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數字式溫控器

SIEMENS TDC系統在濟鋼中板軋機中的綜合應用

發布日期:2022-04-17 點擊率:66

 

  一、液壓AGC在軋鋼工藝中的原理

  中厚鋼板質量指標中,厚度的尺寸精度和厚度在全長上的均勻性,以及板型好壞都是十分重要的。近些年來,為了盡量縮小鋼板的厚度偏差、保證厚度的均勻性,防止潛在的和表現的板形不良,在中厚鋼板生產中采用了一系列新的控制和檢測技術。中厚鋼板軋制過程是軋機與軋件相互作用的過程,軋機受力產生彈性變形,軋件受力產生塑性變形,兩者的狀況可以用彈塑性曲線(P-H圖)來進行描述,將彈塑性曲線與塑性曲線繪制在同一坐標之內,即得到了軋制狀態下的彈塑性曲線。因此,可以說如何有效利用軋制狀態下彈塑性曲線來控制鋼板厚度和板形,是現代軋制工藝的一個重要課題。

SIEMENS TDC系統在濟鋼中板軋機中的綜合應用

  以軋制狀態下的彈塑性曲線為基礎,在實際的厚度控制過程中,通過測厚儀、測壓儀、輥縫儀等檢測手段對軋制過程中的軋件厚度(入口或出口的厚度)進行間接或直接的測量,并將實測值與給定的目標值進行比較。控制系統將比較后的偏差信號進行處理后,輸出控制信號,指揮壓下系統動作,使出口厚度被控制在所要求的偏差范圍之內。這就是中厚鋼板軋制厚度控制原理。

  為了實現軋制厚度的要求,在中國軋鋼行業經過長期的實踐并總結出,采用液壓AGC系統能夠很好的解決鋼板厚度軋制工藝要求,這項技術具有輥縫位置自動控制(APC系統)、厚度自動控制(AGC系統)、糾偏的軌跡系統、軋制力過載保護系統和快速抬輥系統。

  二、濟鋼中板液壓AGC改造方案

  濟鋼中板廠于2004年初在精軋機上投用了液壓AGC,控制系統選用西門子控制器—SIMADYN D;由于SIMADYN D控制器是西門子十多年前的產品,備件采購及系統維護都不方便,決定對精軋控制器硬件系統進行升級。結合粗軋AGC項目,將兩套軋機AGC控制系統合二為一,共用一套TDC系統同時實現粗、精軋的液壓AGC控制:即只需在粗軋AGC控制系統TDC控制器的基礎上,增加少量的模板,如此不僅降低了硬件投資,而且也更利于粗、精軋AGC系統的優化協調工作,從而取得更好的控制效果。

  三、TDC系統概述和特點

  3.1 為了實現液壓AGC的工藝要求,控制系統采用SIMATIC TDC (SIMATIC Technology and Drive Control),即工藝和驅動自動化系統。它是一種多處理器自動化系統,擅長解決處理復雜的驅動、控制和通訊任務,是對 SIMATIC S7 理想的擴充。組態和編程使用SIMATIC 工具進行,是西門子全集成自動化理念中的一部分。TDC由一個或多個模板機架組成,多處理器運行方式可以實現性能的幾乎無限制擴展。

  SIMATIC TDC采用自由組態、模塊化的設計思想,使得系統的結構便于擴展。系統可以快速實現閉環和開環控制、算術運算以及系統監視和信號通訊等功能。SIMATIC TDC擁有一套完整的模塊化硬件和軟件設計模式,能夠保證硬件滿足各種系統的設計要求。SIMATIC TDC尤其適用與相互關聯的高精度控制系統。

  SIMATIC TDC系統采用STEP/CFC組態語言,計算機用戶界面十分友好,易與操作和掌握,適合于從簡單到復雜的控制系統的要求。簡單任務可以組態在一個功能包中,較復雜的任務則可由幾個功能包共同完成。對于復雜的功能,可由幾個處理器組合在一個SIMATIC TDC控制單元中來完成;更高級的系統則由幾個SIMATIC TDC控制單元組合在一起,通過通訊連接交換數據來達到設計要求。

  SIMATIC TDC采用的是實時操作系統(固定時隙為25 μs),采樣速度很快(最短為100μs),強大的循環處理,高達5種采樣時間(T1~T5);能夠處理周期任務(T0)和中斷(I1~I8八級中斷)任務。基于基本采樣時間T0,可以定義5種采樣時間的周期任務(T1~T5)以處理不同實時性要求的任務,其中T1~T5與T0的關系是SIMATIC TDC的處理機制如下圖所示,這樣的任務處理機制能夠滿足實時控制系統的要求。

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