邵书东 亓海燕 杨 成 栾义平

(山东泰山钢铁集团有限公司)

西马克X-Pact控制系统在不锈钢轧钢厂的应用

邵书东 亓海燕 杨 成 栾义平

(山东泰山钢铁集团有限公司)

不锈钢炉卷轧机升级改造工程全部采用德国西马克自动化控制系统，并用世界领先的数字模拟技术控制板型，降低了成本，提高了质量，增强了产品核心竞争力。本文详细介绍了德国西马克X-Pact控制系统在不锈钢轧钢厂的应用，并描述了不锈钢轧钢厂X-Pact控制系统的配置结构及控制系统的控制原理。

X-Pact控制系统 炉卷轧机 不锈钢

0 前言

不锈钢轧钢厂于2013年对原有的不锈钢炉卷轧机生产线进行了技术升级改造，改造后产能由原来的80万t提高到180万t。技改项目在原基础上增加三架精轧机如图1所示，1个卷取机，1座加热炉，1套加强型层流冷却系统，新上4套磨床，实现在线磨削，用于提高产量和质量。新工艺对主要控制设备自动控制提出了严格的要求，在自动化控制设备中采用德国西马克公司提供的X-Pact控制系统，包括2台PDA分析仪。整套系统是为了达到不锈钢轧钢厂的数据采集、系统控制等各方面的需求，提高不锈钢钢带的产量、质量，提高成材率，合格率。

图1 炉卷+三连轧生产线

1 X-Pact控制系统的硬件组成部分

1.1 X-Pact控制系统

X-Pact控制系统包括了自动控制、数据采集、信号处理等多方面的内容，能从很多方面实现轧钢自动化操作，同时，还能实现自动控制、动态显示、状态监测、记录信号、故障报警等各类操作。轧线区，在PLC室安放了RM、R1，FM、S1、F1、F2、F3主控制柜，每个控制柜包含一个X-Pact控制器，在现场安放了8个远程柜，分别是入口远程柜，出口远程柜，冷却水远程柜，F0推床远程柜，S1远程柜，F1远程柜，F2远程柜，F3远程柜，卷取区，在3号电气室安放了DCM、DC1、DC2主控制柜，每个控制柜包含一个X-Pact控制器，在现场安放了3个远程柜，分别是1号远程柜，2号远程柜，3号远程柜，在2CS、3CS、4CS操作室都安装了操作面板及操作手柄，在中心机房安放了服务器1台，备份机1台，开发机3台，PDA分析电脑2台，精轧区X-pact DP网络图如图2所示：

图2 精轧区X-pact DP网络图

1.2 控制操作的相关技术

使用X-Pact控制系统进行不锈钢轧钢的根本目的是为了提高不锈钢钢带的产量、质量，提高成材率，系统设计共涉及到了计算机、控制、通讯、显示技术等4大技术内容。本系统结合了先进的DCS分散型控制系统。系统网络选择了光纤环网为基础的工业局域网技术，控制器与远程柜的通讯采用光纤通讯加贝福模块，能够保证现场的模拟信号能过快速的往来控制系统，维持控制系统的高效有序进行。

1.3 操作室

在各操作室安装了相应的监控装置，主要借助于不同性能的计算机操作，具体为彩色监视器8台，粗轧2台，精轧3台，卷取2台，控制面板7个，粗轧1个，精轧3个，卷取3个，粗轧设有2个手柄，精轧设有用于速度调节、弯辊调节、倾斜调节的12个手柄及4个快泄按钮。精轧操作台如图3所示。

图3 精轧操作台

2 X-Pact控制系统的软件部分

X-Pact控制系统的编程工具为LogiCAD5.2，辅助工具包括X-Pro数据库软件，X-Hmi画面调试工具。由于粗轧区，精轧区，卷取区控制系统都为西马克X-Pact控制系统，控制方式相同，下面以精轧区X-Pact控制系统为例来介绍X-Pact控制系统的软件部分。

2.1 精轧程序块

精轧区程序块如图4所示。

图4 精轧区程序块

2.2 精轧轧区软件架构

精轧区软件构架如图5所示。

图5 精轧区软件构架

2.3 F1控制器具体功能块说明

(1)AGC：自动厚度控制；(2)BRB：支承辊平衡；(3)CVC：工作辊窜辊控制；(4)ESC：侧导板控制；(5)HGC：液压辊缝控制；(6)HWMON：硬件监控；(7)LOO：活套控制；(8)MDC；轧机主传动控制；(9)PDC：过程数据收集；(10)SSEQ：轧机顺序控制；(11)WRB：工作辊弯辊控制。

2.4 FM控制器功能块说明

(1)CSH：飞剪控制；(2)DCI：传动控制；(3)DSGF：除磷控制；(4)DSPR1：除磷入口夹送辊控制；(5)DSPR2：除磷出口夹送辊控制；(6)ESC：F0侧导板控制；(7)FMCC：冷却水控制；(8)GFC：公用功能控制 ；(9)LOO：F0活套控制；(10)MTR：跟踪控制；(11)PDC：过程数据收集；(12)PR1：F0夹送辊控制；(13)SAF：安全；(14)SCC1：入口卷筒控制；(15)SCC2：出口卷筒控制；(16)SCM：速度控制；(17)SEQ：顺序控制；(18)SESC1：入口卷取炉侧导板控制；(19)SESC2：出口卷取炉侧导板控制；(20)SHESC：剪前侧导板控制；(21)SLOO1：入口卷取炉活套控制；(22)SLOO2：出口卷取炉活套控制；(23)SPR1：炉卷入口夹送辊控制；(24)SPR2：炉卷出口夹送辊控制。

2.5 常用功能

轧机主控制协调速度主控制，轧机机架控制器和侧导板的任务，根据操作工所选操作模式，以确保所有组件的适当相互作用。模式选择是赋予操作工的主要权利，以确定自动化的执行顺序。 有关的功能如下：模式选择，轧机组件的状态监控，SM和FM的带钢跟踪，主辅传动参考值的及时输入，辅助功能的及时触发，与轧机其它设备的接口。以下主要模式能够由操作工通过HMI进行选择：正常停止，换辊，标定，轧制，快速停车。 轧机主控制保证涉及的所有系统采取相同模式。基于安全考虑以下模式由相应硬件连接信号自动触发：快速停车，紧急停车。产品质量通过西马克二级控制模型设定合适的弯辊、窜辊、补偿等以保证合适的板型。

3 结语

“炉卷+连轧”生产模式在国内属首次，X-Pact控制系统在不锈钢轧钢厂使用已三年多，控制器及模块工作正常，机组产量、产品质量稳步提升，板型优异。目前已开发出节镍奥氏体、马氏体、铁素体等多个系列、多种规格的不锈钢钢带，还可生产双相不锈钢、高级合金钢、耐候钢、耐酸钢等特殊钢带，可广泛应用到石油化工、海洋工程、航空航天、汽车、船舶、医药、食品、水处理以及家电等领域。吨钢综合能耗达到国际领先水平，实现了企业效益最大化。

THE APPLICATION OF SMS X-PACT IN STAINLESS STEEL MILL

Shao Shudong Qi Haiyan Yang Cheng Luan Yiping

(Shandong Taishan Iron and Steel Group Co., Ltd)

Stainless steel STECKEL mill modernization project using SMS, X-pact and with the world's leading digital simulation technology to control plate shape, to reduces the cost improves the quality, enhance the core competitiveness of product. The application of SMS X-Pact system in stainless steel rolling mill, the structure and configuration of X-Pact control system were introduced in detail.

X-Pact control system Steckel mill stainless steel

东，高级工程师，山东.莱芜(271100)，山东泰山钢铁集团有限公司;

2016—7—10