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1、冷床控制系统优化技 术 应 用 鉴 定 材 料2007 年 8 月目 录鉴定材料之一-冷床控制系统优化鉴定大纲鉴定材料之二-冷床控制系统优化工作报告鉴定材料之三-冷床控制系统优化技术总结报告鉴定材料之四-冷床控制系统优化经济效益分析报告鉴定材料之五-冷床控制系统优化使用报告鉴定材料之一冷床控制系统优化鉴定大纲第一小型轧钢厂2007 年 8 月鉴定大纲山东省冶金工业总公司对济钢集团总公司第一小型轧钢厂完成的冷床控制系统优化项目进行技术鉴定，鉴定委员会制定鉴定大纲如下：一、项目名称：冷床控制系统优化二、项目来源：自选三、项目内容经过对控制程序的仔细分析和细致的现场观察，对冷床区控制程序进行全面的优
2、化，主要有：升降裙板控制使用高实时性算法，提高位置控制的精度；对各种故障报警进行全面检测分析，并制定智能控制策略确保冷床不出现乱钢；设定参数自动根据线速度进行选择，减轻工人劳动强度等等；在满足工艺要求的情况下尽量减少检测元件的数量，提高运行的可靠性。确保了全线速度提高到 17.5m/s 以上，而且故障率大大的降低。不仅提高了机时产量而且确保了作业率。四、项目起止时间2004 年 9 月2006 年 12 月五、承担单位：济钢第一小型轧钢厂六、鉴定材料及提供单位1、冷床控制系统优化鉴定大纲鉴定委员会2、冷床控制系统优化工作报告济钢第一小型轧钢厂3、冷床控制系统优化技术总结报告济钢第一小型轧钢厂4
3、、冷床控制系统优化使用情况报告济钢第一小型轧钢厂5、冷床控制系统优化经济效益分析报告济钢第一小型轧钢厂六、鉴定程序1 讨论通过鉴定大纲2 听取工作报告3 听取技术报告4 听取应用情况报告5 听取经济效益分析报告6 现场考察7 专家评议8 讨论通过鉴定意见9 鉴定委员会委员签字鉴定委员会2007 年 8 月鉴定材料之二：冷床控制系统优化工作报告第一小型轧钢厂2007 年 8 月冷床控制系统优化工作报告一 、课 题 来 源 ：2003 年 底 一 小 型 进 行 全 连 轧 改 造 ，配 备 120 米 步进 式 冷 床 一 台 ，完 成 对 棒 材 的 冷 却 和 剪 切 收 集 。冷 床 的收
4、 集 能 力 和 稳 定 运 行 状 态 直 接 影 响 全 线 的 产 量 和 作 业率 。因 此 如 何 提 高 冷 床 的 收 集 能 力 和 工 作 的 稳 定 性 一直 是 倍 受 关 注 的 课 题 。原来冷床的入冷床最大线速度为 16m/s，超过此线速度升降裙板出现位置控制不稳而引起的乱钢，而且还同时存在着故障率高、参数调整烦琐等等问题，严重制约着全线轧机产能的释放。经分析其主要原因如下：1. 整个加热炉在出钢和进钢时，前后的逻辑连锁关系复杂，而且有很多连锁没有意义。2. 步进梁的液压系统在行程控制中精度不高，引起钢坯在炉内分布不均匀，造成出钢困难。3. 炉前进料辊道和炉内装、出
5、料辊道速度慢，造成进钢、炉内定位和出钢的速度缓慢。4. 步 进 梁 的 动 作 周 期 的 逻 辑 连 锁 设 计 不 完 善 ，造成 步 进 梁 控 制 程 序 经 常 进 入 逻 辑 死 区 。5. 炉前检测元件多而且工作不稳定，经常造成钢坯在炉内定位失败，不得不转入手动状态，重新进行钢坯定位。由 于 以 上 缺 点 ，致 使 加 热 炉 的 出 钢 速 度 一 直 得 不 到提 高 。而 且 故 障 频 繁 ，其 控 制 精 度 已 满 足 不 了 现 在 的 生产 要 求 ，严 重 制 约 了 生 产 ,因 此 需 对 其 进 行 技 术 改 造 。二 、方 案 制 定 ：针 对 加
6、热 炉 出 钢 速 度 太 慢 这 一 课 题 ，主 要 着 手 从 控制 系 统 软 件 编 程 和 提 高 变 频 器 的 运 行 速 度 这 两 点 展 开工 作 。1.逻 辑 连 锁 系 统 。主 要 在 保 证 加 热 炉 的 安 全 运 行 的前 提 下 ，尽 量 取 消 不 必 要 的 逻 辑 连 锁 关 系 。2. 优 化 步 进 梁 的 动 作 曲 线 ，尽 量 减 少 步 距 不 稳 定的 现 象 。同 时 ，增 加 步 距 补 偿 程 序 ，运 用 数 字 PID 调 节器 ，检 测 出 上 一 步 的 实 际 偏 差 在 下 一 步 中 进 行 自 动 补偿 。3.在
7、提 高 变 频 器 的 运 行 频 率 ，尽 量 减 少 变 频 器 低 速运 行 的 时 间 ，同 时 要 优 化 变 频 器 的 参 数 防 止 变 频 器 的过 载 跳 闸 。4.完 善 步 进 梁 的 控 制 程 序 ，增 加 程 序 的 容 错 能 力 ，确 保 步 进 梁 不 进 入 逻 辑 死 区 。5.减 少 炉 前 的 检 测 元 件 ，由 三 个 减 少 为 一 个 。同 时为 检 测 元 件 的 信 号 在 程 序 中 进 行 容 错 处 理 。提 高 钢 坯在 炉 内 定 位 的 稳 定 性三 、项 目 论 证 工 作 及 进 展 情 况 ：1.自 2004 年 1 月
8、 份 第 一 小 型 厂 组 成 由 电 气 及 技 术主 管 人 员 参 加 的 技 术 改 造 小 组 。在 厂 长 、分 管 付 厂 长 大力 支 持 下 ，针 对 影 响 加 热 炉 出 钢 速 度 存 在 问 题 ，有 关 人员 多 次 开 会 研 究 商 议 改 造 方 案 ，制 定 了 满 足 现 场 工 艺要 求 的 既 先 进 可 靠 、又 经 济 的 方 案 。2.工 作 进 展 情 况 ：2004 年 1 月 列 入 第 一 小 型 轧 钢 厂 改 造 计 划 。2004 年 1 月 并 投 入 生 产 运 行 。四 、技 术 人 员 名 单 ：序号 姓 名 学 历 专
9、业 职 称 所 做 贡 献1 杨 荣 庆 大 学 轧 钢 高 工 主 持 制 定 方 案2 颜 海 涛 大 学 电 气 助 工 主 持 制 定 方 案 ，现 场 调 试3 邓 扬 玉 大 学 电 气 工 程 师 主 持 制 定 方 案 ，现 场 调 试4 范 伟 大 学 机 械 高 工 协 助 制 定 方 案5 谢 允 澄 大 专 电 气 工 程 师 制 定 方 案 ，现 场 调 试6 马 文 丽 大 专 电 气 工 程 师 协 助 制 定 方 案7 夏 永 青 大 专 电 气 工 程 师 制 定 方 案8 王 帆 大 学 电 气 助 工 现 场 调 试鉴定材料之三：冷床控制系统优化技术总结报
10、告第一小型轧钢厂2007 年 8 月冷床控制系统优化技术总结报告1.引 言济 钢 第 一 小 型 轧 钢 厂 2003 年 进 行 了 全 连 轧 改 造 ，为 满 足 年 产 80100 万 吨 棒 材 的 要 求 ，配 备 了 一 座 加 热能 力 130t/h（热 装 170t/h）加 热 炉 ，采 用 的 是 具 有 高 产 、低 耗 、自 动 化 水 平 高 ，侧 进 侧 出 的 双 蓄 热 步 进 梁 式 加 热炉 。整 个 加 热 炉 进 出 钢 的 工 作 过 程 为 ：由 天 车 将 钢 坯放 置 到 上 料 台 架 上 由 推 钢 机 推 到 炉 前 上 料 辊 道 上 由
11、 上 料 辊 道 运 送 到 炉 前 等 待 装 钢 装 钢 并 实 现 炉 内 定位 步 进 梁 启 动 正 循 环 将 钢 坯 向 前 移 动 移 动 钢 坯 放到 炉 内 出 料 辊 道 上 炉 内 出 料 辊 道 正 转 完 成 一 次 出 钢 停 车 并 等 待 下 一 次 出 钢 信 号 。工 作 周 期 40S。2.问 题 提 出 与 分 析整 个 加 热 炉 区 的 电 控 系 统 由 一 套 S7-414CPU 实现 ，在 实 际 运 行 中 出 钢 速 度 严 重 不 能 满 足 轧 线 的 需 求 ，而 且 经 常 出 现 步 进 梁 不 动 、步 进 梁 步 距 不 稳
12、 定 、钢 坯 炉内 定 位 失 败 等 现 象 造 成 大 量 的 故 障 停 机 。经 分 析 主 要有 以 下 几 个 方 面 的 原 因 。1 控 制 系 统 的 逻 辑 连 锁 关 系 存 在 着 重 复 ，如 ：装出 料 的 炉 门 每 次 出 钢 的 过 程 中 都 要 动 作 一 次 ；只 有 在 步进 梁 回 到 后 下 位 才 可 以 进 钢 ；步 进 梁 只 有 在 定 位 推 钢 机回 到 后 位 时 才 可 以 启 动 等 等 ，以 上 的 不 必 要 的 逻 辑 连锁 关 系 耗 费 了 大 量 的 时 间 。使 加 热 炉 的 出 钢 周 期 大 大加 长 。2
13、步 进 梁 由 液 压 缸 驱 动 ，在 使 用 中 由 于 步 进 梁 的动 作 曲 线 未 考 虑 整 个 步 进 机 械 的 惯 性 ，经 常 出 现 步 进梁 前 冲 的 现 象 ，使 钢 坯 在 炉 内 的 排 列 不 均 匀 ，在 出 钢 时不 得 不 手 动 调 整 步 距 也 影 响 了 加 热 炉 的 出 钢 节 奏 。3 由 于 炉 区 的 辊 道 全 部 采 用 变 频 器 驱 动 ，变 频 器的 输 出 频 率 都 设 在 了 30Hz 左 右 ，使 得 整 个 的 装 料 和 出料 速 度 缓 慢 ，而 且 钢 坯 在 炉 内 定 位 时 采 用 低 速 运 行 时频
14、 率 只 有 10Hz，更 大 大 的 延 缓 了 出 钢 速 度 。. 4)原 来 的 步 进 梁 动 作 的 逻 辑 连 锁 程 序 存 在 着 大 量 的逻 辑 死 区 ，在 实 际 应 用 中 经 常 出 项 程 序 进 入 死 循 环 ，这时 只 有 将 PLC 重 新 上 电 才 可 以 继 续 工 作 ，影 响 了 加 热炉 出 钢 节 奏 。5）炉 前 的 检 测 元 件 有 三 个 激 光 物 体 检 测 器 ，由 于 加热 炉 炉 前 的 高 温 和 高 尘 环 境 ，使 物 体 检 测 器 的 工 作 不稳 定 。而 检 测 器 一 旦 出 现 问 题 就 直 接 影 响
15、 加 热 炉 电 控系 统 的 正 常 运 行 ，在 大 多 数 情 况 下 不 得 不 转 入 手 动 进行 人 工 调 整 ，也 影 响 了 加 热 炉 的 出 钢 速 度 。3.改 进 措 施出 钢 速 度 的 不 高 主 要 原 因 在 于 出 钢 动 作 的 逻 辑 连锁 太 复 杂 和 加 热 炉 电 控 系 统 的 不 稳 定 。主 要 从 三 个 方 面去 考 虑 ：一 是 优 化 出 钢 动 作 的 逻 辑 连 锁 关 系 。二 是 提 高加 热 炉 区 辊 道 的 运 行 速 度 。三 是 提 高 加 热 炉 区 的 电 控 系统 运 行 的 稳 定 性 。1）在 保 证 整 个 炉 区 设 备 的 安 全 运 行 的 前 提 下 ，对 动作 的 逻 辑 连 锁 关 系 进 行 优 化 ，尽 量 的 压 缩 出 钢 周 期 。主要 有 以 下 几 个 方 面 ：取 消 原 来 的 炉 前 定 位 档 板 ，可 以 节 约 大 约 2 秒的 时 间 。利 用 炉 前 变 频 辊 道 的 制 动 ，使 钢 坯 准 确 停 在 的炉 前 。进 出 料 炉 门 由 原 来 的 每 次 都 要 开 关 一 次 改 为 平时 一 直 打 开 ，同 样 利 用 变 频 辊 道 的 制 动 防 止 钢 坯 冲 撞 步进 梁 。进 钢 指 令 提 前 发 出 ，由 原 来
