热连轧带钢生产线使用说明书_图文_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
热连轧带钢生产线使用说明书
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用0下载券
想免费下载更多文档？
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩16页未读，继续阅读
你可能喜欢达钢连轧自动化_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
达钢连轧自动化
上传于||暂无简介
阅读已结束，如果下载本文需要使用0下载券
想免费下载更多文档？
下载文档到电脑，查找使用更方便
还剩22页未读，继续阅读
你可能喜欢连轧控制的一个特殊问题讨论 -- 开心朋友 -- 工控网博客
kdrjl-我是你的朋友
我的博客名字叫“开心朋友”。从事自动化与传动控制专业工作。我还是本网站的技术论坛《变频器与传动》栏目的版主。首先欢迎你的到来，谢谢你的观光与浏览。
在这里把自己网上交流体会总结加工以后，贴出来共享。希望能够对你有所帮助。我将是非常高兴的。如果有什么看法不一，欢迎留言。
博客不是BBS？那它是什么？是自己的一个空间？那我要这个空间做什么？哦，原来博客是代表自己的一个“招牌”。就像你所创办的《读者文摘》。这很好。闹了半天，原来博客就是你所树立的一面旗帜呀。
不过，与BBS相比，我并不喜欢博客，尤其不喜欢他的孤芳自赏。而BBS里的热烈的互动、朋友之间的直面交流才是我最喜欢的、最留恋不舍的地方。
发表于： 15:26:10
写在前面的话：这是一个经过编辑的论坛里的问题讨论。所以编辑他、共享他，是因为这个问题在该专业里是个不可回避的问题。而且许多的传动强手们为此想尽办法而努力。其实这里的讨论，有许多的提示，很有参考价值。
主题：直流电机工作在弱磁点附近，负载突变导致转速震荡，如何解决？
提问者发言：负载：轧机，负载特性类似于阶跃给定。现象：电机工作在弱磁点附近，负载突变时转速震荡较大，避开弱磁点则没有问题，请教各位老师，如何解决？
过客1回复提问：电机工作在弱磁点附近，负载突变时转速震荡较大？我认为是电机与装置的控制参数匹配问题。也就是控制参数没有调整好（不符合工艺的要求）。问个问题，为什么要将轧机转速设置在弱磁点附近进行负载的突变呢？为什么不躲避开弱磁点等待轧机“咬钢”呢？还有，必要的设置系统“下垂特性”也能解决（逃避）此问题。我也观察过直流电机工作在弱磁点附近的情况，一般在空载的时候，电流有波动，但是转速是很稳定的，没有震荡。带载以后，转速与电流都是相对稳定的，比较波动值的情况，转速是非常稳定的（因为是带编码器的横转速控制方式），电枢电流相对略有些波动。当然，我的系统的负载不是轧钢，所以谈不上“突加”负载。
提问者： 一条轧钢生产线的轧机数量通常在18架以内，轧钢是按秒流量相等的原则分配各架轧机的线速度，并且规格不同的话转速也是不同的，也就是说如果电机选定的话，是不可避免会有电机工作在弱磁点附近的。另外轧钢生产线的直流电机的功率在500KW到1000KW左右，有载/空载比特别大，一般空载时的电流在100A以内，带载时则是突变到1000A左右，甚至有到2000A的。我分析波动的原因如下：如电机工作在弱磁点刚过一点的时候，如过负载突变必然导致转速下降，从而导致励磁增大，但由于转速环闭环控制的原因，转速在突降以后会在较短的时间内试图恢复，其调节的结果是整流电压稍高于空载时的电压，而励磁也应该恢复到空载时的励磁。但由于电枢回路和励磁回路是分开的，所以调节也是分开的，而且励磁回路是大电感系统，变化较慢，类似于大积分环节，所以励磁电流在这个过程中有震荡，从而导致转速震荡。我刚接触工控，不知分析的对否，还望指教！希望您能帮我分析一下，并找到解决方法，十分感谢。另外，我认为在轧钢机上不能设置下垂特性，因为轧钢对机械特性的硬度要求比较高，恨不得没有速降！
过客1回复：真不好意思，我的概念还比较老，我一直是往复式轧钢的概念呢。所以认为在咬钢以后，可以转速下垂，这也是解决突加负载，对电机造成的电流冲击。起到电流缓冲作用。看来你的系统是连轧，对于连轧的工艺我知之甚少。可不可以介绍一下你的系统工艺？让我扫扫盲，过过瘾？说一说18架轧机的基本控制方案。在此先谢谢了。关于电枢/励磁的控制，你说是两套分开的控制系统？那只是形式上分开了，其实，他们是互相关联的，其“纽带”是电势，电势调节器的闭环控制是电枢与励磁配合控制的核心。所以，不能说他们是分开的。如果有什么问题，只能说是没有调整好系统的控制参数。如果介绍了连轧的工艺，我们还可以继续讨论。当然欢迎轧钢行业的传动控制高手们也来参与呀。让我长长见识嘛。谢谢了。我对轧钢专业情有独中，那是因为我从15岁就分配到轧钢厂当轧钢工人了，那个年代的轧钢设备很旧的，都是人工操作，苦极了。
提问者：关于轧钢工艺我也是知之甚少，只能把我接触到的轧线做简单介绍：我接触到的有窄带和棒材两种轧钢工艺，基本类似。从电控的角度讲窄带的活套控制和穿带控制较复杂，棒才的飞剪控制较复杂。我仅以棒材线为例。连轧线上的轧钢机通常是单机拖动。按区域及轧件流向，可分为：粗轧区（六台轧机）、1#飞剪、中轧区（六台轧机）、2#飞剪、精轧区（六台轧机）和3#飞剪。钢坯经加热炉加热到一定的温度以后（通常在1000度左右），依次经过粗轧区、1#飞剪、中轧区、2#飞剪、精轧区和3#飞剪，这样就可以把粗大的钢坯轧制成直径为10mm到30mm甚至更大的棒材（圆钢或螺纹钢）。由于轧机的挤压，在轧制过程中钢坯不断延长，也就是说整支钢坯可能同时处在许多轧机中，因而，各轧机的线速度必须按秒流量相等的原则进行设置，并且要求轧机的机械特性要硬，即动态速降小，恢复时间短，否则会导致堆拉关系紊乱，造成堆钢或拉钢。整个过程就象是接力赛，接力棒（钢坯）按顺序依次望下传递，所不同的是在这里接力棒是不断变细变长，这就要求下游的人比上游的人跑的更快，但又不能跑的太快或太慢，否则就拉断或拱起了接力棒（一个实在太愚蠢的比喻）。1#，2#飞剪的作用是切掉钢坯的头部或尾部，并在有事故时碎断钢坯。3#飞剪的作用是把棒材按一定的长度分段。以上是我对轧钢的粗浅理解。另我认为电枢和励磁回路之间的“纽带”不只是电动势。在基速以下，励磁是恒定的，这时的调速实际是调的电机反电势；基速以上，电机反电势恒定，这时调的是磁通。也就是说当电机若磁以后，电枢与励磁之间的“纽带”不再是反电势而是转速，转速的变化必然导致励磁的变化，变化的大小受弱磁曲线斜率的影响。按自动控制的理论，速度环是外环，负载的突变可以视为“扰动”，但励磁的变化应怎么认识？尤其是励磁的变化还可导致电枢电压的变化！我觉的您说的是参数不匹配的原因，我认为有道理，可关键是我不知道究竟哪的参数不匹配。还望指正！
过客1发言：ok!ok!太谢谢你的精彩描述了。一个壮观的连轧系统使我想象出了现场的宏伟。根据你的想法，我也即席的发表几点议论，手头没有教科书，无法考证我的论点，完全是凭印象发议论，所以，仅做参考。第一，直流电机有两个著名的平衡方程式，即电势平衡方程式和转矩平衡方程式式。他们是直流电机闭环自动控制系统结构设计的理论基础之一。E = CE φ n （公式1）；M = CM Id φ && (公式2）。公式1描述的是电动机的电势与转速和励磁电流（严格的说是电机的磁通）的平衡关系，公式2描述的是电机转矩与电枢电流、磁通的平衡关系（这里无关略去）。这里的公式1可以得到，当电机在基速以下磁通恒定（励磁电流恒定），电机的电势E随转速成正比变化；当转速达到额定转速，E = 额定电势 ，可以理解公式1为：Ee = CE φe ne ；当电机转速超过了额定转速以后，为了保持电动机的电势在额定值不变，由公式1得出必须降低φ才可实现。这就是所谓的弱磁升速。电势调节器，就是根据公式1实现其控制思路的。当转速在基速以下时，电势调节器输出恒值（作为励磁电流的给定输入），当转速超过基速时，电势调节器起作用，为控制系统实现恒额定电势，通过改变输出励磁电流给定达到其目的。试想，如果你的系统，转速调节是稳定的，电势调节也是稳定的，根据公式1，励磁电流（磁场）也不应该有很大的变化呀？所以说，现场的配合控制（转速、电势）是很重要的。当然，这仅仅是从理论上的分析，实践中调整这种配合控制，需要经验的积累，但离不开理论的指导。我建议你还是去耐心的翻一翻直流传动自动控制系统教科书，应该有所帮助。第二，尽管轧机的转速（轧制过程）不允许丢转（稳态速降），但是，可不可以空载时转速更高一些，只要保证轧制过程的线速度满足要求，不也行吗？我是外行了。这样的好处有二，躲过弱磁点，建立过载缓冲。第三，对于机电一体化的系统，在设计方案时，必须进行机电方案的通盘考虑。许多情况下，机电是可以互相配合、实现互补的。如果把转速设置在了弱磁点，而控制上又很棘手，无力解决，这就是败笔。设计的败笔。为什么不让机械设计补偿一下电控的弱点呢？不能通盘考虑、取长补短的设计，会造成以后的麻烦。这也是在不断的总结经验教训中得到的。
提问者：关于你的第一个论点：“当转速超过基速时，电势调节器起作用，为控制系统实现恒额定电势，通过改变输出励磁电流给定达到其目的”我个人认为这个观点是不正确的。因为如果是调速的话，适用于直流电机的另一个转速公式为：n=(Ud-iRa)/CE
φ = E/CE φ n E ，即E=Ud-iRa，其中Ud为整流电压。可见在对直流电机的调速过程中，对EMF的控制不是通过调整励磁而是通过调整Ud，调整励磁的目的有二：1、在EMF恒定的情况下改变电机转速，2、避免无限调整Ud造成EMF过高、电枢电流过大而对电机的绝缘、线圈等系统造成危害。即弱磁的目的是调速，保持EMF恒定只是弱磁的一个很重要的副目标，而不是主目标。也就是说弱磁调速是在无法再调整EMF的情况下不得已而为之的办法。另外，因励磁电流与磁通的关系是非线形的，某些电机在刚弱磁时的电流变化是较大的（根据我的观察），而励磁回路的电感量较大，电流7的变化是较慢的（相对转速而言），我认为这才是电机在弱磁点附近负载突变时转速波动的主要原因。看6RA70手册的G165，G166两图，励磁与电枢的关系就反映在EMF和实际转速上，这是直流电机调速的优点，也是弱点。关于你的第二个论点：“不可以空载时转速更高一些，只要保证轧制过程的线速度满足要求，不也行吗？”从中可以看出确实是高手！我们在实际中确实也采取了这种办法，我们称之为“动态补偿”，但这只能解决动态速降的问题，不能解决“弱磁点”问题。关于你的第三个论点：“对于机电一体化的系统，在设计方案时，必须进行机电方案的通盘考虑。许多情况下，机电是可以互相配合、实现互补的。如果把转速设置在了弱磁点，而控制上又很棘手，无力解决，这就是败笔。设计的败笔。为什么不让机械设计补偿一下电控的弱点呢？不能通盘考虑、取长补短的设计，会造成以后的麻烦”我非常认同你的这个观点。但是实现起来有难度：1、电机的选择通常不是由电控设计和调试单位决定，而是由用户或工艺设计单位决定。2、针对不同的轧制规格，电机须设定不同的转速，工作在弱磁点附近是不可避免的。我认为你说的参数匹配的问题是正确的，我今天下午将再去调试现场，重点修正励磁回路的快速性并在许可的范围内尽量变软电机机械特性，你看如何？如果我没能及时回帖，是在现场没有回来，请你见谅！
过客1：呵呵，你和我争了半天，也没有看出你说得和我说的有什么本质的区别？用的公式都是一个（只是有些变种）。只是你的理解与我的理解有些偏差罢了。直流电机闭环调速系统，在教科书的开篇即提到了，只有两个途径，一个是调压（电枢电压），一个是弱磁。无所谓什么得已不得已。要获得直流电机最深的调速范围，只有这两个途径可走。前者是在基速以下实现调速，后者是在基速以上实现调速。弱磁升速的核心是靠转速调节与电势调节配合控制实现的。弱磁控制的目的是为了升速，而升速的手段是弱磁。这有什么问题吗？至于电势，在基速以上必须保持额定的电势不变，这是电机指标限制的。不能违背。突发奇想，如果你的控制参数解决不了弱磁点的抖动问题，还可以试一试，修改一下你的电机弱磁点（人为的电机特性）。活人不能让尿憋着不是？当然，这种改变，必须满足电机指标允许的范围。因为修改弱磁点以后，电机的特性就要发生变化，比如说“额定转速点”偏移以后，影响电机的功率、扭矩指标。你的电机如果有裕量，就很好办了不是？不知怎么回事，这个论题，怎么没有人掺和呀？就两个人唱双簧吗？
过客2终于掺乎进来了：真是高手，这样好的帖子一定要顶的，只是小弟干的都是小系统，虽说也干过6RA70/6SE70/MM440但都没有楼上高手们的复杂，但这里小弟还是表示衷心感谢，真是眼界大开
紧接着是过客3：支持上顶！真的很佩服这么多的高手呀！
过客4：我觉着任何时候都可以使用弱磁，在基速以下也可以呀。也可以用弱磁提升速度。只是感觉弱磁调速的响应比较慢。电机的特性软一些。这种类似阶跃响应，有可能出现震荡，这是闭环系统常见的问题。要在反馈回路调整，一般直流调速装置中有专门的调整环节可以供调整使用的。至于电势，我觉着是转速产生的反电势，超速时反电势就高呀。负载决定电枢电流的大小。一般直流调速装置中都有速度调整环节和电流调整环节的。还应该有一个稳定性的调整环节可以调整，也可以调整速度环和电流环的比例。
斑竹：不知道这位大侠的系统是否为6RA70，多大功率，为什么在弱磁点附近咬钢？另外我感觉你的直流系统是不是改装过，好象调速系统的工艺性还可以推敲。
过客5 不知解决的怎么样,我们也有同样的问题,咬刚好解决,但运行中存在速降怎么办,而且速降不是恒定存在.另外听说轧钢的速度优化参数相对来说比较固定,很多人不用自动优化,要么也是自动优化+经验值
大侠： 轧制速度和压下量是由工艺人员根据轧制品种决定的，我相信他们是经过精心设计的（每一品种都对应一张轧制表）。出口机架的线速度决定上游各机架的速度，其本身受工艺设备如定尺剪、冷床等的限制。精轧区的电机经常处于弱磁状态，但如果调节器参数合适的话，一样可以满足连轧系统的动态指标。我们给国内外做了若干条棒材生产线（扩容的），用示波器测动态指标（咬钢速降和恢复时间），都能满足工艺要求，我个人意见，楼主的系统可能未调到最佳。至于装置的自优化功能，稍早些时候同K老弟探讨过，当时他对此功能比较推崇，而我基于在棒材生产线上的实际应用表示了怀疑。事实上，我们是看着示波器的波形来在线调速调和流调参数的。
过客1感慨地说：
呵呵，谢谢长风兄的发言，我很有收获。谢谢。18架轧机的参数，是不是需要一台一台的去调呢？另外，调试过程是不是需要实际的带载（轧制）运行，这样的话，调试可算是一个复杂的工作了。手生的可不行，听你们讲这些，感觉很过瘾。
提问者：我使用的系统确实是6RA70系统，电机功率在1500KW-400KW之间。系统是否改装与本主题有关系吗？调速系统的工艺性如何解决？还望指教。TO 过客4：是的，我认可电机在基速以下也可弱磁的观点。但弱磁是以牺牲转矩为代价的。这也是弱磁以后特性变软的原因吧。TO 大侠：我认可系统震荡是参数没有调到最佳的观点。这次到现场以后，我做了以下工作：1、系统在运行一段时间后，即在热态时，重新做了电流环，转速环和弱磁的优化；2、在过钢时利用DRIVEMONITOR录制电流、转速等参数，并根据波形不断调整电流环和转速环的参数，重点是转速环。经过以上的调整，系统恢复时间可控制在250ms之内，完全能满足工艺要求。TO 过客1：感谢您对我的帮助，您的思路和见解给我解决本问题提供了许多借鉴。谢谢。十八架轧机确实是需要一架一架调的，如果赶上一个时间控制紧的工程，我们工程结束后就象是涅盘一次了。感谢各位高手的指点，谢谢！
斑竹：工艺性包含很多内容：如元件的一致性，器件的布置，甚至导线，端头的选择，还有我们已熟悉的EMC等等。6RA70系统的速度调节器的动态精度(截止频率是24HZ，以前的帖子提到过),通俗的讲速度恢复时间大约50ms。这样看目前的250ms的结果已不错，特别是在弱磁区。我猜对精轧也可以了。
大侠： 棒材生产线的传动及自动化控制的关键技术不是弱磁点附近的动态精度控制，而是应用越来越广泛的微张力轧制和全线轧件跟踪。如果要比较传动方面的难点，我觉得定尺剪的精度控制难度稍微大些。当然，这只是我的个人看法。
提问者： 大侠对棒材生产线控制的理解确实高人一等，我再稍加我的理解，供各位大虾参考：棒材生产线中传动控制的难点确实在于飞剪的精度控制，但不仅限于定尺剪。因为精度包括至少两点：定尺长度和定位精度。后者是前者的基础，只有可靠的定位，才能为精确的定尺提供保证。在这两点中，定位是传动控制的任务，定尺则是自动控制的任务。据我所知，目前国内有三种比较流行的做法进行定位控制：1，利用PLC的轴定位模块的输出作为剪刃位置环的输入。2、利用6RA70本身的工艺软件控制位置环的投/切。3、利用6RA70的T400工艺板进行位置环控制。三种方法各有千秋，但精度相差并不大。主要是成本和各人对6RA70的理解导致了不同的使用。定尺的控制则是自动化控制的范畴了，而且大同小异，主要是正确计算脉冲当量和启动周期，并使用高效的高速计数器。为保证可靠的剪切，PLC程序的扫描周期最好控制在5ms之内（利用硬件中断发出剪切令的又另当别论）。 说到微张力控制，则主要是应用在粗、中轧区，并且要真正实现微张力控制，还有三个必要条件：1、钢坯加热要均匀，理由很简单：只有加热均匀才能保证电流稳定，而微张的控制核心就是电流的检测和计算。2、活套优化：活套通常用于精轧区，其目的是为了微张（或微堆轧制），优化的目的是为了保证活套的控制不会对上游机架的电流产生影响。3、级联阻断。其目的只有一个：类似于活套优化的目的。但说到底，这都是自动控制的范畴，不是传动所能解决的问题了。目前国内的微张控制效果不是特别理想，其根本原因是控制算法需要改进，但如何改进，目前我也是一头雾水，如有高人指点，将不胜感激！即便远隔千里，我也愿登门求教！轧钢入门简单做精难！我感觉国内外差距还是很大，郁闷啊！
过客6 太精彩了！真实太精彩了，已经过半个月了，不知道问题解决了没有。在下说说自己的愚见：首先我感觉是那个参数设的不太好，不知道“老兵”考虑没有直流系统带载后有压降的情况。就是说电机带载后如果电网不是很好会有一定的压降。如果系统检测到的电压超出设定的范围就会封脉冲，导致系统降速，由于脉冲封锁，整流桥关闭，系统电压生高，符合了设定的范围系统就会马上开桥继续整流，这时电机还是带载状态，此种情况就会循环出现，导致系统转速不稳。这种情况一般单机出现概率较高。18机架连轧也有遇过（整流变压器功率不够），也可能P78设的太高（一般不会设错）。判断是不是这种情况可以用软件（70随机光盘上就有）录波看，如果电枢a角在带载后是一条直线估计就是这种情况。各位大虾见笑了。
过客7：其实上面所说的问题我仔细看过了，说一下自己的不成熟的建议：一般出现那种问题，我觉得最快的办法莫过于利用70的软件来录波，一般情况下，70优化后电流环的参数是不用改变的，因为它是根据电机的电阻电感来计算出来的实际值，而速度环则要改变，它是70根据电机的启动后一定的转速而测出的电机的转动惯量而根据二阶系统的特性给出的经验参数，这个值一般不是最好的，而且它直接影响到电机的特性，所以我感觉录波后，根据波形来确定速度环的PI参数，当然了，电流环可以多优化几次，以便它算出来的电阻电感正确。这个是我一点小想法，望大虾们不吝赐教！
提问者问： TO 斑竹：我想请教您一个问题：为什么70的动态精度是24HZ（通俗的讲动态恢复时间是50ms），我查看了本论坛的大部分帖子，没有看到关于该主题的解释！另外24HZ为什么是50ms而不是500ms？
斑竹： 关于24HZ，的确有不严谨之处，应为：截止频率为24HZ;这回清楚了。？还没有，在Google上查查“截止频率”。
提问者答复斑竹：斑竹不愧为斑竹，果然高人一等，是该主题下唯一用“频率法”来分析问题的！受你点拔，茅塞顿开！谢谢！
过客8：我在现场也遇到过这样的问题，我感觉做好电流环优化就好很多的。当然速降的问题最终也没有解决，我做的是2立4平的热连轧精轧机组。还好，能轧出合格的带材。
过客9： 关于咬钢速降的问题,我觉得仅仅把机械特性调硬并不能从根本上解决问题,我们现在采用的是引入附加转速的方法,即轧机空转时以比轧制表设定速度高10到20转的速度运行,咬钢后再按照轧制表的设定速度运行,实际效果还不错,我们称为"咬钢补偿",你可以试一试.
回复:连轧控制的一个特殊问题讨论
邵今朝(游客) 发表于： 23:59:14
都是高手，我的常来光顾，向大家好好学学，本人是学机电一体化的，咸菜接触棒材，还望各位多多指点！！
回复:连轧控制的一个特殊问题讨论
bijingqx 发表于： 10:13:28
精彩！真是高手云集。大家有没有在热轧带钢微张力控制，电动活套控制，6RA70的调试、使用注意事项方面的经验，大家来谈，小弟有礼了。
&&我的分类&&
&&最新日志&
&&最新评论&&
&&Blog统计&
&&友情链接&
&&给我留言