體簡(jiǎn)述1. 熱軋工藝流程簡(jiǎn)述 具體見軋線公共設(shè)計(jì)部分，此部分需密切結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)，必須掌握。2. 自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)范圍2.1 設(shè)計(jì)范圍主廠房?jī)?nèi)以及水處理區(qū)域內(nèi)和空壓站等公輔設(shè)施的電氣、儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括（從連鑄橫移臺(tái)車后第一組輥道開始到運(yùn)輸鏈末端為止，包括平整分卷區(qū)域）：自動(dòng)化儀表、基礎(chǔ)自動(dòng)化、過程自動(dòng)化、生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)等內(nèi)容。2.1.1 自動(dòng)化儀表 加熱爐儀表由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、控制儀表，信號(hào)轉(zhuǎn)換儀表構(gòu)成；軋線儀表檢測(cè)帶鋼溫度、寬度、厚度、凸度、重量、軋機(jī)軋制力等參數(shù)，具有與基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)和過程自動(dòng)化系統(tǒng)通信能力；高壓水除鱗泵站、空壓站及水處理儀表檢測(cè)信號(hào)直

2、接進(jìn)入基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)；水處理系統(tǒng)配置信號(hào)轉(zhuǎn)換儀表；能源計(jì)量?jī)x表配置一入二出轉(zhuǎn)換儀表，一路送基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，一路送能源中心。2.1.2 軋線自動(dòng)化系統(tǒng) 自動(dòng)化控制系統(tǒng)由基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)（L1）、過程控制級(jí)（L2）、生產(chǎn)控制級(jí)（L3）組成。1）基礎(chǔ)自動(dòng)化級(jí)（L1） 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)由可編程序控制器（S7-400 PLC）、工藝控制器（TDC）、遠(yuǎn)程IO（RIO）、人機(jī)接口（HMI）和過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（IBA）以及通訊網(wǎng)絡(luò)等共同構(gòu)成。 L1 級(jí)的控制范圍：按工藝流程分為板加區(qū)、粗軋區(qū)、精軋區(qū)、卷取區(qū)、平整分卷機(jī)組等區(qū)域，每個(gè)區(qū)域均設(shè)置有各自的基礎(chǔ)自動(dòng)化控制器。 L1 級(jí)的任務(wù)：主要完成設(shè)備的順序控制及聯(lián)鎖

3、控制，自動(dòng)位置控制，速度控制，張力控制，帶鋼的溫度、厚度、寬度、板形控制，卷取控制以及加熱爐的熱工參數(shù)控制，回路調(diào)節(jié)，故障檢測(cè)與報(bào)警，各種操作界面和數(shù)據(jù)采集等任務(wù)。2）過程控制級(jí)（L2） L2 級(jí)的控制范圍：從板加區(qū)的加熱爐爐前裝料輥道輥道開始，到卷取機(jī)出口鋼卷運(yùn)輸鏈為止。其中加熱爐計(jì)算機(jī)控制加熱爐區(qū)；軋線計(jì)算機(jī)控制粗軋區(qū)、精軋區(qū)及卷取區(qū)。 L2 級(jí)的控制任務(wù)：主要完成板坯/帶鋼初始數(shù)據(jù)處理、材料跟蹤、控制模型計(jì)算及設(shè)定、過程數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)通信以及操作指導(dǎo)等任務(wù)。3）生產(chǎn)控制級(jí)（L3） L3 級(jí)的控制范圍：從板坯庫入口開始到成品庫發(fā)貨為止，包括對(duì)板坯庫、加熱爐、主軋線、運(yùn)輸鏈、鋼卷庫、磨輥間等

4、工藝車間的管理和控制。 L3 級(jí)的控制任務(wù)：主要完成軋制計(jì)劃的編制和發(fā)行、發(fā)貨管理、全廠物料跟蹤、質(zhì)量管理、庫管理、磨輥間管理、生產(chǎn)實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)的收集、處理，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、履歷、報(bào)告等任務(wù)。3. 自動(dòng)化儀表3.1 加熱爐儀表(先了解)1) 加熱爐本體（3 座加熱爐，其中一座二步實(shí)施） 加熱爐分4 段燃燒控制：預(yù)熱段，加熱段，上、下均熱段，各段均采用蓄熱式控制技術(shù)。 每段爐溫測(cè)量、自動(dòng)控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警（連續(xù)燃燒控制、蓄熱燃燒換向控制等）； 每段煤氣、空氣流量測(cè)量、雙交叉限幅控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警； 爐壓測(cè)量、控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警； 煙氣總管壓力檢測(cè)控制； 每段煙氣溫度控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警； 爐

5、內(nèi)含 O2 量檢測(cè)； 爐尾爐溫測(cè)量、指示； 常規(guī)煙管煙氣調(diào)節(jié)閥前煙溫測(cè)量、指示、記錄、聯(lián)鎖控制； 燃燒空氣壓力測(cè)量、控制、記錄、聯(lián)鎖控制； 煤氣總管壓力測(cè)量、控制、記錄、聯(lián)鎖控制； 煤氣總管切斷控制； 冷卻水進(jìn)水總管流量、壓力、溫度測(cè)量、指示、記錄； 冷卻水回水支管溫度、流量測(cè)量報(bào)警； 冷卻水排水總管壓力測(cè)量； 儀表用氣源壓力測(cè)量； CO 檢測(cè)、報(bào)警； 各種過程參數(shù)（溫度、壓力、流量、液位等）監(jiān)控； 風(fēng)機(jī)啟停及保護(hù)控制； 蓄熱體溫度保護(hù)控制。2) 加熱爐汽化冷卻 汽包水位測(cè)量和控制； 汽包壓力測(cè)量和控制； 汽包溫度測(cè)量； 循環(huán)泵進(jìn)、出水母管壓力測(cè)量； 外送蒸汽壓力測(cè)量； 給水調(diào)節(jié)閥后壓力測(cè)量；

6、 循環(huán)泵站冷卻水壓力測(cè)量； 熱水循環(huán)泵軸承溫度測(cè)量； 汽包蒸汽流量測(cè)量； 汽化冷卻送出蒸汽流量測(cè)量； 汽包給水流量測(cè)量； 各循環(huán)回路流量測(cè)量； 循環(huán)水總流量測(cè)量； 軟水進(jìn)水流量測(cè)量； 軟水箱水位測(cè)量和控制； 軟水進(jìn)水壓力測(cè)量； 軟水泵出口母管壓力測(cè)量； 除氧器壓力測(cè)量和控制； 除氧器蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥前壓力測(cè)量； 給水泵出口母管壓力測(cè)量； 除氧器水位測(cè)量和控制； 除氧器溫度測(cè)量； 除氧器補(bǔ)水流量測(cè)量。3. 2 軋線儀表（結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)）軋線儀表檢測(cè)帶鋼溫度、寬度、厚度、凸度、重量、軋機(jī)軋制力等參數(shù)，部分儀表設(shè)備自帶有顯示、處理計(jì)算機(jī)，放置在相應(yīng)的主電室、儀表室、操作室內(nèi)進(jìn)行參數(shù)的顯示、記錄、打印和數(shù)據(jù)處

7、理。同時(shí)，通過設(shè)置在各個(gè)主電室、儀表室內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、光電轉(zhuǎn)換器和網(wǎng)絡(luò)電纜將軋線儀表測(cè)量信號(hào)和處理信息送軋線PLC 或過程計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控。3.3 高壓水除鱗泵站儀表 高壓水除鱗泵站儀控系統(tǒng)均由儀/電合一的PLC控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)各類檢測(cè)儀表構(gòu)成，原則上現(xiàn)場(chǎng)儀表直接進(jìn)入PLC 系統(tǒng)，通過PLC 系統(tǒng)對(duì)溫度、壓力、流量、液位等過程參數(shù)進(jìn)行集中監(jiān)控。3.5能源計(jì)量?jī)x表 主要包括混合煤氣、轉(zhuǎn)爐煤氣、氮?dú)?、氧氣、壓縮空氣、蒸汽的流量、壓力、溫度檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)經(jīng)一入二出配電器、溫度變送器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的420mADC 進(jìn)入加熱爐基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，并通過軟件實(shí)現(xiàn)流量的溫度、壓力補(bǔ)償，預(yù)留至能源中心420mADC

8、 接口。3.6水處理儀表 儀控系統(tǒng)由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、控制儀表和PLC 控制系統(tǒng)構(gòu)成，PLC 控制系統(tǒng)采用儀/電一體化設(shè)計(jì)。原則上，現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)經(jīng)配電器、隔離器、溫度變送器轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的420mADC 進(jìn)入PLC 系統(tǒng)，PLC 輸出的數(shù)字量信號(hào)通過繼電器隔離。各類工程參數(shù)監(jiān)控及操作在水處理控制室進(jìn)行。 儀控系統(tǒng)完成水處理各個(gè)子系統(tǒng)溫度、壓力、流量、液位等過程參數(shù)的檢測(cè)、監(jiān)視和控制。主要檢測(cè)項(xiàng)目如下：各泵組總管流量、壓力、溫度檢測(cè)；各水池、水塔、水坑、水箱水位檢測(cè)； 補(bǔ)充水、排污水壓力、流量檢測(cè)；消防、生產(chǎn)、生活水壓力、流量檢測(cè)；水泵電機(jī)定子、軸承溫度檢測(cè)；冷卻塔風(fēng)機(jī)油位、油溫、振動(dòng)檢測(cè)。3.7 空壓站儀

9、表 空壓站設(shè)備為機(jī)電一體化產(chǎn)品，空壓機(jī)組本體的檢測(cè)儀表由空壓機(jī)供貨商成套提供，其余外部管網(wǎng)溫度、壓力、流量?jī)x表檢測(cè)信號(hào)直接進(jìn)入PLC 系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。3.8 儀表設(shè)備 本工程儀表根據(jù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠配置原則選用各類儀表。根據(jù)測(cè)量介質(zhì)及應(yīng)用場(chǎng)合，溫度測(cè)量采用熱電偶、熱電阻和紅外高溫計(jì)；壓力（差壓）測(cè)量采用智能變送器、壓力表、壓力開關(guān)；流量測(cè)量采用孔板、插入式流量計(jì)、電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、流量開關(guān)等；物位測(cè)量采用靜壓式液位計(jì)、超聲波流量計(jì)；分析儀表采用在CO 檢測(cè)儀等。原則上，現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)直接進(jìn)入基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)，能源計(jì)量?jī)x表及部分水處理儀表采用配電器、溫度變送器、隔離器進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換。軋線特

10、殊儀表除測(cè)寬儀選用技術(shù)較成熟的國(guó)內(nèi)產(chǎn)品外，其余的測(cè)厚儀、多功能儀、平直度儀、軋制力測(cè)量系統(tǒng)、高溫計(jì)等采用引進(jìn)產(chǎn)品。4. 自動(dòng)化系統(tǒng)4.1 軋線基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)4.1.1 概述 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)主要完成設(shè)備的順序控制及聯(lián)鎖控制，自動(dòng)位置控制，速度控制，張力控制，帶鋼的溫度、厚度、寬度、板形控制，卷取控制以及加熱爐的熱工參數(shù)控制，回路調(diào)節(jié)，故障檢測(cè)與報(bào)警，各種操作界面和數(shù)據(jù)采集等任務(wù)。 基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)由可編程序控制器（S7-400 PLC）、工藝控制器（TDC）、遠(yuǎn)程IO（RIO）、人機(jī)接口（HMI）和過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（IBA）以及通訊網(wǎng)絡(luò)等共同構(gòu)成。 在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上，可編程序控制器和工藝控制器按區(qū)域可

11、分為5 個(gè)組（包括二步實(shí)施的平整分卷機(jī)組）。板坯庫輥道及加熱爐控制PLC為1 個(gè)組，粗軋控制為1 個(gè)組，精軋控制為1 個(gè)組，卷取控制為1個(gè)組，平整分卷控制為1 個(gè)組（二步實(shí)施）。所有PLC 在物理上采用帶交換機(jī)（SWITCH），與HMI、L2 級(jí)服務(wù)器一起構(gòu)成基于以太（Ethernet）的星形網(wǎng)，進(jìn)行信息交換。各區(qū)域之間的工藝控制器和通用控制器之間設(shè)置全局?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器GDM（Globe Data Memory）構(gòu)成快速控制網(wǎng)，作為區(qū)域間快速數(shù)據(jù)交換的通道。可編程序控制器通過I/O（本地IO 和遠(yuǎn)程IO）與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。在各操作室、PLC 室內(nèi)設(shè)置有以太網(wǎng)接口可實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC 和TDC 的遠(yuǎn)程編程及

12、維護(hù)。 人機(jī)接口對(duì)應(yīng)以上區(qū)域也分為5 個(gè)組：板加區(qū)為1 個(gè)組，粗軋區(qū)為1 個(gè)組，精軋區(qū)為1 個(gè)組，卷取區(qū)為1 個(gè)組，平整分卷機(jī)組為1 個(gè)組（二步實(shí)施）。每個(gè)組均采用客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。 PLC 與遠(yuǎn)程IO 之間采用Profibus DP 現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。 PLC 與傳動(dòng)裝置之間采用Profibus DP 現(xiàn)場(chǎng)總線通訊。 PLC 與特殊儀表之間用直接IO（硬線）和TCP/IP 接口的以太網(wǎng)通訊。4.1.2 控制系統(tǒng)1） PLC 控制系統(tǒng)硬件2）控制系統(tǒng)功能說明（1）板加區(qū)域控制功能 數(shù)據(jù)采集、通信 板坯庫板坯跟蹤、與連鑄及 L3 的接口及聯(lián)鎖 板坯庫輥道控制 板坯稱重 板坯測(cè)長(zhǎng) 板坯在裝爐輥道上定

13、位 裝鋼機(jī)板坯校正控制功能 裝鋼機(jī)位置及行程控制 裝出爐輥道的控制 板坯測(cè)寬 加熱爐裝出料側(cè)的爐門控制 爐底步進(jìn)機(jī)械控制 出鋼機(jī)前進(jìn)、后退行程設(shè)定及位置控制 板坯在爐區(qū)輥道上的位置跟蹤 液壓站設(shè)備控制 干油站設(shè)備控制 汽化冷卻站的控制 其它公輔設(shè)備的控制 每段爐溫測(cè)量、自動(dòng)控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警（連續(xù)燃燒控制、蓄熱燃燒換向控制等） 每段煤氣、空氣流量測(cè)量、雙交叉限幅控制、聯(lián)鎖報(bào)警 每段空氣流量控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警 爐壓測(cè)量、控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警 煙氣總管壓力檢測(cè)控制 每段煙氣溫度控制、記錄、聯(lián)鎖報(bào)警 爐內(nèi)含 O2 量檢測(cè) 常規(guī)煙管煙氣調(diào)節(jié)閥前煙溫測(cè)量、指示、聯(lián)鎖控制 燃燒空氣壓力測(cè)量、控制、記錄

14、、聯(lián)鎖控制 煤氣總管壓力測(cè)量、控制、記錄、聯(lián)鎖控制 煤氣總管切斷控制 冷卻水系統(tǒng)監(jiān)控 各種過程參數(shù)（溫度、壓力、流量、液位等）監(jiān)控 風(fēng)機(jī)啟停及保護(hù)控制 蓄熱體溫度保護(hù)控制 汽包水位測(cè)量和控制 汽包壓力測(cè)量和控制 軟水箱水位測(cè)量和控制 除氧器壓力測(cè)量和控制 除氧器水位測(cè)量和控制 加熱爐安全聯(lián)鎖控制 與加熱爐 L2 接口通訊 板坯在裝爐輥道上定位 PLC 根據(jù)工藝布料圖的要求(L2 給出爐號(hào)、列號(hào)、鋼種。L1 進(jìn)行布料計(jì)算)，確定板坯在爐內(nèi)的布置，即確定各板坯端部距爐壁的距離、短坯布置在A 列或B 列以及A 列板坯與B 列板坯的間距，從而確定板坯在裝爐輥道定位的目標(biāo)值。板坯在裝爐輥道的定位須由CM

15、D 與脈沖發(fā)生器配合進(jìn)行。板坯在裝爐輥道上定位采用APC 位置精確控制。 裝鋼機(jī)行程計(jì)算及裝鋼機(jī)、裝料爐門的控制 板坯在裝爐輥道定位完成后，在爐內(nèi)有足夠裝鋼空位時(shí)，爐門打開，啟動(dòng)裝鋼機(jī)，把板坯裝入爐內(nèi)。在裝鋼前首先執(zhí)行將板坯推正的功能。裝鋼機(jī)行程計(jì)算考慮如下參數(shù)：裝鋼機(jī)起始位置到爐門的距離，爐門到上一板坯尾端的距離（由PLC 根據(jù)爐內(nèi)板坯跟蹤進(jìn)行計(jì)算），兩板坯間的要求間距（可設(shè)定）。 步進(jìn)機(jī)械功能 步進(jìn)機(jī)械通過步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)把在爐內(nèi)進(jìn)行加熱的板坯從入爐側(cè)運(yùn)送到出爐側(cè)。按板坯運(yùn)送方向，步進(jìn)梁框架進(jìn)行上升/下降和前進(jìn)/后退運(yùn)行。步進(jìn)梁升降用一個(gè)線性位移傳感器、平移用一個(gè)線性位移傳感器進(jìn)行位置檢測(cè)。

16、出鋼機(jī)、出料爐門的控制 當(dāng)板坯到達(dá)出爐側(cè)，且L2 下達(dá)出鋼指令時(shí)，出鋼側(cè)爐門打開，出鋼機(jī)進(jìn)入爐內(nèi)，將板坯抬出至出爐輥道。出鋼機(jī)行程計(jì)算考慮如下參數(shù)：激光檢測(cè)器到出爐輥道中心線的距離，出鋼機(jī)起始位到出爐輥道中心線的距離，板坯寬度，板坯前端距激光檢測(cè)器的距離，出鋼機(jī)端頭過板坯寬度中心線的安全距離。 板坯跟蹤 板坯跟蹤包括板坯在爐前、爐后輥道上的跟蹤。對(duì)應(yīng)于每一塊板坯，需要跟蹤的板坯數(shù)據(jù)包括以下內(nèi)容： 板坯號(hào) 爐號(hào) 板坯長(zhǎng)度 板坯寬度 板坯在爐前、爐后的位置 爐區(qū)輥道與板坯庫輥道及軋線輥道的配合 當(dāng)板坯庫準(zhǔn)備向加熱爐區(qū)傳送板坯時(shí)，板坯庫PLC 向加熱爐區(qū)PLC 發(fā)出送鋼請(qǐng)求。當(dāng)加熱爐區(qū)入口輥道為空時(shí)

17、，加熱爐區(qū)PLC 即起動(dòng)入口輥道，并在輥道穩(wěn)定運(yùn)行后將入口輥道速度傳送給板坯庫PLC，同時(shí)向板坯庫PLC 發(fā)出允許過鋼信號(hào)。板坯庫PLC 得到允許過鋼信號(hào)后，即按加熱爐區(qū)入口輥道速度起動(dòng)，將板坯由板坯庫區(qū)送入加熱爐區(qū)。當(dāng)板坯尾部通過設(shè)置于板坯庫與加熱爐區(qū)輥道間的冷金屬檢測(cè)器后，板坯庫輥道停止運(yùn)行。加熱爐區(qū)輥道與軋線輥道的配合與上述情況類似。 板坯測(cè)長(zhǎng) 板坯測(cè)長(zhǎng)在稱量輥道上進(jìn)行，板坯長(zhǎng)度的計(jì)算須由CMD 與脈沖發(fā)生器配合進(jìn)行。 板坯稱重控制 加熱爐爐溫控制 加熱爐劃分為5 個(gè)段，其中4 個(gè)燃燒控制段(Z01Z04)和一個(gè)熱回收段。4 個(gè)燃燒控制段(Z01Z04)每段設(shè)有1 個(gè)空氣流量調(diào)節(jié)閥和1個(gè)

18、煤氣流量調(diào)節(jié)/切斷閥。主要控制原理是：溫度控制器將溫度實(shí)測(cè)值和溫度設(shè)定值比較，計(jì)算出對(duì)煤氣流量控制器和空氣流量控制器的流量設(shè)定值；兩個(gè)流量控制器分別將流量實(shí)測(cè)值和流量設(shè)定值比較，計(jì)算各自的流量調(diào)節(jié)閥的開度值輸出給調(diào)節(jié)閥，達(dá)到對(duì)溫度連續(xù)控制的目的。各段煤氣、助燃空氣均采用孔板測(cè)量，經(jīng)差壓變送器其流量信號(hào)送控制系統(tǒng)。 由爐內(nèi)溫度調(diào)節(jié)器輸出信號(hào)連接到煤氣和空氣調(diào)節(jié)回路作為煤氣和空氣調(diào)節(jié)器的設(shè)定值，進(jìn)行燃燒的串級(jí)比值調(diào)節(jié)。 雙蓄熱燃燒控制 包括蓄熱式燒嘴換向控制、各段煙氣溫度控制、排煙風(fēng)機(jī)控制等。各段燒嘴均為雙蓄熱式燒嘴，在加熱時(shí)，煙氣、蓄熱體以及空氣、煤氣之間有一個(gè)熱交換過程，每段燒嘴一半燃燒、另一

19、半關(guān)閉，循環(huán)工作，燒嘴換向的時(shí)間間隔約60s。換向方式：集中換向，相鄰段換向時(shí)間應(yīng)有間隔。加熱爐爐內(nèi)含O2 量監(jiān)控：在加熱爐尾部設(shè)置O2 分析儀，檢測(cè)分析煙氣中不完全燃燒的殘留O2 量。爐壓控制：均熱段側(cè)壁上取壓，用于控制和監(jiān)視。煙道設(shè)置煙道調(diào)節(jié)閘板以保持爐內(nèi)微正壓。加熱爐燃燒空氣壓力監(jiān)控：2 座加熱爐共設(shè)置4 臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)并聯(lián)送風(fēng)，在風(fēng)機(jī)入口管上設(shè)置多葉閥（壓力調(diào)節(jié)）以保持空氣主管壓力穩(wěn)定?？諝饪偣苌显O(shè)置取壓點(diǎn)，在每臺(tái)助燃風(fēng)機(jī)出口的冷風(fēng)支管上分別設(shè)置電動(dòng)切斷閥。當(dāng)4 臺(tái)風(fēng)機(jī)未全部運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)切斷停運(yùn)助燃風(fēng)機(jī)出口的冷風(fēng)支管上的切斷閥，防止回流。加熱爐煙道溫度監(jiān)控：為使煙道閘板前煙道溫度在規(guī)定溫度

20、以下，設(shè)計(jì)采用稀釋風(fēng)控制方案，當(dāng)煙道閘板前煙道溫度高于設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行摻稀釋風(fēng)控制，以降低入口溫度保護(hù)煙道閘板。設(shè)1 個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥從冷風(fēng)總管取冷風(fēng)對(duì)煙氣進(jìn)行冷卻。蓄熱燒嘴排煙溫度監(jiān)控:各蓄熱式燒嘴空煙和煤煙兩位三通換向閥靠燒嘴一側(cè)分別設(shè)1 支熱電阻檢測(cè)燒嘴前空煙和煤煙溫度。各蓄熱式燃燒控制段空煙總管和煤煙總管分別設(shè)1 個(gè)溫度調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)燒嘴前空（煤）氣側(cè)蓄熱溫度，作為控制對(duì)象的蓄熱溫度為該段所有投入蓄熱的燒嘴前空煙和煤煙溫度的平均值。各燒嘴前空（煤）氣側(cè)排煙溫度高于230 度時(shí)報(bào)警并將該燒嘴空（煤）氣側(cè)禁止蓄熱。排煙壓力監(jiān)控：空煙總管和煤煙總管上分別設(shè)置取壓點(diǎn)，全爐分別設(shè)置1 臺(tái)空煙排煙

21、風(fēng)機(jī)和1 臺(tái)煤煙排煙風(fēng)機(jī)抽煙氣，在風(fēng)機(jī)入口設(shè)置多葉閥以保持排煙壓力穩(wěn)定。加熱爐煤氣總管壓力監(jiān)控：煤氣總管設(shè)置壓力檢測(cè)及調(diào)壓，以穩(wěn)定總管送來的煤氣壓力。煤氣總管設(shè)置快速切斷閥，當(dāng)故障和煤氣總管壓力過低時(shí)自動(dòng)切斷總管的煤氣。加熱爐安全連鎖：各種重要介質(zhì)的壓力用變送器加壓力開關(guān)檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)壓力異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，必要時(shí)進(jìn)行燃燒切斷。故障分為重故障和輕故障。輕故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警。重故障發(fā)生時(shí)，進(jìn)行報(bào)警和燃燒切斷（停爐）。在操作站界面上設(shè)有緊急停爐按鈕，并在操作臺(tái)上設(shè)置緊急停爐按鈕快速切斷各段煤氣閥。汽化冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)的所有報(bào)警，均應(yīng)密切關(guān)注，并按汽化冷卻系統(tǒng)操作規(guī)程執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作。汽包水位自動(dòng)控制：汽包給水流量

22、采用孔板測(cè)量，信號(hào)送控制系統(tǒng)。汽包送出蒸汽流量采用孔板測(cè)量，流量信號(hào)送控制系統(tǒng)，并進(jìn)行壓力補(bǔ)正。汽包水位采用磁翻板式液位計(jì)或差壓變送器測(cè)量，信號(hào)送控制系統(tǒng)。為了確保汽包與加熱爐的冷卻循環(huán)水安全正常生產(chǎn)，進(jìn)入汽包的給水與送出的蒸汽在數(shù)量上保持平衡，通過控制汽包補(bǔ)充新水流量大小來控制汽包的水位。為了使系統(tǒng)可靠運(yùn)行，在控制系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行三沖量控制，克服因給水量變化范圍大，加熱爐負(fù)荷變化大導(dǎo)致汽包蒸汽量變化大而出現(xiàn)的汽包水位波動(dòng)。汽包蒸汽壓力自動(dòng)控制：汽包壓力采用壓力變送器進(jìn)行測(cè)量，信號(hào)送至控制系統(tǒng)。通過調(diào)節(jié)送出蒸汽量使汽包內(nèi)壓力穩(wěn)定在設(shè)定值要求范圍內(nèi)。 為了防止汽包壓力波動(dòng)導(dǎo)致不安全的事故發(fā)生及輸出的蒸

23、汽壓力不穩(wěn)定，當(dāng)汽包壓力過高時(shí)，通過自動(dòng)放散汽包管網(wǎng)的蒸汽來穩(wěn)定汽包壓力，增強(qiáng)汽包的安全可靠性。 除氧器水位自動(dòng)調(diào)節(jié)：除氧器水位采用差壓變送器進(jìn)行測(cè)量，信號(hào)送至控制系統(tǒng)。為了保證汽包給水的除氧效果，通過調(diào)節(jié)除氧器給水流量的大小來控制除氧器的水位在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。 除氧器蒸汽壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)：通過檢測(cè)除氧器內(nèi)的壓力來控制除氧器入口蒸汽管的流量大小，使除氧器的蒸汽壓力穩(wěn)定在設(shè)定值要求的范圍內(nèi)。 泵站內(nèi)軟水箱水位自動(dòng)控制：水位與軟水管進(jìn)水電動(dòng)閥進(jìn)行連鎖控制。高水位關(guān)閉進(jìn)水電動(dòng)閥，低水位開啟進(jìn)水電動(dòng)閥。（2）粗軋區(qū)域控制功能 軋件跟蹤與協(xié)調(diào)控制 除鱗控制 輥道控制 粗軋主令速度控制 軋輥冷卻控制 立輥和粗

24、軋機(jī)之間的微張力控制 側(cè)導(dǎo)板控制 軋機(jī)調(diào)零調(diào)平控制 R1 輥縫控制（電動(dòng)液壓） E1 輥縫控制 R2 輥縫控制（電動(dòng)液壓） E2 輥縫控制 自動(dòng)寬度控制 AWC(短行程控制SSC 等) 換輥控制 模擬軋制 介質(zhì)系統(tǒng)控制（液壓、潤(rùn)滑等） 數(shù)據(jù)管理 設(shè)定和操作模式 與儀電一體品的接口（如寬度儀等） 人機(jī)接口（HMI），用于軋機(jī)操作、設(shè)定、維護(hù)，故障報(bào)警和狀態(tài)指示1）軋件跟蹤及協(xié)調(diào)控制 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)傳來的HMD 信號(hào)、軋制力和旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)，監(jiān)視并判斷板坯位置、傳送方向，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料準(zhǔn)確位置的跟蹤。當(dāng)軋件到達(dá)軋機(jī)區(qū)的特定位置時(shí)，順序啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備，同時(shí)執(zhí)行相應(yīng)功能程序。2）粗軋主令速度控制 粗軋主令速度控制包

25、括輥道傳送控制和軋機(jī)速度控制。包括： 粗軋板坯傳送控制 側(cè)導(dǎo)板對(duì)中的順序控制 擺動(dòng)控制 軋機(jī)速度設(shè)定 拋鋼控制 換向操作 粗軋機(jī)后軋件傳送3）立輥軋機(jī)和粗軋機(jī)間的微張力控制 該功能的作用是當(dāng)軋件在立輥軋機(jī)和可逆軋機(jī)上同時(shí)軋制時(shí)對(duì)軋件的張力加以限制，其張力控制是通過調(diào)節(jié)立輥速度實(shí)現(xiàn)的。4）側(cè)導(dǎo)板控制 E1、E2 入口側(cè)導(dǎo)板和出口側(cè)導(dǎo)板，用于軋件進(jìn)入軋機(jī)前對(duì)中軋制中心，防止軋件跑偏。側(cè)導(dǎo)板采用伺服液壓缸驅(qū)動(dòng)。液壓缸上裝有位移傳感器，通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制元件對(duì)側(cè)導(dǎo)板進(jìn)行位置控制。側(cè)導(dǎo)板設(shè)置短行程控制。5） 液壓輥縫控制 粗軋機(jī)R1/R2 液壓輥縫控制系統(tǒng)是一個(gè)高精度、高響應(yīng)的大功率電液位置伺服系統(tǒng)，軋

26、件的操作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)均配置有液壓缸，液壓缸安裝有內(nèi)置式高精度位移傳感器和壓力傳感器，用于檢測(cè)輥縫實(shí)際位置，采用壓頭檢測(cè)實(shí)際軋制力或/和采用裝于每個(gè)液壓缸兩腔（或管路上）的壓力傳感器間接檢測(cè)軋制力。6）寬度控制AWC 高度精確的帶鋼寬度會(huì)減少最終產(chǎn)品的剪邊量，節(jié)省原料，提高收得率。寬度控制目標(biāo)是：從精軋機(jī)出來的帶鋼寬度在整個(gè)帶鋼寬度方向上都盡量精確為目標(biāo)寬度。由于在精軋機(jī)軋制過程中不能直接控制帶鋼寬度，所以在粗軋機(jī)內(nèi)進(jìn)行帶鋼寬度控制。自動(dòng)寬度控制包括以下幾個(gè)控制功能：SSC短行程控制RF-AWC軋制力反饋寬度控制SC前饋寬度控制TC溫度補(bǔ)償控制（3）精軋區(qū)域控制功能 粗軋機(jī)與熱卷箱之間協(xié)調(diào)控制 熱

27、卷箱控制 熱卷箱與精軋機(jī)之間協(xié)調(diào)控制 軋件跟蹤與協(xié)調(diào)控制 飛剪剪切控制 側(cè)導(dǎo)板控制 機(jī)架間冷卻和除鱗控制 軋輥冷卻控制 精軋主令速度控制 液壓活套控制（LTC） F1-F2 微張力控制 軋機(jī)調(diào)零 液壓位置控制(HAPC) 液壓輥縫控制（HGC） 自動(dòng)厚度控制（AGC） 彎輥控制（WRB） 竄輥控制（WRS） 換輥控制 模擬軋制 介質(zhì)系統(tǒng)控制（液壓、潤(rùn)滑等） 數(shù)據(jù)管理 設(shè)定和操作模式 停止模式 與儀電一體品的接口（如測(cè)厚儀、多功能儀、凸度儀等） 人機(jī)接口（HMI），用于軋機(jī)操作、設(shè)定、維護(hù)，故障報(bào)警和狀態(tài)指示主要控制功能說明： 熱卷箱控制 熱卷箱位于粗軋機(jī)后，飛剪之前。使用熱卷箱可以減少中間坯溫

28、降，保持中間坯溫度均勻，降低頭尾溫差，使軋線布置緊湊。熱卷箱主要由入口導(dǎo)槽及偏轉(zhuǎn)輥、彎曲輥、成形輥及1 號(hào)托卷輥、穩(wěn)定器、開卷器、推卷器、2 號(hào)托卷輥、保溫側(cè)導(dǎo)板及開尾銷、夾送輥及開尾輥、夾送輥后輥道、機(jī)架和內(nèi)外冷卻水系統(tǒng)等組成。熱卷箱有直通和卷取兩種工作模式。 軋件跟蹤 軋件跟蹤功能根據(jù)傳來的HMD 信號(hào)、軋制力和軋機(jī)的咬鋼及拋鋼信號(hào)監(jiān)視并判斷軋件頭、尾位置。當(dāng)軋件到達(dá)精軋區(qū)的某些特定位置，即要求激活相關(guān)設(shè)備動(dòng)作和功能程序運(yùn)行，執(zhí)行這些動(dòng)作的信息可從內(nèi)存讀取。 飛剪控制 飛剪位于粗軋機(jī)后、精軋機(jī)組之前，用于在中間坯進(jìn)入精軋機(jī)之前切除不規(guī)則頭部和尾部。其控制主要包括軋件測(cè)速、頭尾位置檢測(cè)和飛剪

29、的起?？刂?，具有手動(dòng)剪切和自動(dòng)剪切功能。 精軋主令速度控制 精軋主令速度控制系統(tǒng)主要包括精軋機(jī)速度主令控制和活套高度調(diào)節(jié)。主令速度對(duì)參與從入口輥道到卷取機(jī)的軋件傳送的所有傳動(dòng)裝置的速度進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)。 液壓活套控制 為了維持熱連軋機(jī)架間流量平衡，保持板帶張力恒定，在精軋機(jī)架間裝有活套。液壓活套與電動(dòng)活套相比，具有成本低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快和穩(wěn)態(tài)精度高等優(yōu)點(diǎn)，因此目前新建的熱連軋生產(chǎn)線大部分采用液壓活套，但控制比傳統(tǒng)的電動(dòng)活套復(fù)雜。一般每?jī)蓚€(gè)機(jī)架間各設(shè)置一個(gè)活套器，采用伺服閥-液壓缸驅(qū)動(dòng)方式，具有張力控制和套量控制兩個(gè)功能。為提高帶鋼質(zhì)量，軋制中保持張力恒定；為保證穩(wěn)定軋制，套量控制在一定范圍內(nèi)保證金屬

30、秒流量相等，避免拉鋼和堆鋼；此外起套應(yīng)軟接觸，落套應(yīng)避免甩尾，這是保證帶鋼順利穿帶和拋鋼的前提條件，同時(shí)也是確保帶鋼頭尾質(zhì)量的關(guān)鍵。 液壓輥縫控制(HGC) 對(duì)軋機(jī)輥縫進(jìn)行綜合控制，包括通訊、IO、各種標(biāo)定、零調(diào)、測(cè)試、工作方式選擇、保護(hù)、手動(dòng)控制、自動(dòng)控制，輥縫和液壓缸位置的轉(zhuǎn)換控制等。 自動(dòng)厚度控制(AGC) AGC 是利用彈跳方程所算出的機(jī)架出側(cè)板厚與目標(biāo)板厚進(jìn)行較，依厚差大小控制軋機(jī)的壓下量，故亦稱厚度計(jì)AGC。由于液壓系統(tǒng)響應(yīng)快，精度高，能方便地實(shí)現(xiàn)諸如絕對(duì)AGC、變剛度控制、恒壓力控制等功能。反饋AGC 根據(jù)厚度給定值的不同以及AGC運(yùn)行方式分為絕對(duì)AGC 和相對(duì)AGC。 彎輥控制

31、(WRB) 工作輥彎輥系統(tǒng)用于改變工作輥縫的輪廓，從而改變帶鋼的板形。彎輥控制的主要功能：壓力控制、凸度控制、平直度控制。 竄輥控制(WRS) 工作輥移動(dòng)是用來調(diào)節(jié)工作輥的形狀從而進(jìn)行板帶的輪廓控制。采用四臺(tái)液壓缸來移動(dòng)上下工作輥。每一臺(tái)液壓缸配備有單獨(dú)的位置控制回路配合伺服閥一起工作，實(shí)際的位置反饋值取自線性位移傳感器。（4）卷取區(qū)域控制功能 帶鋼跟蹤及協(xié)調(diào)控制 層流冷卻控制 卷取速度主令控制 卷取機(jī)選取； 側(cè)導(dǎo)板控制； 夾送輥控制； 助卷輥控制； 助卷輥跳步控制（AJC）； 卷取機(jī)張力控制； 卷筒漲縮控制； 帶鋼尾端定位控制； 卷徑計(jì)算； 運(yùn)輸鏈控制； 模擬軋制； 介質(zhì)系統(tǒng)控制（液壓、潤(rùn)滑

32、等）； 數(shù)據(jù)管理； 設(shè)定和操作模式； 停止模式； 與機(jī)電一體品的接口（如打捆機(jī)等）； 人機(jī)接口（HMI），用于軋機(jī)操作、設(shè)定、維護(hù)，故障報(bào)警和狀態(tài)指示 帶鋼跟蹤 材料跟蹤對(duì)帶鋼的頭部和尾部分別進(jìn)行，這樣可保證從精軋機(jī)到卷取機(jī)最多分別跟蹤2 塊帶鋼。頭尾跟蹤功能從精軋機(jī)最后一臺(tái)有效軋機(jī)的咬鋼和拋鋼信號(hào)開始，根據(jù)軋線傳來的HMD 信號(hào)、激光檢測(cè)器信號(hào)、夾送輥和助卷輥咬鋼和拋鋼信號(hào)判斷帶鋼頭、尾位置，直到卷取完成為止。 層流冷卻控制(CTC) 在精軋機(jī)末機(jī)架出口與1 號(hào)地下卷取機(jī)間的熱輸出輥道上/下方,布置有若干組層流冷卻集管，前面為粗冷段，后面為精冷段。粗冷段作為主冷區(qū)，精冷段為反饋控制區(qū)。出水方

33、式為上集管上排布U 型管，形成層流。 卷取主令速度控制 主令速度有三種設(shè)定值： 先導(dǎo)速度 同步速度 滯后速度 如果輸出輥道上沒有帶鋼，所有的輥道組都以先導(dǎo)速度運(yùn)行，每一組由一個(gè)單獨(dú)的先導(dǎo)值。如果帶鋼尾部離開某組輥道，該組輥道的速度設(shè)定值將再次切換到先導(dǎo)速度，準(zhǔn)備軋制下一批帶鋼。如果帶鋼在卷取機(jī)開始卷?。ǘ處т摚┲半x開最后一個(gè)有效機(jī)架，所有的輥道組將從先導(dǎo)速度轉(zhuǎn)向同步速度。 卷取機(jī)選取 熱軋廠設(shè)置二臺(tái)卷取機(jī)(預(yù)留第三臺(tái))，在正常操作情況下，操作人員必須選擇是1 號(hào)或2 號(hào)卷取機(jī)工作。預(yù)選卷取機(jī)將準(zhǔn)備好立即進(jìn)行卷取操作，另一臺(tái)卷取機(jī)與此同時(shí)準(zhǔn)備下一次卷取操作。 側(cè)導(dǎo)板位置控制 側(cè)導(dǎo)板安裝在夾送輥

34、裝置的前面，用于對(duì)進(jìn)入夾送輥的帶鋼進(jìn)行導(dǎo)向和對(duì)中，引導(dǎo)帶鋼順利進(jìn)入卷取機(jī)，工作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)對(duì)稱布置，側(cè)導(dǎo)板由液壓缸驅(qū)動(dòng)，每個(gè)液壓缸由一個(gè)伺服閥控制。 夾送輥控制 夾送輥輥縫位置控制用于設(shè)定空載輥縫。一旦系統(tǒng)檢測(cè)到進(jìn)入夾送輥的帶鋼前端，系統(tǒng)將自動(dòng)從位置控制轉(zhuǎn)換到壓力控制。當(dāng)帶鋼尾端通過夾送輥的時(shí)候，系統(tǒng)將自動(dòng)地返回到位置控制。 助卷輥控制 每個(gè)卷取機(jī)有三個(gè)助卷輥，分別為No.1、No.2、No.3,其作用是將鋼板頭部導(dǎo)入卷筒，具有自動(dòng)踏步控制（AJC）功能。 卷取機(jī)張力控制 卷筒的任務(wù)是卷繞帶鋼，帶鋼的卷取操作在張力控制模式下進(jìn)行。速度設(shè)定值根據(jù)最后一臺(tái)有效精軋機(jī)機(jī)架的實(shí)際速度加上一個(gè)先導(dǎo)值進(jìn)行計(jì)

35、算。 卷筒漲縮控制 卷筒必須能夠脹大和收縮，才能夠卸下帶卷。卷筒的脹大是通過閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)的。 帶鋼尾端定位控制 帶鋼在卷取結(jié)束時(shí)，其尾部需要進(jìn)行自動(dòng)定位，便于下一個(gè)工序的操作。4.1.3 監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng) 對(duì)于系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)人員，監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)是必不可少的。本系統(tǒng)設(shè)置的監(jiān)控及報(bào)警功能包括以下三種形式： 硬件監(jiān)控與報(bào)警：集成于硬件設(shè)備上（硬件設(shè)備自帶），通過設(shè)備上的指示燈等信號(hào)，查相關(guān)的說明手冊(cè)，以判斷故障原因； 軟件監(jiān)控與報(bào)警：系統(tǒng)軟件自帶和設(shè)計(jì)在應(yīng)用軟件及HMI 系統(tǒng)中，通過報(bào)警條或者聲音信號(hào)通知維護(hù)監(jiān)控人員； 專用的診斷設(shè)備：過程數(shù)據(jù)采集 IBA 設(shè)備。具有高速采集功能，可對(duì)工藝控制器TDC

36、 中發(fā)生的預(yù)先定義的變量進(jìn)行采集，并配有專用軟件進(jìn)行分析。4.1.4 UPS系統(tǒng) 對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、操作和監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置不間斷電源。UPS 總?cè)萘考s360kVA，供電時(shí)間持續(xù)30 分鐘，采用分區(qū)域設(shè)置方式。 UPS 電源系統(tǒng)的主機(jī)采用合資品牌，電池單元采用國(guó)產(chǎn)知名品牌。其容量和規(guī)格如下： 輸入電壓：3380/400/41515% 50Hz 輸入頻率 ：50 Hz 5Hz 輸出電壓：12201% 輸出頻率 ：50 Hz 1 Hz 后備時(shí)間 30 分鐘4.1.5傳感器 本節(jié)所指的傳感器為信號(hào)送入到基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)用于物料跟蹤用的傳感器。4.1.6水處理基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng) 水處理設(shè)置 PL

37、C 控制系統(tǒng)對(duì)水處理設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控。PLC 控制系統(tǒng)電氣和儀表共用。 控制系統(tǒng)功能說明： 數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視 設(shè)備起/?？刂?過程參數(shù)控制 過濾器反洗控制 報(bào)警顯示 趨勢(shì)顯示及記錄 緊急操作 報(bào)警（事故）打印 報(bào)表（班報(bào)、日?qǐng)?bào)、月報(bào)）打印4.2 過程自動(dòng)化系統(tǒng)(L2)4.2.1 范圍及任務(wù)1）控制范圍 加熱爐L2 級(jí)系統(tǒng)的控制范圍，從加熱爐前開始，到除鱗箱入口為止。其包括加熱爐本體、裝鋼機(jī)、出鋼機(jī)等工藝設(shè)備。軋線L2 級(jí)的控制范圍，從粗軋前的除鱗箱開始，到鋼卷運(yùn)輸鏈為止。其包括粗軋機(jī)、精軋機(jī)組、層流冷卻、卷取機(jī)等工藝設(shè)備。2) 主要任務(wù) 過程自動(dòng)化的主要任務(wù)為完成從加熱爐前板坯核對(duì)稱重輥道開始，

38、到鋼卷運(yùn)輸至成品庫的板坯/帶鋼初始數(shù)據(jù)處理、材料跟蹤、控制模型計(jì)算及設(shè)定、過程數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)通信以及操作指導(dǎo)等任務(wù)。4.2.2系統(tǒng)構(gòu)成1) 設(shè)備組成 為滿足生產(chǎn)工藝要求，保證整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性、完善性，本工程中過程控制計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的配置如下：加熱爐設(shè)置1 臺(tái)過程控制服務(wù)器；軋線設(shè)置2 臺(tái)過程控制服務(wù)器，1 臺(tái)作為應(yīng)用服務(wù)器、1 臺(tái)作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。過程自動(dòng)化系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與分布在各操作室的L2 終端以及MES、L1 等外部系統(tǒng)連接。4.2.3 應(yīng)用功能1) 加熱爐區(qū)域控制功能 軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)的管理 板坯核對(duì) 材料跟蹤及修正 實(shí)際數(shù)據(jù)處理 加熱爐燃燒模型 加熱爐設(shè)定 班管理 人-機(jī)接

39、口（HMI） 記錄及報(bào)表 數(shù)據(jù)通訊（1）軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)的管理 過程計(jì)算機(jī)接收來自MES系統(tǒng)的軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)或者人工輸入的軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行管理。（2）板坯核對(duì) 在板坯核對(duì)處，將入爐操作室終端上的軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)和板坯數(shù)據(jù)與加熱爐區(qū)稱重輥道上板坯的實(shí)測(cè)重量和長(zhǎng)度，以及板坯號(hào)和板坯入爐順序進(jìn)行核對(duì)，判斷板坯是否正確。（3）材料跟蹤及修正 材料跟蹤及修正可分為加熱爐入口側(cè)板坯位置跟蹤、加熱爐內(nèi)跟蹤、加熱爐出口側(cè)板坯位置跟蹤。跟蹤的板坯位置產(chǎn)生偏差時(shí)，操作人員通過跟蹤修正功能，消除偏差。（4）實(shí)際數(shù)據(jù)處理 實(shí)際數(shù)據(jù)處理的功能主要包括加熱爐裝入板坯的稱量值、加熱爐裝入板坯的長(zhǎng)度測(cè)量值、加熱爐入爐板坯溫度值

40、、爐內(nèi)實(shí)際值等。（5）加熱爐燃燒模型 加熱爐自動(dòng)燃燒控制功能主要是對(duì)已裝入爐內(nèi)的板坯，根據(jù)加熱目標(biāo)溫度的要求，周期地進(jìn)行板坯溫度計(jì)算、爐溫計(jì)算、在爐時(shí)間計(jì)算等，將計(jì)算出的各段爐溫設(shè)定值送給L1 系統(tǒng)，進(jìn)行燃燒控制，從而使每塊板坯在預(yù)定的出爐時(shí)刻能達(dá)到出爐目標(biāo)溫度和均熱度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源，實(shí)現(xiàn)加熱爐自動(dòng)操作。（6）加熱爐設(shè)定 加熱爐設(shè)定的范圍從加熱爐區(qū)入口輥道到出鋼機(jī)之間，包括對(duì)裝鋼機(jī)、步進(jìn)梁、出鋼機(jī)設(shè)定和爐溫等的設(shè)定。（7）班管理 管理作業(yè)班組的分班和交接班，對(duì)每個(gè)作業(yè)班的裝入，出爐板坯實(shí)績(jī)進(jìn)行生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)處理。（8）人-機(jī)接口（HMI） 在加熱爐操作室和計(jì)算機(jī)房的終端上有表示生產(chǎn)所需要的

41、各種顯示畫面和操作畫面，便于操作員了解生產(chǎn)情況和進(jìn)行有關(guān)操作。（9）記錄及報(bào)表 記錄及報(bào)表功能不僅能打印生產(chǎn)所需的班報(bào)和日?qǐng)?bào)，還可跟蹤記錄操作工的操作，便于以后進(jìn)行出錯(cuò)原因分析和生產(chǎn)優(yōu)化分析使用。（10） 數(shù)據(jù)通訊 根據(jù)熱軋工程的整個(gè)軋線自動(dòng)化系統(tǒng)及加熱爐生產(chǎn)工藝的要求，加熱爐計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊涉及制造執(zhí)行系統(tǒng)的生產(chǎn)控制系統(tǒng)（PCC ）、板坯庫管理計(jì)算機(jī)（SYC）、軋線過程計(jì)算機(jī)以及電氣和儀表PLC 系統(tǒng)。加熱爐計(jì)算機(jī)與外部系統(tǒng)的通訊采用基于TCP/IP Socket 的電文方式。2) 軋線區(qū)域控制功能 軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)的管理 材料跟蹤及修正 軋制節(jié)奏控制 粗軋軋制策略 粗軋?jiān)O(shè)定計(jì)算 寬度控制模

42、型 熱卷箱設(shè)定 精軋軋制策略 精軋?jiān)O(shè)定計(jì)算 精軋板形控制 終軋溫度控制 冷卻策略 層流冷卻控制 模型自學(xué)習(xí) 離線計(jì)算 模擬軋鋼 數(shù)據(jù)采集 人-機(jī)接口（HMI） 記錄及報(bào)表 數(shù)據(jù)通訊（1）軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)的管理 MES 系統(tǒng)根據(jù)軋制計(jì)劃執(zhí)行情況，在實(shí)際板坯裝入加熱爐前將生產(chǎn)計(jì)劃數(shù)據(jù)和板坯的初始數(shù)據(jù)經(jīng)加熱爐過程計(jì)算機(jī)傳送給軋線過程計(jì)算機(jī)，軋線過程計(jì)算機(jī)對(duì)本生產(chǎn)過程必要的軋制計(jì)劃數(shù)據(jù)和板坯數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。在通訊故障的情況下，初始數(shù)據(jù)也可以由人工輸入，并可以對(duì)已有的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、修改和打印。（2）材料跟蹤及修正 材料跟蹤的范圍是從粗軋機(jī)前的高壓水除鱗箱入口輥道開始到噴印機(jī)（或運(yùn)輸鏈交接點(diǎn)）為止。包括粗軋

43、區(qū)、精軋區(qū)、卷取區(qū)、運(yùn)輸鏈區(qū)。通過冷、熱金屬檢測(cè)器及各種測(cè)量?jī)x表檢測(cè)板坯在軋線區(qū)域上的位置，建立計(jì)算機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)流與生產(chǎn)線上板坯物流的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)材料的跟蹤位置與實(shí)際位置不一致時(shí)、操作員可通過跟蹤修正功能進(jìn)行修正。（3）軋制節(jié)奏控制 軋制節(jié)奏控制主要是協(xié)調(diào)加熱爐和軋線之間的生產(chǎn)操作，根據(jù)材料在加熱爐爐內(nèi)的加熱狀況和在軋線上的實(shí)際軋制狀況，控制加熱爐的出坯時(shí)刻，從而控制帶鋼與帶鋼之間的時(shí)間間隔。（4）粗軋軋制策略 粗軋軋制策略的任務(wù)是選擇和傳送粗軋模型設(shè)定計(jì)算的所有數(shù)據(jù)和起動(dòng)條件，包括板坯數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，粗軋中間坯目標(biāo)值的整理和計(jì)算，壓下規(guī)程的確認(rèn)，預(yù)計(jì)算的起動(dòng)，自適應(yīng)系數(shù)的選擇等。（5）粗軋?jiān)O(shè)定計(jì)

44、算 計(jì)算可逆粗軋機(jī)的軋制道次數(shù)，每道次的壓下位置，軋制速度，立輥開口度，側(cè)導(dǎo)板開口度等設(shè)定值，以實(shí)現(xiàn)粗軋出口目標(biāo)寬度和目標(biāo)厚度。（6）寬度控制模型 根據(jù)帶鋼的目標(biāo)寬度，考慮精軋自然寬展和寬度附加值，計(jì)算粗軋出口目標(biāo)寬度，確定立輥軋機(jī)各道次的負(fù)荷分配。考慮經(jīng)水平機(jī)架的自然寬展和“狗骨”寬展，立輥各道次的側(cè)壓量，以及短行程控制、反饋控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)從軋制材料的前端到末端全長(zhǎng)的立輥開口度動(dòng)態(tài)控制，從而提高粗軋機(jī)出口的寬度精度，提高收得率。寬度自動(dòng)控制包括帶鋼頭尾短行程控制（SSC-AWC）、反饋寬度控制（RF-AWC）、前饋寬度控制（FF-AWC）。（7）精軋軋制策略 精軋軋制策略的任務(wù)是選擇和傳送精

45、軋模型設(shè)定計(jì)算的所有數(shù)據(jù)和起動(dòng)條件，包括帶坯數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，精軋帶鋼目標(biāo)值的整理和計(jì)算，壓下規(guī)程的確認(rèn)，預(yù)計(jì)算的起動(dòng)，帶鋼自適應(yīng)系數(shù)的選擇等。（8）精軋?jiān)O(shè)定模型 精軋?jiān)O(shè)定模型的任務(wù)是根據(jù)壓下規(guī)程確定精軋各機(jī)架的負(fù)荷分配，計(jì)算各機(jī)架的軋制力，軋制力矩、彎輥力、壓下位置、竄輥位置、穿帶速度、加速度、機(jī)架間噴水量等設(shè)定值。使精軋出口厚度和溫度盡可能精確。當(dāng)帶坯到達(dá)F1、F2、F3 機(jī)架時(shí)，實(shí)測(cè)有關(guān)軋制參數(shù)，對(duì)以后機(jī)架的設(shè)定值可進(jìn)行修正計(jì)算。（9）精軋板形控制 板形控制首先要確定軋件的目標(biāo)凸度，并根據(jù)預(yù)計(jì)算的軋制力、以及輥形曲線、熱凸度、軋輥磨損的影響，考慮軋件寬度、軋件厚度、軋機(jī)模數(shù)、鋼種等因素，計(jì)算出

46、使軋件達(dá)到目標(biāo)凸度所需的預(yù)定彎輥力。在軋件頭部到達(dá)軋機(jī)出口時(shí)鎖定軋制力，然后再計(jì)算出測(cè)量的軋制力和鎖定軋制力之間的偏差，動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)架彎輥力，達(dá)到改善板形、提高產(chǎn)品質(zhì)量和精度的目的。（10）終軋溫度控制 精軋出口側(cè)溫度，通常取決于精軋?jiān)O(shè)定計(jì)算。是通過控制穿帶速度、加速度、除鱗方式、機(jī)架間噴水方式和噴水壓力把精軋出口溫度控制在最佳范圍的。精軋出口溫度控制的方法是通過設(shè)置在精軋機(jī)出口的溫度計(jì)，測(cè)得帶鋼在精軋出口的溫度，將此溫度與精軋出口目標(biāo)溫度進(jìn)行比較，當(dāng)其偏差超過允許值時(shí)，對(duì)帶鋼的速度、機(jī)架間噴水流量進(jìn)行修正控制。（11）冷卻策略 冷卻策略的任務(wù)是選擇冷卻模型計(jì)算所需要輸入的數(shù)據(jù)，包括：材料數(shù)據(jù)、

47、冷卻目標(biāo)溫度、冷卻模式、自適應(yīng)系數(shù)的選擇等。（12）層流冷卻控制 帶鋼在熱輸出輥道上的冷卻過程是決定成品機(jī)械性能的重要因素，卷取溫度控制根據(jù)高精度的溫度模型，進(jìn)行帶鋼從頭到尾全長(zhǎng)最佳噴水控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量。本功能由過程控制級(jí)和基礎(chǔ)自動(dòng)化共同完成。過程控制級(jí)根據(jù)冷卻策略，進(jìn)行初期設(shè)定計(jì)算，計(jì)算出層流閥門的開閉個(gè)數(shù)、冷卻模式等?；A(chǔ)自動(dòng)化完成周期的動(dòng)態(tài)前饋控制和反饋控制。（13）模型自學(xué)習(xí) 在生產(chǎn)過程中，除了需要一個(gè)精確的軋制工藝模型外，一個(gè)建立在實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的連續(xù)的自學(xué)習(xí)模型參數(shù)是十分必要的。各區(qū)域模型都具備自學(xué)習(xí)的功能。 自學(xué)習(xí)通常采用線性回歸的方法或平滑系數(shù)法，所有的測(cè)量數(shù)據(jù)將被檢查

48、核實(shí)是否合乎實(shí)際，如果不符合將被排除。模型參數(shù)的繼承將通過一個(gè)學(xué)習(xí)率參數(shù)來控制，自學(xué)習(xí)系數(shù)分短期自學(xué)習(xí)系數(shù)和長(zhǎng)期自學(xué)習(xí)系數(shù)。（14）離線計(jì)算 離線模擬功能是根據(jù)HMI 畫面請(qǐng)求，激活模型設(shè)定程序，模型設(shè)定程序按照跟蹤中板坯的原始數(shù)據(jù)（板坯的長(zhǎng)度、寬度、厚度，終軋成品寬度、厚度、溫度及卷取溫度等）計(jì)算出各架軋機(jī)的速度、壓下量、側(cè)導(dǎo)板開口度等各種設(shè)定參數(shù)值。離線模擬功能可分粗軋、精軋和卷取部分。（15）模擬軋鋼 用來動(dòng)態(tài)地模擬過程控制計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序的各種外部接口，在系統(tǒng)綜合測(cè)試時(shí)，測(cè)試所有應(yīng)用程序的性能，對(duì)機(jī)架空過板坯在軋線上實(shí)際搬送情況進(jìn)行模擬，以便試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)各種控制功能、傳動(dòng)功能和機(jī)械設(shè)備的動(dòng)

49、作進(jìn)行確認(rèn)。同時(shí)在過程計(jì)算機(jī)中還對(duì)所有的模型程序進(jìn)行測(cè)試。（16）數(shù)據(jù)采集 過程計(jì)算機(jī)收集來自儀表、PLC 的信息，并進(jìn)行相應(yīng)的處理和保存、備份，用于數(shù)學(xué)模型的統(tǒng)計(jì)分析，以及用于操作終端的顯示和打印。（17）人-機(jī)接口（HMI） 操作員可方便地使用配置在操作室的過程終端以人機(jī)接口的方式進(jìn)行軋制策略、軋制規(guī)程、材料跟蹤信息、設(shè)定數(shù)據(jù)的確認(rèn)，以及數(shù)據(jù)顯示、輸入、修改、激活功能等操作。（18）記錄及報(bào)表 記錄及報(bào)表功能不僅能打印生產(chǎn)所需的各種報(bào)表，還可記下操作工的操作，便于以后進(jìn)行出錯(cuò)原因分析和生產(chǎn)優(yōu)化分析使用。主要數(shù)據(jù)記錄及報(bào)表有：工程報(bào)表包括粗軋工程記錄、精軋工程記錄、卷取工程記錄和生產(chǎn)報(bào)告等。

50、（19）數(shù)據(jù)通訊 軋線過程控制計(jì)算機(jī)（L2 級(jí)）和MES 系統(tǒng)（L3 級(jí)）、加熱爐過程計(jì)算機(jī)（L2 級(jí)）、軋線基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)（L1 級(jí)）通過ETHERNET 連接，遵循TCP/IP 通訊協(xié)議，采用基于TCP/IP Socket 的電文方式。4.3 生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）4.3.1 范圍及任務(wù) 熱軋 MES（又稱L3 級(jí)）的管控范圍按熱軋的工藝流程從熱軋廠板坯庫入口至成品出口，包括對(duì)板坯庫、加熱爐、主軋線、運(yùn)輸鏈、鋼卷庫、磨輥間等工藝車間的管理和控制。熱軋MES 主要完成軋制計(jì)劃的編制和發(fā)行、發(fā)貨管理、全廠物料跟蹤、質(zhì)量管理、庫管理、磨輥間管理、生產(chǎn)實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)的收集、處理，以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、履

51、歷、報(bào)告等任務(wù)。 熱軋MES考慮了與熱軋加熱爐計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軋線二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、庫搬運(yùn)設(shè)備的一級(jí)自動(dòng)化系統(tǒng)、連鑄L2 的接口，并預(yù)留與燕鋼公司將來的公司ERP 系統(tǒng)的接口。4.3.2 系統(tǒng)構(gòu)成 系統(tǒng)采用 C/S 結(jié)構(gòu)方式，選用兩臺(tái)PC 服務(wù)器，一臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器，一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，服務(wù)器安裝Windows 2008 Server 操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用Oracle10g。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用交換式以太網(wǎng)技術(shù)，布線采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過以太網(wǎng)與加熱爐計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、軋線L2 系統(tǒng)、連鑄L2 以及其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接，以實(shí)現(xiàn)各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間的相互通信。1）生產(chǎn)計(jì)劃管理 在系統(tǒng)里手工創(chuàng)建生產(chǎn)訂單，然后根據(jù)訂單產(chǎn)能、坯料和成

52、品的鋼種、長(zhǎng)度、寬度、厚度等參數(shù)，將生產(chǎn)訂單分解為日生產(chǎn)訂單，進(jìn)而利用計(jì)劃排產(chǎn)模塊編制出整個(gè)軋線的作業(yè)計(jì)劃。 計(jì)劃排產(chǎn)模塊是根據(jù)日生產(chǎn)訂單從板坯庫中選取合適的板坯并匯集起來，并按照軋制計(jì)劃編制規(guī)程（包括生產(chǎn)計(jì)劃安排、產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)、換輥周期、軋制規(guī)程、前工序和生產(chǎn)設(shè)備狀況、板坯材源情況等）進(jìn)行編制。 計(jì)劃排產(chǎn)模塊將通過人機(jī)交互方式進(jìn)行半自動(dòng)排產(chǎn)。在裝爐前可以根據(jù)前工序來料情況和板坯庫的堆垛狀況，調(diào)整或刪除軋制計(jì)劃，調(diào)整軋制順序，然后處理成軋制命令發(fā)行給過程控制計(jì)算機(jī)（L2 級(jí)）。軋制計(jì)劃編制支持直接熱裝（DHCR）作業(yè)計(jì)劃編制和冷裝（CCR）作業(yè)計(jì)劃編制。2）發(fā)貨作業(yè)管理 熱軋MES 系統(tǒng)接收公

53、司生產(chǎn)部根據(jù)生產(chǎn)訂單交貨期、運(yùn)輸計(jì)劃和鋼卷庫庫存清單編制的發(fā)貨計(jì)劃，由熱軋計(jì)劃員人工輸入發(fā)貨計(jì)劃，并把編輯好的發(fā)貨計(jì)劃傳送到負(fù)責(zé)鋼卷庫管理模塊，鋼卷庫管理模塊接收到傳送來的發(fā)貨計(jì)劃后，根據(jù)鋼卷信息生成發(fā)貨作業(yè)命令，并將發(fā)貨作業(yè)命令傳送給吊車操作終端，指揮吊車到指定庫位吊運(yùn)鋼卷發(fā)貨，并打印發(fā)貨清單和質(zhì)保書。3）物料跟蹤和管理 熱軋MES 的跟蹤范圍從板坯庫開始，經(jīng)主軋線、鋼卷庫，直至成品庫出口，完成整個(gè)生產(chǎn)過程中的物流跟蹤和管理。系統(tǒng)以每塊板坯、每個(gè)鋼卷為單位進(jìn)行物料跟蹤，自動(dòng)收集每一軋件從板坯至成品板卷生產(chǎn)全過程的主要工藝參數(shù)和控制參數(shù)，以及生產(chǎn)過程中的生產(chǎn)、質(zhì)量情況。在終端上顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，幫助生產(chǎn)人員對(duì)物流進(jìn)行管理，從而最大限度地提高生產(chǎn)效率，消除制約瓶頸。4）質(zhì)量管理（1） 質(zhì)量設(shè)計(jì) 系統(tǒng)以生產(chǎn)訂單為單位，根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及生產(chǎn)訂單的質(zhì)量要求，進(jìn)行質(zhì)量設(shè)計(jì)，為軋制計(jì)劃提供各個(gè)機(jī)組的出入口溫度及偏差，目標(biāo)寬度及偏差、目標(biāo)厚度及偏差、目標(biāo)平直度及偏差、取樣檢查標(biāo)志等PDI 參數(shù)，最后將質(zhì)量設(shè)計(jì)結(jié)果連同軋制計(jì)劃一起下發(fā)給