鞍钢1700热轧活套控制系统设计及控制策略研究

摘要

活套作为热轧带钢产品生产中必备的工艺设备之一，其装备的优劣、技术的高低及控制程度的好坏直接影响到热轧带钢生产线在线生产的稳定性以及热轧带钢产品品质质量。随着对带钢热连轧产品品质要求、产量不断提高的同时，对热轧带钢活套工艺设备的性能指标的要求也不断提高，进而对活套控制的响应速度及精度都有更高的要求。为了保证产品的宽度、厚度和板型的控制指标，活套的稳定控制就成为热连轧生产的关键环节，所以，研究活套控制系统对整个热连轧生产具有重要的现实意义。 本文是以鞍钢1700mm热轧带钢厂精轧机组主传动及活套大型改造项目工程为背景。改造前精轧主传动、活套由直流电机驱动并由模拟系统控制，旧设备满足不了生产要求。在轧制薄材3.00mm以下或升速轧制时主电动机的能力明显不足，而活套响应速度有待于提升以满足薄材及高速轧制需要。直流电机重大事故率较高、维护困难、能耗大。而旧的模拟控制系统控制板有的生产厂家已不生产、定不到备件、对生产产生严重影响。改造后，老的电动活套及L0级模拟电控系统被淘汰，取而代之的是全新的液压活套及全新的数字控制系统。 本文意在研究改造后液压活套驱动及控制系统结构，从活套控制原理到活套控制系统设计的选型、硬件组态、再到活套控制系统控制方式等进行研究。剖析了活套位置、速度、转矩、张力控制策略及算法，并阐述了活套对轧机速度补偿的重要性及补偿计算方法，以及对活套接近控制的原理进行详细的阐述。通过对蝶形曲线的变换对其控制方法进行改进，从而弥补了传统力矩控制的不足之处。上述论证及阐述为本次改造工程以及与之情况相近的改造实践工程提供理论及现实依据。经过本次改造，活套控制系统在精度和响应速度上都得到了提高，并降低了能耗。在保证稳定生产的同时，提高产品质量进而提高了工厂经济效益。

目录

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摘要

第1章绪论

1．1课题研究背景与意义

1．2活套类型

1．3活套控制主要目的

1．4活套控制研究现状

1．4．1最优多变量控制

1．4．2 ILQ逆线性二次型控制

1．4．3模糊控制

1．5本文主要工作

第2章热轧工艺及设备

2．1热轧生产工艺

2．2改造前活套设备及L0级系统

2．3轧线计算机系统配置

2．3．1基础自动化控制设备介绍

2．3．2基础自动化控制功能介绍

2．4本章小结

第3章液压活套装置及控制系统组态

3．1改造后液压活套设备

3．2改造后控制系统选型与组态

3．2．1液压活套0级硬件系统组态设计

3．2．2 SIEMENS TDC UR5213机架配置

3．2．3 SIEMENS TDC UR5213板卡组态配置

3．3活套控制监控系统的设计

3．4活套控制系统L0级与L1级和L2级通讯

3．5本章小结

第4章活套L1级控制策略

4．1活套起套跟踪算法及控制

4．2机架空过活套控制

4．3活套预落套跟踪算法及控制

4．4活套落套的跟踪算法及控制

4．5模拟轧制及检修时的活套控制

4．6本章小结

第5章活套L0级控制策略

5．1活套的标定

5．2活套位置控制

5．3活套速度控制

5．4活套力矩控制

5．5活套套量控制

5．6活套对轧机速度的补偿

5．7活套张力计算

5．8接近控制器

5．9本章小结

第6章结论及展望

参考文献

致谢