冷轧轧机TDC控制系统
目录
冷轧轧机TDC控制系统
一．硬件和组态
二．系统软件
1.处理器功能简介
https://www.wendangku.net/doc/1413544891.html,MON FUNCTIONS 通用功能
3.MASTER FUNCTIONS 主令功能:
4.STAND1-STAND5 机架控制系统1-5
冷轧轧机TDC控制系统
一．硬件和组态
TDC工业控制系统西门子公司SIMADYN D的升级换代产品，也是一种多处理器并行远行的控制系统。典型的TDC控制系统的配置是由电源框架、处理器摸板、I/O摸板和通讯摸板搭建构成。
电源框架含21个插槽，最多允许20个处理器同时运行。框架上方的电源可单独拆卸，模板不可带电插拔。
CPU551是TDC控制系统的中央处理器，带有一个4M记忆卡，程序存储在记忆卡内，电源启动时被读入CPU551中执行。可通过在线功能对处理器和存储卡中的程序作同步修改。
SM500是数字量/模拟量输入/输出模板,更换时注意跳线.
CP50MO是MPI/PROFIBUS通讯摸板，更换时需要使用COM-PROFIBUS软件对其进行组态的软件下装。
CP5100是工业以态网的通讯摸板，更换时注意插槽跳线。
CP52A0是GDM通讯模板。GDM是不同框架的TDC之间进行数据交换的特有通讯方式，不同框架的TDC通过光缆汇总到GDM内，点对点之间的通讯更加直接，传输速度更快。
TDC控制系统的硬件需要在软件程序中进行组态和编译，然后下装到CPU中。
二．系统软件
包钢薄板厂冷轧轧机区域TDC控制系统按框架分为以下三个功能：
2．1 处理器功能简介
1．COMMON FUNCTIONS 通用功能：
处理器1：SIL: 模拟功能
SDH: 轧制参数管理
IVI: 人机画面
处理器2：MTR: 物料跟踪系统
WDG: 楔形调整功能
处理器3: ADP: 实际值管理2．MASTER FUNCTIONS 主令功能:
处理器1: MRG-GT: 轧机区域速度主令
处理器2: THC-TH: 轧机厚度控制入口区域
处理器3: THC-TX: 轧机厚度控制出口区域
处理器4: SLC: 轧机滑差计算
ITG: 张力计接口
处理器5: LCO-LT: 轧机区域生产线协调3．STAND1-STAND5 机架控制系统1-5
处理器1: CAL: 机架标定
SCO: 通讯接口
MAI: 手动干涉
ITC: 机架间张力控制
处理器2: SDS: 机架压下系统
处理器3: RBS: 机架弯辊系统
RSS: 机架串辊系统
处理器4：REC：轧辊偏心补偿（F1专有）
FLC：板形控制系统（F5专有）
以下将对每个功能中的笔者阅读过并认为重要的处理器的程序作说明，对于没有阅读和非重要的仅作简单介绍。
2．2 COMMON FUNCTIONS 通用功能
通用功能中的模拟功能冷轧未使用，SDH（轧制参数管理）和ADP （实际值管理）是专门针对过程计算机的。SDH负责接收来自过程计算机的轧制参数并分析归类后下发给相关的TDC或PLC执行。ADP 则是将其它控制系统传送过来的现场的实际值汇总后发给过程计算机。
物料跟踪系统MTR（Material tracking system）是一条承上启下的控制环节，负责对整个酸轧生产线上的带钢作全程跟踪，并触发带钢经过区域的控制设备向过程计算机请求对应的控制参数并将现场控制过程的部份实际值反馈给过程计算机，以及处理生产过程中的分卷和断带问题。
2．2．1 MTR控制的理念
每个热轧原料卷都有自己的一个固定的卷号如6DD16855111D00。当这个原料卷被录入过程计算机的生产计划时，过程计算机视生产过程会自动生成唯一的物理卷号6DD16855111D001，并赋予它一个唯一的逻辑卷号如7200。基础控制级的跟踪过程都是以这个逻辑卷号作为跟踪和传递的对象，对过程计算机的参数请求和实际值反馈都以这个唯一标识进行接收和发送的。
当一个全新的热轧带卷被吊入酸轧机组入口的步进梁鞍座时，对鞍座监视的光栅信号会反馈给入口的控制PLC通过通讯传入物料跟踪系统，触发向过程计算机的请求逻辑卷号的进程。过程计算机根据轧制计划确定当前带钢的物理卷号和逻辑卷号并将逻辑卷号下发给物料跟踪系统，同时将该带钢的参数（卷径、宽度、长度、卷重、钢种等）和轧制参数（轧机的压下量分配，主传动的转速分配等）下发给基础级的参数储存管理系统SDH，等待其它基础级控制系统的调用。当带钢入生产线，物料跟踪系统负责向经过区域内的控制系统提供当前的逻辑卷号，控制系统以逻辑卷号为标识去参数存储管理系统调用自己的轧制参数。现场的实际值被实际值存储管理系统ADP采集整理后反馈给过程计算机。过程计算机将根据实际值反馈对轧制参数进行修改，修改后的轧制参数重新下发。SDH会将重新计算后的轧制参数单独存储并面向所有处理器广播修改轧制参数的带钢的逻辑卷号，每个处理器对本区域内正在处理的带钢的逻辑卷号进行对比，发现相同后重新向SDH
进行新的轧制参数调用。
系统的硬件构成
物料跟踪系统的现场的硬件点只有四个焊缝检测装置，需要的参数基本来自于对其它处理器的数据通讯。
系统的软件
酸轧生产线从入口焊机到出口的滚筒剪被分成14个速度区域，每个区域有一个配属的监控模块MTR01B，每个监控模块有自己的单独的存储区域和地址指针。带钢的逻辑卷号在这14个监控模块中传递和跟踪。每个MTR01B模块可以跟踪5条带钢，整个跟踪区域最多可以同时跟踪20条带钢。
MTB01 是入口焊机的跟踪模块，也是14个监控模块中的起始模块，下面我们以它为例进行说明。
BE和BA是环网通用存储
BA指向后一个模块的BE，指针
在对TDC的初始内存管理中就
已经被定义和固化了。SE1初始
模块必须定义为零，SE2来自于
环网终止监控模块的SA2；SA1
指向下一监控模块的SE1，SA2
初始模块不输出。
V是本区域内的唯一的带
钢通过的速度值。本模块的速度
V取自入口1#张紧辊的线速度
值。PO1和PO2 是该模块监控
的区域范围，以对应焊机的距离
作为参照。前一模块的终止位置
PO2是下一模块的起始位置
PO1，以保证跟踪的连续性。本
模块的PO1为零说明以焊机为
起点。
I1/2、MO1/2、TY1/2、FZ1/2、WA1/2、WE1/2是本区域内的两个跟踪校正装置的信号和参数。I是校正信号的数字量信号输入。MO模式参数分为从0到6共七种：
0. 不连续模式不强制加载
1. 不连续模式强制加载
2. 连续模式（焊缝检测仪或孔检测装置）
3. 穿带模式强制加载
4. 尾出模式强制加载
5. 穿带模式不强制加载
6. 尾出模式不强制加载
强制加载：带钢跟踪不等待HMD热金属检测仪的信号
不强制加载：带钢跟踪等待HMD热金属检测仪的信号
校正装置可以是热金属检测仪、焊缝检测装置或孔检测装置。FZ是校正装置的实际位置，WA和WE分别是校正功能的起始和终止位置。
以我们通常采用的模式2：连续的焊缝检测方式进行说明。校正信号I 为孔检测装置的反馈信号，正常状态下为以脉冲信号，取上升沿有效。当带钢头部通过校正装置的规定的WA和WE之间的检测范围内，校正装置没有收到上升延信号即认为跟踪故障并将跟踪的状态字YF中的相关位置。
S和R是对带钢的置位和复位命令。MNI是带钢跟踪内部赋予的随机生成的1-20内部卷号作为校验，BAS是将要被置位或复位的带钢的逻辑卷号。SHD是BAS对应带钢的设定头部位置，STL是BAS对应带钢的设定尾部位置。REN是对带钢重新命名，NBA和NIN是重新命名后的带钢逻辑卷号和内部卷号。
当带钢进入焊机焊接以后，它就进入了这14个环组成的跟踪区域。带钢跟踪会向过程计算机发出逻辑卷号为BAS的带钢焊接完毕的信号，同时向SDH系统寻找该逻辑卷号的带钢长度。将SHD置为0，将STL置为带钢长度，同时将S置位，录入新的跟踪带钢。对本区域的带钢的跟踪取决于带钢长度和本区域的唯一带钢通过的速度值V。对V 作积分与本区域的监控范围PO1和PO2作比较即可精确得出带钢头部或尾部位于本区域的实际位置。当积分值显示带钢尾部超过本区域的监控范围PO2时说明带钢进入下一区域，本区域的带钢跟踪结束。
当带钢跟踪发生错误需要改正时，我们使用同步（同步synchronization）的功能。需要删除带钢时，物料跟踪将要删除的带钢的逻辑卷号置入BAS，内部卷号置入MNI,将R置位。带钢自动在跟踪中被删除。但相邻两根带钢的首尾位置不变。若要将两根带钢首尾相连接或改变带钢的跟踪位置时，只要将带钢的卷号置入BAS、MNI同时将更改后的带头带尾位置置入SHD和STL，对S置位。
MTR01B 的输出Q表示在PO1与PO2的范围内至少有一根带钢受到监控，RM1-RM5显示区域内最大能跟踪的5根带钢的内部卷号，F1A、F1N和F2A、F2N对应两个校正装置。F1A是校正装置的信号反馈输出，F1N显示上一根通过校正区域的带钢的内部卷号。NR1-NR5显示监控范围内的带钢的逻辑卷号。YF和YF2是跟踪的状态字。
区域内的设备对跟踪的调用使用ANX0FB模块。
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ANXB0F的地址ACD来自本区域的MTR01B的公用存储器的地
址指针BA。ACD是该设备在跟踪区域内的精确位置。通过跟踪可以得到：QA指示是否有带钢经过该设备，AID指示通过带钢的逻辑卷号。ACL 显示当前带钢通过该设备的行程，ARL表示当前带钢剩余部分的行程。B0=1触发向SDH请求AID指示的逻辑卷号的带钢的轧制参数的下发。
焊机与出口以外的跟踪以带卷传输的位置为单位单独进行的。如步进梁上的每个鞍座，带卷运输车，卸卷小车等。以酸洗1#开卷机的上卷小车为例进行说明。
SNC010是一个选择模块，根据数字量输入I1-I8决定输出Y取自模拟量输入X1-X8的哪一个。I1-I8无输入时输出Y自保持。I1-I8的信号分别为：I1，步进梁上卷信号。I2，开卷机卸卷信号，I3，画面手动输入信号。I4，SA VEPC信号（跟踪断电记忆自恢复系统）。
X1-X8的模拟量分别为：X1，步进梁3#鞍座上卷号（逻辑）。X2，1#开卷机卷号。X3，手动输入的卷号。X4，SA VEPC中记忆的卷号。I1-I8经或逻辑后进入SNC040模块，SNC040模块的Y输出连接到LOC010块的SET置位点上，SNC010的Y输出连接到LOC010的IDE点上。
跟踪模块LOC010的工作原理为：以自动上卷条件下为例。
步进梁向上卷小车运卷时，步进梁每完成一个周期的动作会向SNC010的I1发送1信号选择步进梁3#鞍座的逻辑卷号进入LOC010的IDE点，同时通过SNC030将SET点置1。LOC010根据SET信号将输出点ID的旧带钢卷号替换为新的IDE点输入的卷号。
LOC010的RES复位功能与置位相仿，是删除输出ID的卷号并置零。输入点BUF是新带钢的参数存储地址。OCC点表示有无卷号被跟踪。FLT是故障报警。
同步功能。冷轧区域的自动上卷功能暂时未能实现，因此必须使用同步功能。所谓同步功能就是一种打破跟踪内部的环网，强行向里增加或者删除带钢卷号的功能。同时，同步对处理因带钢跟踪错误所引起的故障是非常有帮助的。同步功能仍以入口焊机和出口滚筒剪分为入口同步、线上同步和出口同步。以线上同步为例对同步功能的具体操作步骤描述如下:
工
在WINCC画面点击overplant,点击右下角的synchronistation按钮,出现三个同步按钮:Entry, Line, Exit。点击Line后出现上图。POR1和POR2是两台开卷机，对应Welded下方的按钮为哪个开卷机上的带卷与焊机相连。Pos是跟踪的顺列，Segment是具体的带钢位置。TR-T是等待位的卷取机，TR-C工作位的卷取机，Coupled上方的按钮是带钢与哪个卷取机相连。以棕色带钢为例进行说明，4代表顺位为4，棕色代表画面上的带钢跟踪的颜色，卷号是带钢的实际卷号，74代表一个位置：轧机入口分切剪。Segement的位置与数字的对照如下：
通过点击Segment可以调出此画面。
若我们想删除棕色带钢，只要将其全部信息清空即可，按下右下角的Apply。若我们想把棕色和绿色带钢合二为一，只要将棕色带钢全部信息清空同时将绿色带钢的Segment改为74，然后按下Apply。若我们想将棕色带钢分成两段，前一段不变，后一段改为另一个卷号。则将棕色带钢的顺位和相关信息移到第5顺位，将第四顺位的信息清空后添入新的卷号，同时将新带钢的Segment定位到分段处即可。
2．3 MASTER FUNCTIONS 主令功能
MRG是整个轧机区域所有线上电机的速度参考值的发出者，MRG以第五机架的出口速度为基础，向后协调两个张力卷曲机，向前顺次协调四台轧机的出口转速。两台卷取机应该与5号机架的出口速度保持一致。前4个机架将根据带钢的出口厚度与F5出口的带钢厚度的比值决定出口速度。即：
F4出口速度=F5出口速度×F5出口厚度／F4出口厚度
F3出口速度=F4出口速度×F4出口厚度/F3出口厚度
其余同上。
MRG中含有3个主斜坡发生器，分别命名为MR1、MR2、MR3。正常轧钢过程中，我们把F5的出口速度定义为主斜坡1，简称MR1。所有线上的电机的转速都根据自己的特性以MR1为基准依一定比例共同上升、下降或保持匀速。MR2专门针对两台卷取机，因为冷轧采用的是无头轧制，一台卷取机工作的时候，另一台卷取机处在等待位。当带尾进入剪切区域的时候，待命的卷取机根据MR2自动加速到与MR1同步的转速，带钢切折后，两台卷取机互相交换MR1和MR2。缠有被切折的旧带钢的卷取机，由主斜坡MR2速度降为0，并开始卸卷。新穿入带钢的卷取机将以MR1随同线上的其它电机继续工作。MR3一般用于设备的组点动功能，组点动是用来测试线上电机同步性的一个手动功能，可以检验线上设备是否具备轧钢条件。速度主令功能中还含有5
个针对每个机架的速度主令SP1-SP5，用于每个机架的标定过程或Warm Up功能。Warm Up功能是使换完辊后的轧机的各个设备进入二级机所设定的轧制参考值的一项功能。
LCO（生产线协调功能）是根据所收集的控制系统、执行机构和现场实际值的反馈后，综合控制线上所有设备的功能。包括整条生产线的正常起车、正常停车、快停和事故急停等特殊功能。并根据当前的状况作出判断或根据指令对电机或变频器或其它执行设备发出起、停或急停的各个项指令。
MRG和LCO的程序复杂而庞大，不适合作语言描诉，对这部分的程序我们还在消化吸收中。SLC是轧机滑差值计算。ITG是机架间张力计接口。前一个属于工艺上的复杂计算，后一个只是简单的通讯接口，在此也不再详述了。
THC厚度控制。关于厚度控制的程序，不做具体描述，只对厚度控制的理论作详细说明。厚度控制分为入口厚度控制和出口厚度控制两种。而这两种厚度控制都是基于秒流量方程：
带钢入口厚度×带钢入口速度=带钢出口厚度×带钢出口速度
入口厚度控制分为传统秒流量控制和扩展秒流量控制两种。在HMI画面上可以作出选择。
传统秒流量中入口的5#张紧辊处于张力控制环下，入口的秒流量可变，用来消除厚度偏差的三种方式：FFC（前馈控制）、FBC（后馈控制）、MFC（秒流量控制）的校正值也以张力偏差的方式加入控制中。
扩展秒流量中入口的5#张紧辊处于速度控制环下，入口的秒流量不变，用来消除厚度偏差的三种方式：FFC、MON、MFC的校正值也以速度偏差的方式加入控制中。正常轧钢过程中我们一直采用扩展秒流量控制方式，使入口秒流量恒定便于控制出口秒流量。
出口厚度控制分为A，B，C三种模式。过程计算机默认所有带钢均处于C模式下。C模式为F5机架平整模式，正常轧钢时前四个机架平均分配压下量，HGC（液压辊缝控制）处于位置控制方式，F5机架只加一定的轧制力，处于力控方式下。F4-F5之间的张力控制F4转速，F5出口厚度偏差控制F4转速、F5压下、F5转速、卷取机转矩。
THC厚度控制用来消除厚度偏差的有三种方式：FFC（前馈控制）、MON（后馈控制）、MFC（秒流量控制）。轧机区域F1轧机前后各有一个激光测速仪和一个测厚仪，F1轧机具有全部三项校正功能。F5轧机后有两个激光测速仪和两个测厚仪，这两个互为备用，F5轧机只具有MON后馈功能。
FFC前馈控制是已知入口测厚仪到F1机架的距离，对带钢入口速度作积分预测带钢到达发F1时间，并记录带钢入口厚度偏差。在时间到达时根据记录的偏差作出修正。
MON后馈功能根据带钢出口厚度偏差来调整带钢入口速度从而
达到调整入口秒流量从而调整出口秒流量从而起到消除出口厚度偏差的功能。
MFC 秒流量控制根据带钢的入口厚度和速度
的设定值与实际值的偏差以及出口速度对将要出现的出口厚度的偏差进行预测并提前进行校正的功能。
2．4 STAND1-STAND5 机架1-机架5控制系统
包钢薄板厂冷轧轧机为五机架联轧机组，每架轧机有三对不同的轧辊分别为：支撑辊、中间辊和工作辊。轧钢过程中的机架控制包括HGC 液压辊缝控制系统、CVC 中间辊轴向串动控制系统、IRB/WRB 中间辊/工作辊弯辊控制系统、轧辊多区冷却控制系统。对于带钢的板形和出口厚度起决定作用的是HGC 液压辊缝控制。
2．4．1 HGC (Hydraulic Gap Control) 液压辊缝控制系统的结构。
HGC 液压控制系统的组成如下图所示：
HGC 液压辊缝控制系统主要的控制设备是机架顶部分别位于传动侧（DS ）和操作侧（OS ）的两个大型液压缸，称之为HGC 液压缸。如图下部支撑辊、中间辊和工作辊位置固定，HGC 液压缸活塞杆侧向下伸出时压迫上支撑辊的轴承座，通过上支撑辊、中间辊和工作辊向下产生轧制力。图1所示，PA01/#YVHS1、2、3、4是四个伺服阀，1和3一组受控于先导阀PA01/#YVH1称之为GROUP1，2和4一组受控于先导阀PA01/#YVH2称之为GROUP2。每组都有一个伺服阀将两个HGC 液压缸的活塞侧与280bar 的主压力管线相连。基于两组伺服阀的交替工作可以将HGC 液压辊缝控制系统分为四种工作组态：1组、2
组、1+2组、2+1组。1组状态下YVHS1控制传动侧HGC 液压缸YVHS3控制操作侧HGC 液压缸。2组状态下转为另一组伺服阀控制。1+2组状态下，传动侧HGC 液压缸由YVHS1为主YVHS2为辅进行控制，轧制力不超过YVHS1所能提供的范围时YVHS2不工作，超出范围时YVHS2负责提供超出部分的轧制力，操作侧以YVHS3为主以YVHS4为辅。2+1组状态下，主辅调换。PA02/#YVHP1是一个比例阀，向两个HGC 的杆侧提供两种固定压力：50bar （轧制状态）、150bar （换辊状态）。它的先导阀为PA02/#YVH1。在1组和2组的主管线上分别有两个安全卸压阀PA03/#YVH1和PA03/#YVH2，作用是使轧制力快速释放或检修状态下锁定HGC 液压缸。PA01/#BD1和PA01/#BD2是两个压力传感器，分别位于两个HGC 液压缸的活塞侧用来测量活塞侧的压力，HGC 液压缸杆侧受一个比例阀控制，故只用一个压力传感器PA02/#BD1来测量杆侧压力。PA01/#BS1和PA01/#BS2是两个SONY 位置传感器分别位于传动侧和操作侧HGC 液压缸的顶部与活塞刚性相连接，可精密测量出HGC 液压缸的走行距离。PA01/#SBE1和 PA01/#SBE2是两个接近开关，用于换辊或紧急提升状态下的HGC 液压缸收回的位置检测作用。
2．4．
2 HGC 的自动控制系统
HGC 液压缸的最大行程210mm ，位置传感器采用SONY 公司的HA-705K&MSS-976。压力传感器的检测范围0-300bar, 对应为4-20mA 的连续电流值信号。伺服阀的开度范围±100%，对应控制输出信号±10mA 。伺服阀有开度位置检测功能(检测伺服阀的内泄)，开度反馈信号4-20mA 。比例阀开度控制信号±10V 。
HGC 辊缝控制分为位置控制和力控制两种：
位置控制中包含的倾斜控制用来消除机械上的不对称和控制板形。轧制力控制方式包括单独的力控多用于换辊、穿带和重卷取模式、标定过
程。正常轧钢时，轧机出口厚度控制处于C模式（第5机架为平整机模式）下第5机架使用力控方式，其它机架均处于位置控制方式。出口厚度的其他两个A、B模式下所有机架都处于位置控制方式。
2．4．3 轧制力的计算
带钢所受轧制力为一个合力，对加在带刚上表面的轧制力作受力分析可以看出，有向下的HGC出力、辊重、串辊装置和传动轴重量，还有向上的支撑辊平衡力和中间辊、工作辊的弯辊力。
Froll = FWOS+FWDS
FWOS = POS*Acyl – Prod*Arod – FBBUROS –FBIROS –FBWROS +1/2 （FBUR+FIR+FWR）+ FCVC
FWDS = PDS*Acyl – Prod*Arod – FBBURDS –FBIRDS –FBWRDS +1/2 （FBUR+FIR+FWR）+ FSpindle
图中的简写解释如下：
Froll = 轧制力FWOS= 操作侧轧制力FWDS= 传动侧轧制力POS=操作侧活塞侧压强PDS=传动侧活塞侧压强Prod =杆侧压强Acyl= 液压缸活塞侧面积Arod= 液压缸杆侧面积
FBBUROS=操作侧支撑辊平衡力FBBURDS=传动侧支撑辊平衡力FBIROS=操作侧中间辊平衡力FBIRDS=传动侧中间辊平衡力FBWROS=操作侧工作辊平衡力FBWRDS=传动侧工作辊平衡力FBUR= 支撑辊辊重FIR= 中间辊辊重FWR= 工作辊辊重FCVC= 中间辊串辊装置重量FSpindle= 工作辊传动轴重量FcylOS= 操作侧HGC活塞重量FcylDS= 传动侧HGC活塞重量
PLC的轧钢机控制系统设计
封面
作者：PanHongliang 仅供个人学习
江西理工大学 本科毕业设计（论文）任务书电气工程与自动化学院电气专业级（届）班学号学生 专题题目（若无专题则不填）：PLC软件设计 原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)： 工作基础： 目前，我国基于PLC轧钢机系统已经不同程度得到了推广应用。 PLC轧钢机控制技术的发展主要经历了三个阶段：继电器控制阶段，微机控制阶段，现场总线控制阶段。现阶段轧钢机控制系统设计使用可编程控制器(PLC)，其功能特点是变化灵活，编程简单，故障少，噪音低，维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强。除此之外PLC还有其他强大功能，它可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此受到广大电气工程控制技术人员的青睐。 研究条件及应用环境: 本课题是基于PLC的控制系统的研究课题。工业自动化是国家经济发展的基础，用于实现自动化控制设备主要集中为单片机和PLC。单片机由于控制能力有限、编程复杂等缺点，现在正逐步退出控制舞台。PLC则因为其功能强大、编程简单等优点，得到迅速发展及运用。PLC的功能强大，可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此，PLC是工业控制领域中不可或缺的一部分。 工作目的： 轧钢机如控制和使用得当，不仅能提高效率，节约成本，还可大大延
长使用寿命。对轧钢机控制系统的性能和要求进行分析研究设计了一套低成本高性能的控制方案，可最大限度发挥轧钢机加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对提高机械设备的自动化程度，缩短与国际同类产品的差距，都有着重要的意义。 主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 1)当整个机器系统的电源打开时，电机M1和M2旋转，以待传送工 件。 2)工件通过轨道从右边输送进入轧制系统。 3)感应器S1感应到有工件输送来时，输出高电位，驱动上轧辊按预定 下压一定的距离，实现轧制厚度的调节，同时电机M3开始逆时针旋转，并带动复位挡板也逆时针转动，感应器S1复位。 4)随着轧制的进行，工件不断地向左移动。当感应器S2感应到有工件 移动过来时，说明工件的要求轧制长度已经完成，此时感应器S2输出高电位，驱动控制电机M3的电磁阀作用，使电机M3顺时针转动。 5)在电机M3顺时针转动下，挡板顺时针转动，推动工进向右移动。 当工件移动到感应器S1感应到时，S1有输出高电位，使电机M3逆时针转动，同时驱动上轧辊调节好第二个下压量，进入第二次压 制的过程。 6)再次重复上述的工作，直到上轧辊完成3次下压量的作用，工件才 加工完毕。 7)系统延时等待加工完毕的工件退出轨道，此时即可进入下一个工件 的加工过程。
轧机厚度自动控制系统设计
轧机厚度自动控制系统设计 摘要：随着社会经济的发展，对板带产品的质量和精度要求越来越高。厚度精度就是板带产品的重要质量指标之一。本文针对轧机AGC技术的现状，以及轧机厚差产生的原因进行了分析。在此基础上，对轧机AGC进行分析，以APC为主要研究对象，选用PLC作为系统的控制器，将位移传感器测得的位移量经A/D转换送给PLC来控制步进电机，从而控制阀，通过轧制力来改变辊缝厚度实现轧机厚度控制。 1 引言 轧机又称轧钢机，轧钢机就是在旋转的轧辊之间对钢件进行轧制的机械，轧钢机一般包括主要设备（主机）和辅助设备（辅机）两大部分。轧钢机按轧辊的数目分为二辊，三辊式，四辊式和多辊式，轧钢机通常简称为轧机。 板带厚度精度是板带材的两大质量指标之一，板带厚度控制是板带轧制领域里的两大关键技术之一。带钢纵向厚度不均是影响产品质量的一大障碍，因此，轧机的一项重要课题就是带钢厚度的自动控制。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。实现厚度自动控制的系统称为“AGC"。 我国近年来从发达国家引进的一些大型的现代化的板带轧机，其关键技术是高精度的板带厚度控制和板形控制。板带厚度精度关系到
金属的节约、构件的重量以及强度等使用性能，为了获得高精度的产品厚度，AGC系统必须具有高精度的压下调节系统及控制系统的支持。 而对于轧机来说产生厚差的原因大致可分为三大类： （1）轧机方面的原因：轧辊热膨胀和磨损、轧辊弯曲、轧辊偏心和支撑辊轴承油膜厚度等都会产生厚度波动。它们都是在液压阀位置不变的情况下，使实际辊缝发生变化，从而导致轧出的带钢厚度产生波动。 （2）轧件方面的原因：厚度偏差会直接受到坯料尺寸变化的影响。它包括来料宽度不均和来料厚度不均的影响。 （3）轧制工艺方面的原因：轧制时前后张力的变化、轧制速度的变化等。 2 系统总体设计 厚度自动控制AGC （Automatic Gauge Control）是指钢板轧机在轧制过程中通过动态微调使钢板纵向厚度均匀的一种控制手段。厚度自动控制系统是通过测厚仪或传感器对带材实际轧出厚度连续进行测量，并根据实测值与给定值比较后的偏差信号，借助于控制回路或计算机的功能程序，改变压下装置、张力或轧制速度，把带材出口厚度控制在允许的偏差范围内。 AGC系统一般包括有： 1）压下位置闭环：为了轧出给定厚度的轧件，首先必须在轧件进入辊缝之前，准确地设定空载辊缝。其次，在轧制过程中，为了使轧后的轧件厚度均匀一致，还必须随着轧制条件的变化及时的调整空
轧钢机电气控制系统设计
信电学院 课程设计说明书（2014/2015学年第二学期） 课程名称：可编程控制器课程设计 题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计周数： 设计成绩： 2015年7月9日
目录 1、课程设计目的 (2) 2、课程设计内容 (2) 2.1可编程控制器概述 (2) 2.2课程设计正文 (2) 2.3轧钢机电气控制模版 (3) 2.3.1轧钢机简介 (3) 2.3.2热金属探测仪 (3) 2.3.3液压系统 (4) 2.3.4电机正反转 (4) 2.4 设备选择 (4) 2.5 系统的I/O口配置 (5) 2.6梯形图程序设计 (5) 2.7程序流程图 (9) 3、课程设计总结 (10) 4、参考文献 (11)
1、课程设计目的 本次课程设计的主要任务如下： 1）了解普通轧钢机的结构和工作过程。 2）弄清有哪些信号需要检测，写明各路检测信号到PLC的输入通道，包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。 3）弄清有哪些执行机构，写明从PLC到各执行机构的各输出通道，包括各执行机构的种类和工作机理，驱动电路的构成，PLC输出信号的种类和地址。 4）绘制出轧钢机电控系统的电路原理图，编制I/O地址分配表。 5）编制PLC的程序，结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上仿真轧钢机工作过程的控制。 2、课程设计内容 2.1可编程控制器概述 可编程控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程库的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。 2.2课程设计正文 （1）按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。（2）设备启动5秒后，PLC检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。（3）待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。（4）轧件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，由S2仿真，高电平表示正在轧制。（5）S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。（6）1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。（7）S3由高电平变为低电平表示轧件已经完全回到了轧辊右侧。PLC断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。（8）1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。（9）重复（4）-（8）完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。（10）三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。（11）回到第二步但不需要5秒的延时。（12）按下停止按钮结束工作。
冷轧轧机TDC控制系统
目录 冷轧轧机TDC控制系统 一．硬件和组态 二．系统软件 1.处理器功能简介 https://www.wendangku.net/doc/1413544891.html,MON FUNCTIONS 通用功能 3.MASTER FUNCTIONS 主令功能: 4.STAND1-STAND5 机架控制系统1-5 冷轧轧机TDC控制系统 一．硬件和组态 TDC工业控制系统西门子公司SIMADYN D的升级换代产品，也是一种多处理器并行远行的控制系统。典型的TDC控制系统的配置是由电源框架、处理器摸板、I/O摸板和通讯摸板搭建构成。 电源框架含21个插槽，最多允许20个处理器同时运行。框架上方的电源可单独拆卸，模板不可带电插拔。 CPU551是TDC控制系统的中央处理器，带有一个4M记忆卡，程序存储在记忆卡内，电源启动时被读入CPU551中执行。可通过在线功能对处理器和存储卡中的程序作同步修改。 SM500是数字量/模拟量输入/输出模板,更换时注意跳线. CP50MO是MPI/PROFIBUS通讯摸板，更换时需要使用COM-PROFIBUS软件对其进行组态的软件下装。 CP5100是工业以态网的通讯摸板，更换时注意插槽跳线。 CP52A0是GDM通讯模板。GDM是不同框架的TDC之间进行数据交换的特有通讯方式，不同框架的TDC通过光缆汇总到GDM内，点对点之间的通讯更加直接，传输速度更快。 TDC控制系统的硬件需要在软件程序中进行组态和编译，然后下装到CPU中。 二．系统软件 包钢薄板厂冷轧轧机区域TDC控制系统按框架分为以下三个功能：
2．1 处理器功能简介 1．COMMON FUNCTIONS 通用功能： 处理器1：SIL: 模拟功能 SDH: 轧制参数管理 IVI: 人机画面 处理器2：MTR: 物料跟踪系统 WDG: 楔形调整功能 处理器3: ADP: 实际值管理2．MASTER FUNCTIONS 主令功能: 处理器1: MRG-GT: 轧机区域速度主令 处理器2: THC-TH: 轧机厚度控制入口区域 处理器3: THC-TX: 轧机厚度控制出口区域 处理器4: SLC: 轧机滑差计算 ITG: 张力计接口 处理器5: LCO-LT: 轧机区域生产线协调3．STAND1-STAND5 机架控制系统1-5 处理器1: CAL: 机架标定 SCO: 通讯接口 MAI: 手动干涉 ITC: 机架间张力控制 处理器2: SDS: 机架压下系统 处理器3: RBS: 机架弯辊系统
轧钢机电气控制系统plc设计
科信学院 课程设计说明书（2008 /2009 学年第一学期） 课程名称：可编程序控制器设计任务书 题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级：电气及自动化05-1班 学生姓名：杨晓娜 学号：050062107 指导教师：安宪军 设计周数：2周 设计成绩： 2009年1月9日
目录 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计正文 (1) 三、可编程序控制器概述 (1) 四、轧钢机电气控制模板 (2) 五、编制梯形图 (2) 六．实验程序 (6) 十二、课程设计总结或结论 (7) 十三、参考文献 (8)
一、课程设计目的 了解普通轧钢机的结构和工作过程；弄清有那些信号需要检测；弄清有那些执行机构；绘制出轧钢机电控系统的电路原理图，编制I/0地址分配表；编制PLC的程序，结合实验室设备完成系统调试，在实验室手动仿真模型上仿真轧钢机工作过程的控制。 二、课程设计正文 1．控制要求 （1）按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。（2）设备启动5秒后，PLC 检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。（3）待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。（4）轧件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，由S2仿真，高电平表示正在轧制。（5）S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。（6）1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。（7）S3由高电平变为低电平表示轧件已经完全回到了轧辊右侧。PLC断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。（8）1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。（9）重复（4）-（8）完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。（10）三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。（11）回到第二步但不需要5秒的延时。（12）按下停止按钮结束工作。 三、可编程序控制器概述 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。 四、轧钢机电气控制模板
20辊轧机电气控制系统介绍
20辊轧机电气控制系统介绍 发布时间：2007-11-15 来源：打印该页 一系统概述 某冷轧不锈钢板厂采用西门子S7 300系列的315-2DP控制器作为主控制单元，安置于主操作台上作为主站，采用2套西门子ET200 远程站作为从站，安置于前后两个操作箱内接受现场操作工控制指令。ET200远程站与CPU315－2DP主站之间采用PROFIBUS现场总线连接进行通讯。轧机采用前卷取、后卷取、主轧三台直流电机完成整个不锈钢板的张力轧制。直流电机采用西门子6RA70直流调速器进行控制，控制器与CPU315－2DP之间采用PROFIBUS现场总线通讯。 同时还为此轧机配置了一台平整机，电器配置完全相同，只在功能，电机功率等参数上与主轧机略有不同。 二系统要求 1．采用西门子6RA70直流调速器作为电机控制单元，调速器可以独立采集安装于电机上的编码器读取的数据，安装于轧机上的张力传感器读取的数据，作为基本参数高速运算得到当前系统所实际需要的张力，控制直流电机让其达到需要的张力。 2． PLC控制器控制液压，压下，润滑，等外部设备，同时将操作工设定的数据实时的通过PROFIUBS现场总线传输给6RA70直流调速装置。 3．采用油马达，利用液压装置实现对轧机机心的压力控制，采用上，下各10个轧辊相互之间的挤压力实现对不锈钢板的轧制。 4．甲方要求轧制线速度，主轧120M/分，平整 90M/分。 5．该设备为国内首家自发研制的20辊轧机。 三系统配置与功能实现 根据现场实际情况和功能扩展要求，主轧机我们采用两台450KW的直流电机作为前后卷取电机，采用一台1250KW的电机作为主轧电机，平整机我们采用两台250KW的直流电机作为前后卷取电机，采用一台400KW的电机作为平整电机。采用西门子S7 300系列的315-2DP的CPU 作为主控制器，采用ET200分布式I/O作为前后操作箱的控制装置。 西门子S7-300、6RA70控制器、分布式I/O ET200，特点如下： 1．采用CPU315-2DP作为主控制器，利用CPU315内存大、速度快、支持PROFIBUS现场总线的特点，充分满足轧钢行业要求响应速度快，控制灵敏，要求复杂，现场施工简单的要求；2．采用远程I/O方案，最大限度减少接线；
棒材连轧生产线电气控制.doc
七、棒材连轧生产线电气控制系统材料清单 1、棒材线轧机、飞剪传动控制系统 序号名称规格型号单位数量单价金额主材厂家1.11000KW进线柜1000KW直流电机控制柜台9 每套包含以下主材： 1）进线配电柜1000*1000*2200台1 2）ME开关ME-250000台1人民 3）电枢电抗器AC660V 1900A台1德瑞 4）辅材套1 1.21000KW整流柜1000KW直流电机控制柜台9 每套包含以下主材： 1)主控柜1000*1000*2200台1 2)空开NF125-CP 125A台1三菱 3)空开NF63-CP 50A台2三菱 4)接触器S-V50 220VAC台1三菱 5)接触器S-V10 220VAC台1三菱 6)热继电器THN20KP 36A台1三菱 7)热继电器THN12KP 2.1A台1三菱 8)西门子 PLC6ES7 214-1BD21-0XB0台1西门子 9)脉冲放大板ZLZJ-006/MCF0块1 10)整流装置散热器1800A 不可逆台1 11)可控硅1800A块6西电 12)辅材套1 2.11250KW进线柜1250KW直流电机控制柜台1 每套包含以下主材： 1）进线配电柜1000*1000*2200台1 2）ME开关ME-2500台1人民3）电枢电抗器AC660V 1900A台1德瑞4）辅材套1 2.21250KW整流柜1250KW直流电机控制柜台1 每套包含以下主材： 1)主控柜1000*1000*2200台1 2)空开NF125-CP 125A台1三菱 3)空开NF63-CP 50A台2三菱 4)接触器S-V50 220VAC台1三菱 5)接触器S-V10 220VAC台1三菱 6)热继电器THN20KP 36A台1三菱 7)热继电器THN12KP 2.1A台1三菱 8)西门子 PLC6ES7 214-1BD21-0XB0台1西门子 9)脉冲放大板ZLZJ-006/MCF0块1
轧机厚度自动控制AGC系统说明
轧机厚度自动控制AGC系统 使 用 说 明 书 中色科技股份有限公司 装备所自动化室 二零零九年八月二十五日
目 录 第一篇 软件使用说明书 第一章 操作软件功能简介 第二章 操作界面区简介 第三章 操作使用说明 第二篇 硬件使用说明书 第一章 接口板、计算机板跨接配置图 第三篇 维护与检修 第一章 系统维护简介及维护注意事项 第二章 工程师站使用说明 第三章 检测程序的使用 第四章 常见故障判定方法 第四篇 泵站触摸屏操作说明 第五篇 常见故障的判定方法 附录： 第一章 目录 第二章 系统内部接线表 第三章 系统外部接线表 第四章 系统接线原理图 第五章 系统接口电路单元图
第一篇 软 件 说 明 书
第一章 操作软件功能简介 ．设定系统轧制参数； ．选择系统工作方式； ．系统调零； ．显示时实参数的棒棒图、馅饼图、动态曲线； ．显示系统的工作方式、状态和报警。 以下就各功能进行分述： １、在轧机靠零前操作手需根据轧制工艺，设定每道次的入口厚度、出口厚度和轧制力等参数。也可以在轧制表里事先输入，换道次时按下道次按钮，再按发送即可。 ２、操作手根据不同的轧制出口厚度，设定机架控制器和厚度控制器的工作方式，与轧制参数配合以得到较理想的厚差控制效果。 ３、在泄油状态下，操作手通过在规定状态下对调零键的操作，最终实现系统的调零或叫靠零，以便厚调系统正常工作。 ４、在轧制过程中，以棒棒图、馅饼图和动态曲线显示厚调系统的轧制速度、轧制压力、开卷张力、卷取张力、操作侧油缸位置、传动侧油缸位置、压力差和厚差等实时值。（注意：轧机压靠前操作侧油缸位置、传动侧油缸位置显示为油缸实际移动位置。轧机压靠后操作侧油缸位置、传动侧油缸位置显示的是辊缝值。）
轧钢机PLC控制系统设计
轧钢机PLC控制系统设计 1 问题分析及解决方案 1.1 问题描述 在冶金企业中轧钢机是重要 的组成部分，运用PLC实现对轧钢 机的模拟，如右图。 当起始位置检测到有工件时， 电机M1、M2开始转动M3正转， 同时轧钢机的档位至A档，将钢板 轧成A档厚度，当钢板运行到左检 测位，电磁阀得电动作将左面滚轴 升高，M2停止转动，电机M3反 转将轧钢板送回起始侧。 此时起始侧再检测到有钢板， 轧钢机跳到B档，把钢板轧成B档厚度，电磁阀得电，将滚轴下降，M3正转，M2转动，当左侧检测到钢板时M2停止转动，电磁阀得电将滚轴抬高M3反转，将钢板运到起始侧。 如此循环直到ABC三档全部轧完，钢板达到指定的厚度，轧钢完成。 1.2 分析过程 该工作过程分为三个时序，当起始位置第一次检测到信号时，A档轧钢；起始位置第二次检测到信号时，B档轧钢；起始位置第三次检测到信号时，C档轧钢。由于每个档位都要工作一段时间才能切换，可以用两个定时器来实现。 2 PLC选型及硬件配置 PLC选型及硬件配置如图1。 图1
3 分配I/O地址表 I/O地址表如图2。 图2 4 主电路图及PLC外部接线图 4.1 主电路图 主电路图如图3。 图3
4.2 PLC外部接线图 PLC外部接线图如图4。 图4 5 控制流程图及梯形图程序 5.1 控制流程图 控制流程图如图5。 图5
5.2 T型图程序
6 程序调试 6.1 问题调试 为了解决A、B、C三个档位的时序问题，我选择用三条T型图程序来实现，但输出有重复，导致T型图程序运行正确但仿真出现错误。于是我改变方案，采用了M存储器来代替输出，仿真成功。 6.2 仿真图 A档运行： 传送回初始位： B档运行： C档运行：
轧钢机电气控制系统设计
信息与电气工程学院 课程设计说明书（2013 /2014 学年第 2 学期） 课程名称：《可编程序控制器应用》课程设计题目：轧钢机电气控制系统设计 专业班级：电气工程及其自动化1104班 学生姓名： 学号： 指导教师：刘增环、岑毅南等 设计周数： 2 周 设计成绩： 2014 年7月11 日
自从1969年美国DEC公司研制出世界上第一台可编程逻辑控制器以来，经过三十多年发展与实践，其功能和性能已经有了很大的提高，从当初用于逻辑控制和顺序控制领域扩展到运动和过程控制领域。可编程序控制器简称PLC，它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场应用而设计，PLC的程序编程，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用程序编制形象、直观、方便易学，灵活的方便将PLC 运用到生产实践中。 随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度上提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。 本设计是基于PLC的轧钢机控制系统，利用传感器S1来检测传送带上是否有钢板，若S1有信号，表示有钢板，电机M3、M2启动，信号指示灯Y1亮。S1的信号消失，检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号，表示钢板到位，电磁阀动作，指示灯Y2亮，电机M3反转，之后S3有信号时，钢件重复以上过程三次，即轧钢三次后满足要求，完成后，把轧件送出轧机。结束该轧件后重复上述过程进行下个轧件的过程。这种结合完成了工业上轧钢技术的大大进步。
一课程设计任务简介 (3) 1.1 设计题目 (3) 1.2 课程设计的目的 (3) 1.3 设计要求 (3) 二硬件电路设计 (5) 2.1 可编程序控制器概述 (5) 2.2 方案选定 (5) 2.3总体控制系统框架 (5) 2.4硬件系统设计 (5) 2.5 I/O地址分配 (6) 三程序设计 (7) 3.1程序流程图 (7) 3.2操作过程 (8) 3.3实验现象图块 (9) 四课程设计总结 (12) 五参考文献 (13) 附录一梯形图 (14)
轧钢机电气控制系统设计
目录 1.课程设计目的 (2) 2.课程设计正文 (2) 2.1可编程序控制器概述 (2) 2.2控制要求 (2) 2.3轧钢机电气控制模板 (3) 2.3.1热金属检测器 (3) 2.3.2液压系统 (3) 2.3.3电机正反转 (4) 2.3.4电磁阀 (4) 2.4编制程序 (5) 2.4.1程序流程图 (5) 2.4.2 I/O地址表 (6) 2.4.3 实验梯形图 (6) 2.4.4实验程序 (10) 3.课程设计总结 (13) 4.参考文献 (13)
1.课程设计目的 通过对轧钢机的设计，深入了解轧钢机的结构和工作过程，实现轧钢机的控制，加强了解PLC的梯形图，指令表，外部接线图，PLC设计原理及其控制，和工作原理。 2.课程设计正文 2.1可编程序控制器概述 “可编程序控制器是一种数字运算操作的电子装置，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。 2.2控制要求 【1】按下启动按钮，上下两轧辊电机（主拖动电机，M1）起动运转，轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机（M2和M3）启动逆时针运转，向左输送。设备启动5秒后，PLC检测有无等待的轧件，即S1是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后，PLC通过某一路开出控制电磁铁动作，打开轧件挡板，让轧件进入轧机的右侧轨道。待轧件完全进入后（设需时4秒），释放电磁铁，关闭轧件挡板。 【2】轧件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制，轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号，由S2仿真，高电平表示正在轧制。S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止，电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。 【3】1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号，由另一个手动开关S3仿真。S3由高电平变为低电平表示轧件已经完全回到了轧辊右侧。PLC 断开电磁阀Y2电源，并停止左侧辊道运转。 【4】1秒钟后左侧辊道放平，启动左右侧辊道电机向左输送，开始下一次轧制。重复完成第二次轧制，并准备好第三次轧制。三次轧制完成后，即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后，左侧辊道继续向左输送3秒钟，把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。回到第二步但不需要5秒的延时。按下停止按钮结束工作。
轧钢机控制系统
成绩： 课程设计报告书 所属课程名称机电传动控制（含PLC） 题目轧钢机控制系统 分院机电学院 专业、班级机械设计制造及其自动化 学号 学生姓名 指导教师
目录 前言 1课程设计任务书 (1) 2总体设计 (2) 2.1控制系统框架 (2) 2.2主线路接线图 (2) 3硬件系统设计 (2) 3.1系统所需的硬件 (2) 3.2系统设计 (3) 3.3 I/O端口接线 (4) 3.4 I/O地址分配 (4) 4程序设计 (5) 4.1总体设计过程，程序流程图 (5) 4.2操作过程 (6) 4.3 PLC梯形图操控程序 (7) 4.4语句表 (10) 4.5实验现象图块 (10) 5程序调试及结果分析 (13) 6总结 (13) 7参考文献 (14)
前言 轧机的主要设备有工作机座和传动装置；工作机座由轧辊、轧辊轴承、机架、轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置和换辊装置等组成。轧辊是使金属塑性变形的部件，它包括轧辊轴承、轧机机架、轧机轨座、轧辊调整装置、上轧辊平衡装置等。 中国于 1871 年在福州船政局所属拉铁厂 ( 轧钢厂 ) 开始用轧钢机轧制厚 15mm 以下的铁板， 6 ～ 120mm 的方﹑圆钢。 1890 年汉冶萍公司汉阳铁厂装有蒸汽机拖动的横列双机架 2450mm 二辊中板轧机和蒸汽机拖动的三机架横列二辊式轨梁轧机以及 350/300mm 小型轧机。随着冶金工业的发展，现已有多种类型轧机。 现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化，产品质量高，消耗低。 60 年代以来轧机在设计、研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、 H 型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟 115m的线材轧机、全连续式带材冷轧机、 5500mm宽厚板轧机和连续式 H 型钢轧机等一系列先进设备。 应用PLC控制达到自动化。PLC即可编程序控制器，英文全称Programmable Controller,简称PLC。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场应用而设计，采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，调试和简易的用户程序编制工作，就灵活方便地将PLC应用于生产实践之中。 随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。
冷轧轧机飞剪控制系统
转帖]冷轧轧机飞剪控制系统 冷轧轧机飞剪控制系统 张亮1，张期2 (1.本钢工学院，辽宁本溪117000；2.本溪钢铁集团公司冷轧厂，本溪 117000) 摘要：飞剪是轧机线的重要组成部分，本文介绍本钢冷轧连续酸洗—轧机联合机组中的轧机飞剪控制系统的控制原理及控制过程，该飞剪是目前世界上先进的飞剪设备之一。 关键词：轧机；飞剪；控制 中图分类号：TG333 文献标识码：B Flying Shear Control System in the Tandem Mill ZHANG Liang1,ZHANG Qi2 (1.Benxi Iron and Steel Engineering College，Benxi 11700，China；2. Benxi Iron and Steel Group Company，Benxi 117000，China) Abstract：The flying shear is an important part of the tandem mill line．The article introduces the structure principle of the system control and the control process of the continue pickling line coupled with the tandem mill of the cold rolling strip Bengang.The flying is one of the newest developed flying at present． Key words：tandem mill；flying shear；control 1 概述 本钢冷轧轧机电气控制系统由法国CMS公司设计与调试，轧机出口采用转鼓式飞剪（简称飞剪），其作用是不停机用于分卷剪切，使带钢平稳地过渡到另一台卷取机进行卷取，飞剪主电机状态、转速、故障报警均由计算机控制与监视，主传动采用JR4000D（FDPS）全数字直流调整系统。 2 飞剪的特点及主要技术数据 飞剪主要由刀刃、刀夹、滚筒和固定架等组成，控制系统采用可控硅反并联逻辑无环流速度控制以及带钢跟踪，刀刃跟踪控制系统。该系统剪切控制精度高，定位控制准确，飞剪剪切的技术数据如下：剪切厚度0.4～3.00mm；剪切宽度700～1525mm；剪切速度60～300m/min。 根据工艺要求，飞剪安装在距离第四机架9.100m的位置，在这短矩离之内，以确保切割精度，通过对带钢的准确跟踪和刀刃的跟踪，从而完成对飞剪的切断控制，飞剪剪切过程示意图如图1。正常运行顺序为： 停止→加速→剪切→减速→返回到初始位置→停车；若剪切失败则为：停止→加速→剪切(失败)→紧急停
轧钢机控制系统
目录 1.前言 (3) 2.第一节 PLC的概述 (4) 1.1 PLC的产生及定义 (4) 1.1.1 PLC的产生 (4) 1.1.2 PLC的定义 (4) 1.2 PLC的主要特点及分类方法 (4) 1.2.1 PLC的主要特点 (4) 1.2.2 PLC的分类方法 (4) 3.第二节 PLC的基本结构及工作原理 (6) 2.1 PLC的基本结构 (6) 2.2 PLC的工作原理 (8) 4.第三节轧钢机控制系统的设计 (10) 3.1 硬件设计 (10) 3.1.1控制系统框架 (10) 3.1.2轧钢机电气控制模板 (10) 3.1.3 设计要求 (10) 3.1.4 控制原理 (11) 3.1.5 控制方案 (11) 3.2 软件设计 (11) 3.2.1主线路接线图 (11) 3.2.2 PLC的I/O端口接线 (12) 3.2.3 端口地址分配 (12) 3.2.4 程序流程图 (13) 3.2.5 梯形图 (14) 3.2.6 语句表 (17) 3.3 程序调试及结果分析 (17) 5.小结 (18) 6.参考文献 (19)
前言 随着PLC技术的迅速发展，可编程控制器的应用将更加广泛为了适应社会发展的需要，可编程控制器将应用于各个领域。轧钢在工业生产中，利用PLC编程技术对轧钢过程实现了自动化。可编程序控制器，英文全称Programmable Controller,简称PLC。它是以微处理器为核心的数字运算操作电子系统装置，转为在工业现场应用而设计，采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC式微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差等缺点，充分利用了微处理器的优点，有照顾到了现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学，调试和简易的用户程序编制工作，就灵活方便地将PLC应用于生产实践之中。同时利用了传感器的技术，将传感器、PLC以及自动控制技术相结合，使轧钢在工业生产中更加的方便了。 本设计是基于PLC的轧钢机控制系统，利用传感器S1来检测传送带上有无钢板，若S1有信号（即开关为ON），表示有钢板，电机M3正转（MZ灯亮）。S1的信号消失（为OFF），检测传送带上钢板到位的传感器S2有信号（为ON），表示钢板到位，电磁阀动作（YU1灯亮），电机M3反转（MF灯亮）。此时，Q0.1给一向下压下量，S2信号消失，S1有信号，电机M3正转……如此重复上述过程。
热连轧机电气控制系统的联动调试技术方案
热连轧机电气控制系统的联动调试 电气控制系统的联动调试系指在上级过程计算机和自动化仪表控制设备未参与的情况下，仅包含基础自动化级控制设备及轧线各传动控制设备和系统而进行的模拟轧钢的调试。各基准给定信号、运行方式等均由操作(调试)人员在操作台(或操作键盘)上给出，如轧制速度给定、辊缝设定等。模拟轧制过程中，钢坯与带材的跟踪检测信号均以模拟开关动作来生产。现代化热轧生产线均设有专用于模拟调试的“模拟柜(屏)”。由于试验时没有实际带钢的束缚，活套挑高度控制、活套及卷取张力控制等均不投入，它们的调试待实际穿带轧制时进行。同理，温度控制、轧制力控制等也待实际轧钢与自动化仪表联动运行调试才完成对它们的检查确认和调试。 22.11.1 基础自动化级控制系统的调试 基础自动化级控制设备分为可编程序控制器(PC)、直接数字控制器(DDC)和微机控制装置。热轧厂中基础自动化级包括板坯库、加热炉、粗轧机组、精轧机组、带钢冷却、卷取机等若干系统，按上级过程计算机或人工给出的基本给定值和运行方式选择信号，对系统区分内设备进行顺序控制和闭环调节控制。系统之间以及系统内多台基础自动化设备间的信息交换与传输是通过通讯母线进行的。系统与下级电气传动间的信息交换与传输则多通过硬接口I/O及远程I/O(输入/输出)接口进行。采用基础自动化级的热轧操作台内设有用于人—机接口的“操作员站”，它由可编程序控制器或微机装置、操作键盘、CRT显示器和打印装置组成，集操作控制、设备运行监视、故障报警、
记录打印多功能于一体，经通讯接口与各系统作信息交换。 基础自动化级的调试包括设备硬件检查和程序(软件)的模拟调试两大内容。不同设备组成的系统调试的具体步骤与内容有一定差别，原则上要根据设计和软件编制单位提供的调试手册，在设计和软件编制人员协作下进行。调试的基本内容与方法与可编程序控制器控制系统类似，可参阅本手册第8章。 22.11.1.1 一般检查和设定 1)设备清点，配线检查，屏蔽状况检查； 2)绝缘检查，设备通电； 3)各插件板，基板上设定开关的初始值设定，I/0插件板的地址设定。 22.11.1.2 程序装入和接口、通信试验 1)使用编程器或PC机将程序装入基础自动化设备的存贮单元中去，及装入后的校验； 2)I/O(输入/输出)接口试验； 3)使用模拟板给出各种输入信号，检查执行程序后产生的输出是否符合工艺对设备动作控制的规定; 4)通信试验。分系统内设备间通信、与上级过程计算机之间通信两大项，按照基础自动化设备“用户手册’的说明，作发信和接收双向功能检查。主要检查测试内容为：接收信息的对象正确性；发信和收信的误码出现率；通信时间测定。 以上接口试验、通信试验，程序装入及模拟调试确认无误后，才
轧钢机电气控制系统设计
信电学院 课程设计说明书(2014/2015学年第二学期) 课程名称: 可编程控制器课程设计 题目: 轧钢机电气控制系统设计 专业班级: 学生姓名: 学号: 指导老师: 设计周数: 设计成绩: 2015年7月9日
目录 1、课程设计目的 (2) 2、课程设计内容 (2) 2、1可编程控制器概述 (2) 2、2课程设计正文 (2) 2、3轧钢机电气控制模版 (3) 2、3、1轧钢机简介 (3) 2、3、2热金属探测仪 (3) 2、3、3液压系统 (4) 2、3、4电机正反转 (4) 2、4 设备选择 (4) 2、5 系统的I/O口配置 (5) 2、6梯形图程序设计 (5) 2、7程序流程图 (9) 3、课程设计总结 (10) 4、参考文献 (11) 1、课程设计目的 本次课程设计的主要任务如下: 1) 了解普通轧钢机的结构与工作过程。
2) 弄清有哪些信号需要检测,写明各路检测信号到PLC的输入通道,包括传感器的原理、连接方法、信号种类、信号调理电路、引入PLC的接线以及PLC中的编址。 3) 弄清有哪些执行机构,写明从PLC到各执行机构的各输出通道,包括各执行机构的种类与工作机理,驱动电路的构成,PLC输出信号的种类与地址。 4) 绘制出轧钢机电控系统的电路原理图,编制I/O地址分配表。 5) 编制PLC的程序,结合实验室设备完成系统调试,在实验室手动仿真模型上仿真轧钢机工作过程的控制。 2、课程设计内容 2、1可编程控制器概述 可编程控制器就是一种数字运算操作的电子装置,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程库的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术运算等操作的指令,并通过数字式或模拟式的输入与输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统连成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。可编程控制器简称PLC,就是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术与通讯技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。 2、2课程设计正文 (1)按下启动按钮,上下两轧辊电机(主拖动电机,M1)起动运转,轧制方向为从右向左轧制。左右侧轧道电机(M2与M3)启动逆时针运转,向左输送。(2)设备启动5秒后,PLC检测有无等待的轧件,即S1就是否有效。若无轧件则一直等待。S1有效信号到来后,PLC通过某一路开出控制电磁铁动作,打开轧件挡板,让轧件进入轧机的右侧轨道。(3)待轧件完全进入后(设需时4秒),释放电磁铁,关闭轧件挡板。(4)轧件在右侧辊道推动下进入轧辊下轧制,轧辊间有热金属探测仪给出正在轧制的信号,由S2仿真,高电平表示正在轧制。(5)S2由高电平变为低电平表示轧件已经通过轧辊。轧件通过轧辊后PLC控制两侧辊道停止,电磁液压阀Y2动作使左侧辊道翘起。(6)1秒后启动左侧辊道向右输送。这时由安装在上轧辊上方的另一个热金属探测仪给出轧件通过的信号,由另一个手动开关S3仿真。(7)S3由高电平变为低电平表示轧件已经完全回到了轧辊右侧。PLC断开电磁阀Y2电源,并停止左侧辊道运转。(8)1秒钟后左侧辊道放平,启动左右侧辊道电机向左输送,开始下一次轧制。(9)重复(4)-(8)完成第二次轧制,并准备好第三次轧制。(10)三次轧制完成后,即热金属探测仪输出由高电平变为低电平后,左侧辊道继续向左输送3秒钟,把轧件送出轧机。结束该轧件的轧制过程。(11)回到第二步但不需要5秒的延时。(12)按下停止按钮结束工作。 2、3轧钢机电气控制模版
基于PLC的轧钢机控制系统设计
本科毕业设计（论文）任务书 电气工程与自动化学院电气专业级（届）班学号学生 专题题目（若无专题则不填）：PLC软件设计 原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：工作基础： 目前，我国基于PLC轧钢机系统已经不同程度得到了推广应用。 PLC轧钢机控制技术的发展主要经历了三个阶段：继电器控制阶段，微机控制阶段，现场总线控制阶段。现阶段轧钢机控制系统设计使用可编程控制器(PLC)，其功能特点是变化灵活，编程简单，故障少，噪音低，维修保养方便，节能省工，抗干扰能力强。除此之外PLC还有其他强大功能，它可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此受到广大电气工程控制技术人员的青睐。 研究条件及应用环境: 本课题是基于PLC的控制系统的研究课题。工业自动化是国家经济发展的基础，用于实现自动化控制设备主要集中为单片机和PLC。单片机由于控制能力有限、编程复杂等缺点，现在正逐步退出控制舞台。PLC则因为其功能强大、编程简单等优点，得到迅速发展及运用。PLC的功能强大，可以进行逻辑控制、运动控制、通信等操作；并具有稳定性高、可移植性强等优点，因此，PLC是工业控制领域中不可或缺的一部分。 工作目的：
轧钢机如控制和使用得当，不仅能提高效率，节约成本，还可大大延长使用寿命。对轧钢机控制系统的性能和要求进行分析研究设计了一套低成本高性能的控制方案，可最大限度发挥轧钢机加工潜力，提高可靠性，降低运行成本，对提高机械设备的自动化程度，缩短与国际同类产品的差距，都有着重要的意义。 主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 1)当整个机器系统的电源打开时，电机M1和M2旋转，以待传送工件。 2)工件通过轨道从右边输送进入轧制系统。 3)感应器S1感应到有工件输送来时，输出高电位，驱动上轧辊按预定 下压一定的距离，实现轧制厚度的调节，同时电机M3开始逆时针旋 转，并带动复位挡板也逆时针转动，感应器S1复位。 4)随着轧制的进行，工件不断地向左移动。当感应器S2感应到有工件 移动过来时，说明工件的要求轧制长度已经完成，此时感应器S2输 出高电位，驱动控制电机M3的电磁阀作用，使电机M3顺时针转动。 5)在电机M3顺时针转动下，挡板顺时针转动，推动工进向右移动。当 工件移动到感应器S1感应到时，S1有输出高电位，使电机M3逆时 针转动，同时驱动上轧辊调节好第二个下压量，进入第二次压制的过 程。 6)再次重复上述的工作，直到上轧辊完成3次下压量的作用，工件才加 工完毕。 7)系统延时等待加工完毕的工件退出轨道，此时即可进入下一个工件的 加工过程。