自動停車在可逆冷軋機控制系統(tǒng)上的應用

摘 要: 本文主要論述了在900 六輥可逆冷軋機計算機控制系統(tǒng)中，設(shè)計減速曲線控制可逆冷軋機的自動精確停車,介紹了此方法的硬件配置和基本控制原理,可供同類型生產(chǎn)線借鑒參考。

　　1. 前言

　　本課題為河北省自然科學基金（602073）資助項目，現(xiàn)以北京鋼鐵研究總院安泰科技股份有限公司天津北方900 MS六輥可逆冷軋機控制系統(tǒng)為例介紹自動停車的控制方法的設(shè)計及實現(xiàn)過程。

　　該軋機原停車控制完全由人工控制，不僅工人勞動強度高，而且由于現(xiàn)場照明條件及操作人員技術(shù)水平的限制，經(jīng)常造成軋機在高速運行或軋制薄規(guī)格產(chǎn)品時停車不準，影響生產(chǎn)正常進行，如果減速停車過早，會使整個軋制時間延長，影響軋機產(chǎn)量;如果減速停車過晚,會使厚帶咬入軋輥，造成斷帶，且導致設(shè)備損壞，因此迫切需要一種行之有效的解決方案。

　　經(jīng)過不斷的研究和實驗，我們根據(jù)實際經(jīng)驗模擬了一條停車曲線，在生產(chǎn)過程中嚴格按照這條曲線控制軋線速度，逐漸減速到最后停車，并取得了很好的應用效果，下面將詳細介紹這一方法的實現(xiàn)過程。

　　2. 控制系統(tǒng)的硬件組成

　　MS六輥可逆式冷軋機是一種新型的板帶軋機,其特點為中間輥可軸向移動,具有板形好，精度高等優(yōu)點，該軋機的主要設(shè)備組成:主軋機、左卷取機、右卷取機、矯直機、開卷機、普通液壓站、工藝潤滑站和AGC站等。主要生產(chǎn)850mm寬、0.2-1.0mm厚的冷軋薄板帶，精度可達1.5%，最高軋制速度為8m/s，并設(shè)計大小張力的切換功能，軋制厚帶時，采用大張力檔，低速軋制（最高速6m/s）;當軋制薄帶時，采用小張力檔，高速軋制。

　　本套軋機自動化系統(tǒng)一級主站選用了SIEMENS公司的s7-300，一級從站包括2個SIEMENS公司的從站ET-200、4臺意大利ASIRobicON公司生產(chǎn)的全數(shù)字可逆直流傳動裝置SPDM;主、從站之間通過Profibus-DP現(xiàn)場總線通訊;二級上位機是由1臺研華工業(yè)控制計算機組成。安裝了組態(tài)軟件InTouch 8.0，人機界面（HMI）通過SIEMENS公司的5613卡與PLC主站進行數(shù)據(jù)交換，用來完成軋機參數(shù)的顯示和軋制工藝的設(shè)定，主要畫面包括操作員界面、軋制規(guī)程、軋線模擬圖、自診斷和報警、實際參數(shù)值顯示等等。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)原理如圖1所示：

圖1

　　3. 理論基礎(chǔ)及實現(xiàn)過程

　　3.1 理論基礎(chǔ)

　　本停車曲線所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是物理學上關(guān)于速度和加速度的之間換算關(guān)系的公式：vt2-v02=2as。

　　其中，vt為軋線減速前的最高線速度，v0為減速后的線速度，由于本系統(tǒng)設(shè)計的目的是為了停車，因此最后減速到零。公式演變?yōu)椋簐t2=2as。

　　把上述公式，融合到要研究的問題中，可以發(fā)現(xiàn)s為減速停車過程中剩余鋼帶的長度，對于每個道次，它都是一個不斷減小，最后到零的值; a為曲線的加速度，可以依據(jù)軋機的最高速度及工藝要求設(shè)定a為合適的值，做到平滑地減速; 也是一個在停車過程中逐漸減小到零的值。如果測量出s，就可以求出對應的vt，這樣就可以繪制出一條停車曲線。編寫程序可根據(jù)每時刻的s求出對應時刻的vt，送到主軋機的速度給定上。下文將介紹 的具體測量方法。