连轧机控制系统

控制系统

连轧机控制系统是由连轧机组、检测仪表控制装置和电子计算机组成的对钢、铝等材料的加工尺寸进行控制的塑性加工过程控制系统。

发展历史

早期的连轧机因轧制速度低，对产品质量要求也不高，用人工控制尚能生产。人们对产品质量和产量的要求日益提高，如轧制每卷重45吨的冷连轧薄带钢卷，要求厚度公差为±(5～50)微米,冷连轧机最高轧速达40米/秒以上，热连轧年产量达 500万吨以上，冷连轧年产达 100万吨以上。这样的任务再用人工控制已不可能完成。20世纪60年代后期，连轧机开始采用计算机控制，70年代以来发展较快。例如中国武汉钢铁公司70年代末投产的1700毫米带钢热连轧机,500米长的轧制生产线全部采用计算机控制。

控制系统

控制功能主要包括轧件跟踪、计算机操作指导和对轧制过程各种参数设定、连续检测、控制和最优管理。图1为五机架冷连轧机利用17台计算机组成集散控制系统，在主控制台的控制下，分为过程监控、操作监控和设备监控三级，包括各种自动检测仪表、电子装置、液压装置等组成的局部控制系统。按功能来分，整套轧机控制系统分为速度调节系统、压下位置控制系统、轧制力调节系统、张力调节系统、厚度调节系统，以及自动制动系统、弯辊数字控制系统、板型控制系统、侧导板自动控制系统、自动换辊系统、进出料自动控制系统等。从上卷、穿带、轧制参数设定直到轧制厚度控制和数据记录打印等已全部实现自动化。

速度调节系统

五机架冷连轧机自动控制系统速度调节系统用于控制连轧机的速度。所有机架都按轧制规范所规定的速度同步运行，协调升速或降速，以避免堆料和断带。为了保证前后各架轧出的钢带流量相同，要求转速调节系统的调节精度很高。它通常由模拟和数字双重调节系统组成，模拟系统保证调节响应的快速性，而数字系统则保证调节的精确性，一般调节精度可达千分之一左右。设定值按规定曲线变化，以防止速度突变引起轧机的损坏和断带。为了保证轧机有宽广的调速范围和快速的响应性能，总功率达数万千瓦的整套连轧机的主传动电机都采用可控硅装置供电，调速系统的响应频宽为3～5赫。

压下位置控制系统

用以快速准确地调节轧机辊缝的开口度。现代大型轧机的轧辊机构重达几十吨，为了适应高速轧制的快速响应需要，一般采用液压伺服调节系统。它由微型计算机或电子调节线路、电液伺服阀、能产生上千吨压力的大型液压缸、精密位移传感器等组成，其位置调节分辨率机达1～2微米，响应频宽一般为8～12赫。

轧制力调节系统

主要用以补偿轧辊偏心所造成的轧制力波动。由测压头或油压测量传感器测出轧制力值，再将其变换为电信号，输入微型机或电子调节线路去调节液压压下位置，使压下系统能跟随轧辊的偏心运动而实现轧制力的补偿调节，减少由于轧制力波动所造成的周期性厚度偏差。轧制力调节系统的设定值一般由张力或厚度调节系统给定。

张力调节系统

用于调节各轧机间带钢的张力并使其保持稳定。冷轧机处于大张力轧制状态时，各架轧机间的带钢张力可达10吨以上。过大的张力波动会造成断带或叠轧等事故。一般用张力计辊直接检测机架间的带钢张力，由电子计算机通过调节后一机架的液压压下位置或者前一机架的速度来达到调节张力的目的。如果机架间张力低于工艺控制数学模型所选定的最佳张力给定值，则可以增大后一架轧机的辊缝开口度，使轧出带钢的体积流量增大，由此产生的带钢弹性张力积分效应便使机架间带钢张力随之升高达到给定值。

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