軋機(jī)過程控制

1、2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制冷連軋過程控制2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋自動(dòng)化冷連軋自動(dòng)化1 冷連軋控制系統(tǒng)特點(diǎn)2 冷連軋的三級(jí)控制系統(tǒng)介紹3 冷軋機(jī)的過程控制2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流1 冷連軋控制系統(tǒng)特點(diǎn)冷連軋控制系統(tǒng)特點(diǎn) 冷連軋帶鋼生產(chǎn)包括：酸洗、冷軋、脫脂、退火、平整、精整、鍍涂層等多個(gè)生產(chǎn)工序，它是冶金、機(jī)械、材料、化學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科技術(shù)的綜合，是軋鋼領(lǐng)域生產(chǎn)效率最高、自動(dòng)化控制最完善的生產(chǎn)

2、部門，代表了軋鋼技術(shù)的最高水平。 高響應(yīng)、多變量、非線性、強(qiáng)耦合高響應(yīng)、多變量、非線性、強(qiáng)耦合2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流1 冷連軋控制系統(tǒng)特點(diǎn)冷連軋控制系統(tǒng)特點(diǎn) 厚控相關(guān)新技術(shù)：多AGC系統(tǒng)，F(xiàn)GC系統(tǒng) 板形控制新技術(shù)：CVC, PC, HC, UC.新軋機(jī) 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)：3 級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 其它：檢測(cè)儀表，邊部減薄控制，新型卷取機(jī)2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng)冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng)冷連軋機(jī)組三級(jí)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：一級(jí)：直接數(shù)字控制級(jí)（DDC）二級(jí)：過程控制級(jí)（S

3、CC）三級(jí)：生產(chǎn)控制級(jí)（PCC）網(wǎng)絡(luò)：工業(yè)以太網(wǎng)和環(huán)網(wǎng)組成數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸速度為100Mbps/1Gbps，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)為一體。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng)冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng)2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng)冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng)一級(jí)計(jì)算機(jī)：一級(jí)計(jì)算機(jī)：直接數(shù)字控制級(jí)(DDC) AGCAGC、AFCAFC、ATCATC、APCAPC、FGCFGC二級(jí)計(jì)算機(jī)：二級(jí)計(jì)算機(jī)：過程控制級(jí)(SCC) 一般由服務(wù)器(在線，熱備用)、工作站、若干臺(tái)P

4、C組成，采用以太網(wǎng)聯(lián)接。二級(jí)機(jī)與一級(jí)機(jī)通過光纖通訊。二級(jí)計(jì)算機(jī)主要功能包括：工藝參數(shù)設(shè)定計(jì)算、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、帶鋼跟蹤、數(shù)據(jù)采集與交換、HMI監(jiān)控、生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集與分析。三級(jí)計(jì)算機(jī)：三級(jí)計(jì)算機(jī)：生產(chǎn)控制級(jí)(PCC) 由若干臺(tái)PC機(jī)組成，通過以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，完成生產(chǎn)計(jì)劃編制、合同安排、初始帶鋼數(shù)據(jù)處理、向二級(jí)計(jì)算機(jī)提供設(shè)定計(jì)算參數(shù)、軋輥數(shù)據(jù)處理以及產(chǎn)品質(zhì)量管理。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流2 冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng)冷連軋三級(jí)控制系統(tǒng) Level-3 生產(chǎn)控制級(jí)生產(chǎn)控制級(jí) Level-2 過程控制級(jí)過程控制級(jí)PC 2LBPOPSPDI 數(shù)據(jù)傳輸軋

5、輥數(shù)據(jù)傳輸軋機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)軋機(jī)設(shè)定數(shù)據(jù)操作工干預(yù)操作工干預(yù) Level-1 設(shè)備控制級(jí)設(shè)備控制級(jí) AGC AFC FGC APC 工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng) TCM 設(shè)定模型設(shè)定模型 軋制規(guī)程計(jì)算軋制規(guī)程計(jì)算 設(shè)定計(jì)算設(shè)定計(jì)算 模型學(xué)習(xí)計(jì)算模型學(xué)習(xí)計(jì)算 模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模型數(shù)據(jù)存儲(chǔ) OPS 數(shù)據(jù)輸出 工程文件輸出實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)獲得PC 1 軋機(jī)預(yù)設(shè)定2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制Level 2（1）生產(chǎn)管理（2）生產(chǎn)跟蹤（3數(shù)據(jù)通訊（4）數(shù)學(xué)模型（5）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析（6）操作畫面2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流

6、冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制帶鋼跟蹤冷連軋過程控制帶鋼跟蹤跟蹤系統(tǒng)大體分兩種，一種是鋼卷跟蹤，它是以一個(gè)物理鋼卷為對(duì)象進(jìn)行跟蹤。另一種是生產(chǎn)過程跟蹤，它是以帶鋼在生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀態(tài)為對(duì)象進(jìn)行跟蹤。生產(chǎn)過程跟蹤由一級(jí)計(jì)算機(jī)微跟蹤和二級(jí)計(jì)算機(jī)宏跟蹤組成。二級(jí)計(jì)算機(jī)基于一級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)送的事件信號(hào)進(jìn)行宏跟蹤，控制軋機(jī)的生產(chǎn)狀態(tài)，并在相應(yīng)時(shí)刻觸發(fā)其它控制功能，如自動(dòng)設(shè)定和數(shù)據(jù)采集、通訊與交換等功能。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制數(shù)據(jù)采集冷連軋過程控制數(shù)據(jù)采集一級(jí)計(jì)算機(jī)在冷連軋過程中對(duì)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備

7、的實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和存儲(chǔ)。這些數(shù)據(jù)包括：（1）軋制結(jié)果數(shù)據(jù)；如軋制速度、軋制力、輥縫、張力等。（2）生產(chǎn)結(jié)果數(shù)據(jù)；如鋼卷長度、直徑、重量、生產(chǎn)日期等。（3）設(shè)備消耗信息；如乳化液和軋輥的相關(guān)信息。（4）質(zhì)量控制信息；帶鋼厚度、帶鋼板形等。數(shù)據(jù)收集有兩種方式：周期性采樣和根據(jù)事件收集數(shù)據(jù)。周期性采樣可按軋制帶鋼的一定長度或一定時(shí)間間隔進(jìn)行。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制HMI2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制HMI2010-5-

8、5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制冷連軋過程控制HMI2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）軋制規(guī)程計(jì)算設(shè)定計(jì)算自適應(yīng)學(xué)習(xí) 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷軋變形區(qū)構(gòu)成冷軋變形區(qū)構(gòu)成 kout 出口變形抗力 Feout 彈性恢復(fù)區(qū)軋制力 Fp塑性區(qū)軋制力 Fein : 彈性壓縮區(qū)軋制力 kin 入口變形抗力hin入口厚度tin入口張

9、力hPin 塑性入口厚度hPout 塑性出口厚度hout出口厚度tout出口張力塑性區(qū)彈性恢復(fù)區(qū)彈性壓縮區(qū) km : 平均變形抗力2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）變形抗力模型前滑模型軋制力模型軋制力矩模型功率模型輥縫模型軋機(jī)模量等等等等2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）將負(fù)荷函數(shù)統(tǒng)一設(shè)為：將負(fù)荷函數(shù)統(tǒng)一設(shè)為：根據(jù)負(fù)荷成比例原則：根據(jù)負(fù)荷成比例原則： 建立負(fù)荷分配非線性建立負(fù)荷分配非線

10、性方程組方程組：),(1iiihhfpnnpppp:.:.:3213210),(21122101pphhhf.0),(32233212pphhhf0),(11121nnnnnnnnpphhhf2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）迭代收斂計(jì)算壓下規(guī)程功率平衡模式 軋制力平衡模式從#1std.到#5std.進(jìn)行迭代計(jì)算壓下率平衡模式 壓下率和功率平衡模式壓下率和軋制力平衡模式從#2std.到#4std.進(jìn)行迭代計(jì)算壓下率和壓下率平衡模式 毛輥軋制模式從#1std.到#4std. (功率)以及#5

11、std. (軋制力)進(jìn)行迭代計(jì)算迭代計(jì)算開始機(jī)架間帶鋼厚度厚度修正值目標(biāo)負(fù)荷分配比更新迭代計(jì)算錯(cuò)誤修正功能開關(guān) ON 收斂檢查 OK每一機(jī)架壓下率每一機(jī)架軋制力每一機(jī)架電機(jī)功率機(jī)架間帶鋼厚度收斂結(jié)果機(jī)架間帶鋼厚度最終結(jié)果機(jī)架間帶鋼厚度模型計(jì)算Newton-Raphson 法迭代計(jì)算壓下規(guī)程修正功能2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）迭代計(jì)算壓下規(guī)程迭代計(jì)算壓下規(guī)程1234目標(biāo)厚度張力極限電機(jī)功率極限軋制力矩極限軋制速度極限壓下率極限軋制力極限迭代計(jì)算2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋

12、技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）設(shè)定計(jì)算（1）軋輥輥縫（2）穿帶速度（3）最大穩(wěn)態(tài)速度（4）彎輥力（5）前后單位張力（6）各道次軋制厚度（7）前、后滑值（8）軋制力值（9）帶鋼寬度（10）軋輥橫移位置（11）AGC控制參數(shù)（軋機(jī)模數(shù)、帶鋼模數(shù)、控制增益等）（12）AFC控制參數(shù)（目標(biāo)控制板形、板形影響系數(shù)，控制增益等）（13）FGC控制參數(shù)（14）其它參數(shù)2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）張力設(shè)定 帶鋼前后單位張力值根據(jù)帶鋼

13、的鋼種、厚度和道次在層別表內(nèi)查找。總張力由單位張力與各道次帶鋼面積之積確定。2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）速度設(shè)定（1）穿帶速度由設(shè)備常數(shù)確定。（2）穩(wěn)態(tài)軋制速度初值由設(shè)備最大軋制速度確定，并在模型計(jì)算過程中對(duì)電機(jī)功率和軋制轉(zhuǎn)數(shù)進(jìn)行極限檢查，超限則對(duì)最大軋制速度進(jìn)行修正。（3）帶鋼出口速度確定后，根據(jù)前滑模型計(jì)算值，得到軋輥速度。2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流32145S1BS2BS3BS4BS5BS1AS2AS3AS4AS5AS1

14、T1S1AS2T2S2AS3T3S3AS4T4S4AS5AVR4BVR1BVR2BVR3BVR5BVR1AVR2AVR3AVR4AVR5AVR1T1VR1T2VR1T3VR1T4VR2T2VR2T3VR2T4VR3T3VR3T4VR4T4T1BT2BT3BT4BT5BT0Bh0BT1A T2AT3AT4AT5AT0A輥縫軋輥速度總張力厚度h1Bh2Bh3Bh4Bh5Bh1Ah2Ah3Ah4Ah5Ah0AFGC (Flying Gauge Change)特點(diǎn)： 不停機(jī)改變產(chǎn)品規(guī)格改變軋件厚度改變軋件寬度需要調(diào)整的參數(shù)：各架輥縫各架速度3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）201

15、0-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）模型自適應(yīng)學(xué)習(xí)的目的模型自適應(yīng)學(xué)習(xí)的目的數(shù)學(xué)模型是一組描述生產(chǎn)工藝操作與控制規(guī)律的方程。冷連軋的數(shù)學(xué)模型是軋制理論、控制理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)物，是近似的理論模型，需要不斷的修正提高精度。數(shù)學(xué)模型學(xué)習(xí)的策略和任務(wù)就是通過比較計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收集的實(shí)際數(shù)據(jù)與模型設(shè)定計(jì)算值之間的差異，反映出理論與實(shí)際的差別，以不斷修正數(shù)學(xué)模型方程系數(shù)的方法，使數(shù)學(xué)模型逐步求精，逼近當(dāng)前生產(chǎn)軋制的實(shí)際，從而使冷連軋機(jī)的過程控制系統(tǒng)獲得更高的設(shè)定精度。 2010-5-5冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流冷連軋過程控制京唐極薄酸軋技術(shù)交流3 冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）冷連軋過程控制（數(shù)學(xué)模型）自動(dòng)自動(dòng)高速實(shí)測(cè)值收集更新學(xué)習(xí)