北科大_板形培训3_控制模型篇

Page:1NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11北科大板形培训板形质量控制板形质量控制（第三篇（第三篇板形控制模型）板形控制模型）邵健邵健北京科技大学北京科技大学高效轧制国家工程研究中心高效轧制国家工程研究中心Page:2NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11背景介绍背景介绍1板坯温度2板坯楔形3板坯镰刀弯4板坯成分不合5板坯表面质量6…举例:传统热连轧生产线板形影响因素（复杂，影响因素多）炉区粗轧区精轧区层冷区卷取区1中间坯温度2中间坯楔形3中间坯镰刀弯4粗轧辊形5粗轧导位对中6操作水平7…1负荷分配2厚度设定精度3精轧辊形4设备对中，辊缝水平5水系统，润滑系统6轧辊质量，轧辊磨损7侧导板设定8大型仪表精度9操作水平10…1温度制度2横向不均匀冷却3上下表面不均匀冷却4设备水系统5侧喷水6吹扫装置7…1夹送辊辊形2夹送辊压力3卷取张力4…Page:3NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11背景介绍背景介绍板形控制的要素（4+1）：机型辊形工艺控制板形不好可能原因1）机型的固有缺陷；2）辊形设计不合适；3）工艺参数不合理；4）控制问题；5）企业管理的因素机型、辊形、工艺、管理：什么样的外部条件可以服务于良好的板形？控制：如何利用现有条件创造出良好的板形？管理Page:4NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11板形控制内容板形控制内容自由规程轧制中板形控制技术过渡卷板形控制板形质量风险评估广义板形控制缺陷局部浪控制大批量同宽轧制板形控制轧后冷却对板形的影响局部高低点控制边部减薄控制通板凸度控制中浪、双边浪等二次浪控制单边浪控制（单侧调平）阶段阶段阶段阶段Page:5NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11国内板形控制模型的发展国内板形控制模型的发展提供商提供商板形模型板形模型模型应用模型应用西马克西马克PCFCPCFC宝钢宝钢20502050、武钢、武钢22502250、马钢、马钢22502250、涟钢、涟钢CSPCSP、酒钢、酒钢CSPCSP、。。。、。。。GEGE\\TMEICTMEICSSUSSU梅钢梅钢14221422、本钢、本钢17001700、涟钢、涟钢22502250、太钢、太钢22502250、。。。、。。。三菱三菱PCSUPCSU鞍钢鞍钢17801780、宝钢、宝钢15801580、宝钢、宝钢18801880、。。。、。。。西门子西门子PFCPFC首钢迁安首钢迁安21602160、马钢、马钢CSPCSP、唐山国丰、唐山国丰14501450、。。。、。。。北科大北科大NERCARNERCARPFECPFEC鞍钢鞍钢21502150、武钢、武钢17001700、莱钢、莱钢15001500、重钢、重钢17801780、柳钢、柳钢14501450、。。。、。。。燕山大学燕山大学宁波钢铁宁波钢铁17801780、攀钢、攀钢145014502003年前，国内热连轧板形模型基本为外方所垄断，经过10几年的不断努力，国内具备了开发全套自主知识产权的板形控制系统，主要代表为东北大学、燕山大学和北京科技大学。北京科技大学从2003年起，在鞍钢1700进行首套板形模型的运用，截止目前，不断完善的PFEC模型已成功运用于国内10多条热连轧生产线，在此期间又参与了国内10余条外方提供板形模型的吸收和优化工作，涵盖了所有外方板形控制系统。Page:6NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11国内板形控制模型运用现状国内板形控制模型运用现状11从所提供的功能来看，各家板形模型大体相似，均分为在L2（过程自动化）实现的板形设定计算模型和在L1（基础自动化）实现的动态板形模型。22由于各条热连轧线的装备精度参差不齐，对样本的统计方法也不尽相同，加上在操作工的水平、现场工艺及模型维护人员水平、精轧模型控制精度上均存在差异，目前很难定量评价各模型相互之间孰优孰劣。33从多年实践来看，现有主流的板形控制模型在解决初级阶段控制内容方面已经取得了非常不错的效果，而对高级阶段的控制内容仍处于不断的完善之中。总体来看，板形控制模型在国内已经形成了百家争鸣的态势，但各模型在模型精度和功能上都有进一步提高的需求。Page:7NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11板形控制存在的主要问题板形控制存在的主要问题现阶段存在的一些突出板形问题（共性问题）：1）换规格首卷、过渡卷的板形控制问题2）大批量同宽轧制断面问题，交叉轧制、逆宽轧制中的板形控制问题3）厚度的大幅度波动对板形的影响4）WRS带钢局部高低点控制与轧制稳定性之间的权衡问题5）轧后冷却对板形的影响6）轧辊磨损模型、热辊形模型对复杂工况的适应性7）板形质量异议与生产流程的对应性备注：板形模型和其他模型相比，由于复杂，外方模型供应商和企业技术人员都缺乏针对具体问题进行持续改进。Page:8NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11VHA板形控制解决方案（钢铁）Page:9NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11VHA板形控制解决方案（铝板）Page:10NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11板形设定控制模型板形设定控制模型作用1.决定带钢头部板形的控制精度2.为L1板形实时控制提供好的起点，减少执行机构的调节量，提高带钢全长的板形精度主要任务1.设定工作辊窜辊位置和弯辊力2.为L1实时控制模型提供关键参数Page:11NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11板形设定控制模型板形设定控制模型PCS2HDSMSA1000PRT1~2HMI1~2DEV1~4PCS1MSAHubL1SwitchOfficeSwitchL2SwitchL1LFCEServerLCSHMIServerRM&FML2系统配置Page:12NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11板形设定控制模型板形设定控制模型L2系统配置AlphaES45AlphaES45HMI1HMI2HMI3HMI42GBFiberNetworkPCServerLEVEL2EthernetLEVEL1EthernetLEVEL1HMIMemoryChannelMSA1000Page:13NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11板形设定控制模型板形设定控制模型L2系统配置„„基于基于PCPC--ServerServer的热轧二级控制系统的热轧二级控制系统––降低硬件成本降低硬件成本––应用易于开发应用易于开发––可利用资源丰富可利用资源丰富––抗病毒能力弱抗病毒能力弱„„基于基于AlphaOpenVMSAlphaOpenVMS的热轧二级控制系统的热轧二级控制系统––硬件成本居高不下硬件成本居高不下––AlphaAlpha机不再生产机不再生产––OpenVMSOpenVMS应用软件开发难度大应用软件开发难度大––应用软件结构陈旧应用软件结构陈旧––抗病毒能力强抗病毒能力强Page:14NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnologyology2011-11-11板形设定控制模型板形设定控制模型L2系统配置由于由于L2L2控制系统是一个非常复杂的软件系统，它需要由不同控制系统是一个非常复杂的软件系统，它需要由不同层次、不同功能的多个任务进程协同实现。一般分为三部分：层次、不同功能的多个任务进程协同实现。一般分为三部分：––操作系统、数据库及其他系统软件（防火墙、办公软件等）操作系统、数据库及其他系统软件（防火墙、办公软件等）––中间件中间件»»屏蔽硬件平台和操作系统的差异性以及底层操作系统的复杂性。屏蔽硬件平台和操作系统的差异性以及底层操作系统的复杂性。»»将过程控制系统中与那些特定项目无关的共性功能的成熟程序分离并固将过程控制系统中与那些特定项目无关的共性功能的成熟程序分离并固定下来，缩短项目的开发和调试时间，并提高了系统的稳定性。定下来，缩短项目的开发和调试时间，并提高了系统的稳定性。»»增加了系统的扩展能力，由于中间件一般可通过配置来适应不同项目的增加了系统的扩展能力，由于中间件一般可通过配置来适应不同项目的需求，当需要修改或扩展功能时非常方便。需求，当需要修改或扩展功能时非常方便。––应用程序应用程序Page:15NationalEngineeringResearchCenterforAdvancedRollingTechnNationalEngineeringResearchCenterforAdvance