太钢热连轧三电系统的技术特点0东芝变频器

2022-07-07

太钢热连轧三电系统的技术特点

太钢热连轧三电系统的技术特点 2011年12月09日来源：太钢1549mm热连轧三电系统是由计算机系统、电气传动系统、自动化仪表系统组成的大型自动化控制系统，该系统采用了一系列高新技术，实现了多项控制功能。

1　系统组成　　太钢1549mm热连轧主生产线由上料系统、加热炉区、粗轧区、精轧区、卷取区和运输链区组成。辅助系统包括液压、润滑、换辊、水处理等系统。　　主轧线计算机系统采用分布式控制系统，由过程自动化和基础自动化两级组成。基础自动化包括仪表控制和电气控制。过程控制级由冗余配置的VAX系列计算机及30余台终端组成。基础自动化采用CEGELEC公司的WDPF控制系统，由35台控制站及操作站组成。整个系统由多级通信网络连接构成。辅助系统采用近百台PLC装置控制，并实时向轧线计算机系统传送数据。　　传动系统有主生产线传动系统和辅助系统传动系统。主轧线电气传动系统主要包括用于主电机传动的全数字直流调速系统13套，用于辅电机传动的带PLC控制的直流调速系统108套。主生产线直流电机总装机容量48.3MW，单机最大容量4500kW。　　自动化仪表系统包括热工控制仪表和轧线检测仪表。热工控制采用分布式控制系统，二次仪表1000多套全部数字化，取代了全部的常规仪表。全生产线共设置各种检测装置145台，主要有测厚仪、测宽仪、测压仪、测温仪、激光检测器、冷热金属检测器等。　　该系统在全生产线每一个工艺过程都实现了计算机控制，系统控制点数达数千个，控制对象达数百台设备。

2　系统主要控制功能　　系统主要功能有：　　.生产和控制数据的输入及管理；　　.网络数据的处理及通信；　　.全生产线物料的实时位置跟踪及数据跟踪；　　.过程自动化各项设定值的计算；　　.模型参数自学习以实现优化控制；　　.全生产线所有设备的逻辑顺序控制；　　.全生产线的各种自动位置控制(APC)；　　.粗轧、精轧、卷取主速度及全生产线速度控制；　　.全生产线的各种辊道控制；　　.板坯称重、测长、测宽及控制；　　.加热炉自动燃烧及其他控制；　　.轧制节奏控制；　　.粗轧机负荷平衡控制；　　.飞剪控制；　　.精轧机活套控制；　　.板坯宽度控制；　　.带钢厚度自动控制(AGC)；　　.终轧温度控制(FTC)；　　.卷取温度控制(CTC)；　　.卷取力矩控制；　　.过程自动化级人机对话以实现全生产线的数据监控和数据处理；　　.基础自动化级人机对话以实现全生产线的画面监控与生产操作等；　　.数据统计及报表打印；　　.全生产线的各种保护与故障报警；　　.全生产线的模拟轧钢。

以上各项功能均已全部实现。例如终轧温度控制，采用了以升速轧制为主的方法来实现。后面还列举了几种功能的实现方法。

3　传动系统　　电气传动系统全部由国内自行研制、配套、编程、调试。　　.全线主传动装置上全部使用全数字化控制系统。系统采用模块化结构，全部调节和控制功能均由软件完成，具有控制精度高，调试简便，易于维护等特点，满足了对主传动高精度、高动态品质的要求。主传动系统的控制精度见表1。　　.在轧机主传动中，采用了1200V高电压大功率变流装置，共采用4000V、1500A晶闸管240个。系统从元件到装置均为国内独立研制。　　.将36相整流技术应用于精轧机主传动系统，有效地抑制了谐波和无功冲击，提高了功率因数，改善了电网品质。　　.辅传动直流调速系统采用“大规模集成电路板＋PLC”的逻辑无环流晶闸管装置。在集成电路板上集中了多项功能，PLC则用于完成各种操作控制。4　数学模型　　数学模型是过程控制的核心。该项目建立了一套完整的热连轧计算机数学模型，其中包括不锈钢模型和其它特殊钢模型。由于热连轧数学模型的复杂性和研制的技术难度，以往国内热连轧数学模型多为引进，而国内更没有轧制不锈钢的数学模型。研制不锈钢模型的技术难度远远大于碳素钢，其主要因素是：(1)不锈钢在高温状态下具有比普碳钢高得多的强度和韧性；(2)在轧制过程中温度降低时变形抗力成倍增长，特别不易轧制；(3)轧制不锈钢对工艺要求严格，极易造成裂边、轧废甚至发生损坏设备的事故。　　根据太钢不锈钢生产经验，研究分析了大量生产数据，按照不锈钢生产工艺特点和材质特性，研制成功了不锈钢数学模型。　　太钢热连轧数学模型主要分为加热炉区、粗轧区、精轧区、卷取区4大部分。其中精轧设定是热连轧数学模型的核心功能。精轧设定模型是根据产品规格和要求的终轧温度，通过一系列计算算法确定精轧各架轧机的辊缝值和速度值。精轧设定主要由以下几组模型实现：　　(a)能耗模型——确定功率分配原则，计算各机架出口厚度和负荷分配。　　(b)温度预报模型——从热平衡出发推导出一系列计算公式，逐步计算轧制线上各点带钢温度。　　(c)轧

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