仪表控制系统在热轧带钢中的实践与应用

2019-02-14李洪哲

数字通信世界 2019年1期

李洪哲

（山信软件股份有限公司莱芜自动化分公司银轧运维事业部，莱芜 271104）

本文简要分析了测量原理，介绍了凸度仪的系统结构，总结了常规维修的典型故障及维修要点。该系统运行稳定，在反馈控制和提高控制系统质量方面起着关键作用。

1 引言

随着计算机硬件技术的飞速发展，钢铁企业控制系统的设计是由于生产过程中不间断的压力。本着稳定安全的原则，长期采用系统和开发环境，设计周期长，操作人员和维修人员应长期培训。近年来，控制系统发生了很多变化，但受外部系统环境和内部原创设计思想的限制，系统在软件移植性、效率、个性化服务等方面需要改进。

2 测量原理

凸度是横向厚度差，凸度可以通过测量特定点的厚度来计算。X射线穿透物质的衰减规律是X射线厚度测量的理论基础。X射线穿透衰减规律是X射线厚度测量的理论基础。光电传感器将光强变化改变为易于检测、处理和传输的电量变化。当X射线投射到检测到的物体上时，部分辐射被检测到的物质吸收，而其他射线穿过检测的物质。射线穿过被测材料的强度与被测材料的厚度和密度有关。如果已知被测物体的密度，则可以根据测得的射线强度计算被测材料的厚度。X射线厚度测量是基于这一原理的进行的。

3 仪表控制系统在热轧带钢中的应用

3.1 凸度闭环反馈控制

莱钢1500mm带钢生产线精轧机组采用六机架四辊轧机，提高板带轧机板形质量的一个重要途径是采用新的板形控制技术。测量数据发送到精轧的TDC控制系统。与两阶段系统的设定数据相比，建立了轧制线双系统的形状控制模型，并计算了板形控制中各框架的设定值、弯曲辊和窜辊。形状自动闭环控制系统分为过程控制级的轧辊设定和弯曲力设定，在基本自动机中称为形状设定控制、弯曲力前馈控制和弯曲力反馈控制功能。

窜辊设定功能主要通过设置F1-F6工作辊的位置来实现。对于不同的工作辊配置，换辊的目的也不同。根据机组的轧制规程，选择适合于该机组的工作辊窜流策略，包括轧辊的工作方式、轧辊的步进长度、轧辊的行程和轧辊的频率、轧辊的卷卷或轧辊位置在F1-F6FR中的位置。在进入带钢之前计算工作辊，并将设定值达到L1水平。

弯辊力设定功能是根据轧制压力和工作辊的形状和支承辊形状（包括初始辊形、磨损辊形状和热辊形状）设定的工作辊的弯曲力的设定计算。F1-F6机架的其目的是通过弯辊手段保证带钢凸度目标值和精轧机下游各机架比例凸度，从而也保证带钢平坦度目标值，考虑到可变接触支承辊和线性凸度工作辊的形状控制特性，将弯曲辊设置在与设定对象相同的轧制单元中的某一钢件上。根据钢的工作状态，计算出F1-F6机架的弯曲辊力大小，以满足扁平带并达到目标凸度，并将设定值达到L1水平。同时，弯曲力的设定值也作为L1弯曲力的前馈控制和反馈控制的参考值。

窜辊设定功能是根据各机架轧制压力的变化对F1-F6工作辊弯曲力的前馈控制。目的是保证带钢凸度的客观值和轧制过程中带钢的目标值。在实际轧制过程中，带钢的轧制条件（自始至终）、轧制条件（温度、精整材料的厚度等）不断变化，各机架的轧制压力波动。为了消除波动对形状的影响，F2-F6工作辊的弯曲力应根据各机架的轧制压力进行调整。弯辊力反馈的功能是对F1-F6的一个机架或几个机架辊弯力的测量偏转信号的反馈控制。

3.2 在1500mm热轧带钢生产中的应用

随着计算机技术的飞速发展，研制出一种高精度的凸度仪，具有多点测厚和快速实时数据处理的特点。借助于自动凸度控制系统，可以大大提高板形控制能力。在实际测量中，测量值由计算机自动校正，通过计算机对测量信号进行处理，进行了合金补偿、温度补偿和角度补偿，最后，计算出带材宽度的实时厚度，并通过数值分析得出连续断面厚度曲线。同时，将结果传递给凸度仪，在自动控制系统的计算机中应用了凸度控制。

3.3 典型故障处理与日常维护

消除凸度计的故障是很困难的。一旦发生故障，高压发生器、X射线控制单元、射线管和高压电缆的现有故障逐渐消除。典型的故障主要集中在X射线控制单元的故障。常见故障是低电压设定值和低斩波电压设定值。高电压设定值较低，即，射线控制单元将以较低的电压值启动。引起故障的可能因素包括控制单元中的保险故障；主接触器没有吸合，当控制单元的开关闭合时，应听到接触器的声音；开关关闭，模版ANS1故障和输出级电流转换器没有工作，并尝试更换模式。斩波器电压设定值较低，也就是说，射线控制单元将以较低的电压值启动。引起故障的可能因素有：控制单元中的F1故障；主接触器不出声，当控制单元的开关闭合时，应听到接触器的声音；检查当前监测功能的ReG2模板是否损坏或尝试替换模板。