D0I:10.13374/1.issnl00103.2007.s2.1B 第29卷增刊2 北京科技大学学报 Vol.29 Suppl.2 2007年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2007 日照1580mm热连轧带钢计算机控制系统 郭强王京王纯宗胜悦申屠南凯项晓菲 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心，北京100083 摘要介绍了日照钢铁公司1580m热连轧生产线三电计算机控制系统的组成和投入运行后的数据.该系统实现了粗轧 立辊液压AWC和SSC控制，粗轧机和精轧机液压AGC控制，最新的无芯热卷箱卷取和主动移送控制，精轧液压活套控制、自 动板形闭环控制、高密度CTC控制、卷取机助卷辊AC控制等许多先进的控制技术，使得产品质量和精度大大提高：同时该 系统还提供L2.5级功能，具有对板坯库和成品库及磨辊间管理能力，从而有效地保证了生产组织和工厂管理的顺行化和信 息化· 关键词热连轧：计算机控制：过程控制：基础自动化；板形控制 分类号TP27:TG334.9 日照钢铁公司是新组建的大型钢铁公司，于 最，并且由于液压装置的大量采用以及多个控制功 2006年12月投产的1580mm热连轧生产线是一条 能集中于一个机组而造成的功能间强耦合，使系统 从机械设备、液压系统、电控系统全部国产化的带钢 设计时必须面对两个“高速”要求，即要求“高速控 热连轧工程，主要技术有： 制和“高速通讯”.日钢1580mm热连轧计算机系 (1)实现多级计算机控制：电气传动级(L0级)、 统的网络结构如图1所示，可以看出控制系统按照 基础自动化级(L1级)、过程控制级(L2级)和生产 工艺分成粗轧区、精轧区和卷取区三个相对独立的 管理级(L2.5级) 控制区域，区域内部采用多控制器和多CPU完成设 (2)粗轧立辊采用液压AWC十SSC控制技术； 备的位置、压力控制，控制器之间通过高速网络通 粗轧平辊采用电动十液压压下AGC技术， 讯，区域之间通过以太网完成数据交换，可以满足热 (3)采用无芯热卷箱技术，降低带钢头尾温度 连轧过程对系统的要求，多种网络协议按区域、按 差，降低能耗，缩短作业线长度，降低建设投资 系统统一规划，并经过精心设计，使得数据快慢分 (4)精轧机采用全液压压下和液压AGC控制技 流山，针对不同的通信任务合理分配通信资源，可 术，精轧机间使用低惯量液压活套，精轧机具有弯 以大大提高系统通信效率，并能够有效降低通信系 辊、窜辊功能，可实现板型调节和自由规程轧制 统的配置成本.L2级与L1级之间、L2、L1级系统 (SFR). 内部、HMI系统采用高速光纤以太网通信 (5)卷取机助卷辊采用踏步控制(AC),卷筒无 SIMATIC TDC控制器之间通过GDM全局数据内 级胀缩，避免带钢头部压痕，提高带钢卷取质量， 存网[]实现超高速通信和数据共享，L1级与远程 日钢1580mm项目的三电控制系统，从L0级 I/O和数字传动装置之间通过ProfiBus--DP[3]进行 到L2.5级，全部由高效轧制国家工程研究中心自 通讯，系统具有很强的诊断能力、报警能力和故障 行设计、集成、开发并完成现场调试，在系统设计之 分析能力，提供远程编程和监控功能 初充分考虑了热连轧生产工艺特点以及计算机控制 生产管理级(L2.5级)负责该生产线自连铸坯 系统硬件软件发展趋势，保证了整个控制系统的先 入库至成品出厂的整体产线的生产组织与调度管 进、可靠、简洁和合理 理，实现生产过程物流、信息流同步运行控制，并预 1 系统结构和主要特点 留与企业ERP系统的接口，支持企业“以销定产、以 产促销”的生产组织模式，采用CS结构，通用客户 众所周知，带钢热连轧计算机控制系统不仅在 端应用必须通过应用服务器才能访问，实现数据与 系统规模上及控制功能复杂性上均为治金自动化之 操作的隔离，提高了数据的安全性、可靠性，当应用 收稿日期：2007-09-18 服务器升级后，客户端应用将自动升级为最新应用， 作者简介：郭强(1972一)男，副研究员，硕士 简化了安装、配置、升级维护操作.L2.5级实现了日照1580mm 热连轧带钢计算机控制系统 郭 强 王 京 王 纯 宗胜悦 申屠南凯 项晓菲 北京科技大学高效轧制国家工程研究中心‚北京100083 摘 要 介绍了日照钢铁公司1580mm 热连轧生产线三电计算机控制系统的组成和投入运行后的数据．该系统实现了粗轧 立辊液压 AWC 和 SSC 控制‚粗轧机和精轧机液压 AGC 控制‚最新的无芯热卷箱卷取和主动移送控制‚精轧液压活套控制、自 动板形闭环控制、高密度 CTC 控制、卷取机助卷辊 AJC 控制等许多先进的控制技术‚使得产品质量和精度大大提高．同时该 系统还提供 L2∙5级功能‚具有对板坯库和成品库及磨辊间管理能力‚从而有效地保证了生产组织和工厂管理的顺行化和信 息化． 关键词 热连轧；计算机控制；过程控制；基础自动化；板形控制 分类号 TP27；TG334∙9 收稿日期：2007-09-18 作者简介：郭 强（1972—）‚男‚副研究员‚硕士 日照钢铁公司是新组建的大型钢铁公司‚于 2006年12月投产的1580mm 热连轧生产线是一条 从机械设备、液压系统、电控系统全部国产化的带钢 热连轧工程‚主要技术有： （1）实现多级计算机控制：电气传动级（L0级）、 基础自动化级（L1级）、过程控制级（L2级）和生产 管理级（L2∙5级）． （2）粗轧立辊采用液压 AWC＋SSC 控制技术； 粗轧平辊采用电动＋液压压下 AGC 技术． （3）采用无芯热卷箱技术‚降低带钢头尾温度 差‚降低能耗‚缩短作业线长度‚降低建设投资． （4）精轧机采用全液压压下和液压 AGC 控制技 术‚精轧机间使用低惯量液压活套‚精轧机具有弯 辊、窜辊功能‚可实现板型调节和自由规程轧制 （SFR）． （5）卷取机助卷辊采用踏步控制（AJC）‚卷筒无 级胀缩‚避免带钢头部压痕‚提高带钢卷取质量． 日钢1580mm 项目的三电控制系统‚从 L0级 到 L2∙5级‚全部由高效轧制国家工程研究中心自 行设计、集成、开发并完成现场调试．在系统设计之 初充分考虑了热连轧生产工艺特点以及计算机控制 系统硬件软件发展趋势‚保证了整个控制系统的先 进、可靠、简洁和合理． 1 系统结构和主要特点 众所周知‚带钢热连轧计算机控制系统不仅在 系统规模上及控制功能复杂性上均为冶金自动化之 最‚并且由于液压装置的大量采用以及多个控制功 能集中于一个机组而造成的功能间强耦合‚使系统 设计时必须面对两个“高速”要求‚即要求“高速控 制”和“高速通讯”．日钢1580mm 热连轧计算机系 统的网络结构如图1所示‚可以看出控制系统按照 工艺分成粗轧区、精轧区和卷取区三个相对独立的 控制区域‚区域内部采用多控制器和多 CPU 完成设 备的位置、压力控制‚控制器之间通过高速网络通 讯‚区域之间通过以太网完成数据交换‚可以满足热 连轧过程对系统的要求．多种网络协议按区域、按 系统统一规划‚并经过精心设计‚使得数据快慢分 流［1］‚针对不同的通信任务合理分配通信资源‚可 以大大提高系统通信效率‚并能够有效降低通信系 统的配置成本．L2级与 L1级之间、L2、L1级系统 内部、HMI 系 统 采 用 高 速 光 纤 以 太 网 通 信． SIMATIC TDC 控制器之间通过 GDM 全局数据内 存网［2］实现超高速通信和数据共享．L1级与远程 I／O 和数字传动装置之间通过 ProfiBus—DP ［3］进行 通讯．系统具有很强的诊断能力、报警能力和故障 分析能力‚提供远程编程和监控功能． 生产管理级（L2∙5级）负责该生产线自连铸坯 入库至成品出厂的整体产线的生产组织与调度管 理‚实现生产过程物流、信息流同步运行控制‚并预 留与企业 ERP 系统的接口‚支持企业“以销定产、以 产促销”的生产组织模式．采用 C／S 结构‚通用客户 端应用必须通过应用服务器才能访问‚实现数据与 操作的隔离‚提高了数据的安全性、可靠性．当应用 服务器升级后‚客户端应用将自动升级为最新应用‚ 简化了安装、配置、升级维护操作．L2∙5级实现了 第29卷 增刊2 2007年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29Suppl．2 Dec．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．s2．103