·264 北京科技大学学报 2003年第3期 2.2L2级子系统 L0设备级和人机接口MMI的一个承上启下的枢 L2级子系统主要完成冷连轧生产过程最佳 纽部分，同时还承担着厚度、速度等控制任务.它 化控制.包括物料跟踪、轧制规范、设定计算、自 的主要功能就是接受过程最佳化计算机轧制程 适应和自学习以及数据记录与报表功能. 序计算的设定值及有关的参数和外部控制信息， 物料跟踪功能主要是启动及协调各功能程 组织与协调冷连轧机自动化运行.L1级子系统功 序的运行，它需要知道每一个钢卷在轧机内所处 能主要包括带钢映像、调节切换、带钢厚度自动 的具体位置，为此需在轧机区设置一批跟踪点以 调节、压下控制、运行控制、主令速度预给定、焊 及开辟一批数据区，跟踪点的设置及数量与功能 缝跟踪、带钢活套监控、自动制动、设定值和测量 的启动时序有关.表1列出了2030冷连轧机物料 值处理等.L1级仿真系统总体功能结构如图5 跟踪点的位置 所示 表1物料跟踪点位置 L2级仿真系统 Table 1 Material trace position 编号 跟踪点位置 编号 跟踪点位置 L1级仿真系统 1 钢卷确认位置 13第五机架 设定值和测量值处理系统 带钢跟踪系统 2 焊机人口位置 14卷取机1 3 焊机出口位置 15卷取机2 49 活套内6个位置 16钢卷小车1 厚度控制系统 速度控制系统 10 活套出口位置 17钢卷小车2 11 轧机入口位置 18~22运输链上5个位置 12 第一机架 23钢卷检查站 轧制规范可以对五机架冷连轧机生产各种 图51级仿真系统功能结构 规格、各种材料的钢卷的合理生产方案作出抉 Fig.5 Construct of L1 system functions 择，用于收集、检验和匹配所有在这套轧机上轧 在对原控制系统进行深人分析消化的基础 制带钢的设定值计算用到的全部数据，包括钢卷 上，对L1级仿真系统采用以功能为主线进行设 数据、轧辊数据、变形抗力数据、数学模型自适应 计，把L1级分为四大功能块：设定值和测量值处 系数、机械和电气设备数据等. 理系统、带钢跟踪系统、厚度控制系统和速度控 设定计算就是利用数学模型计算各机架压 制系统. 下位置、相对速度、带钢厚度、带钢张力、弯辊力、 (1)带钢跟踪系统包括带钢映像和调节切换， 冷却介质量、材料塑性变形系数、主令速度等 带钢映像准确确定带钢上的特征点到达轧线特 参数. 定位置的时刻，及时发出程序切换信号对轧机进 自适应功能使数学模型与当前轧制的工作 行控制.调节切换通过接收带钢映象信息、设备 点相匹配，在轧制过程中每4s周期地进行自适 信息和人机接口发出的指令信息，准确地掌握轧 应计算.穿带速度运行期数学模型的匹配包括穿 机的运行状态而进行程序的切换控制. 带轧制力、穿带前滑和压下零点校准，稳定速度 (2)厚度控制系统包括厚度调节、位置调节和 运行期数学模型的匹配包括轧制力、转矩和前 压下校正.带钢厚度调节系统是保证冷连轧机生 滑.自学习功能是在数学模型自适应系数基础上 产出高精度、高质量带钢产品的关键程序，由11 计算材料的变形抗力，得到新的变形抗力后重新 个厚控回路构成.位置调节系统负责实现压下位 计算自适应系数， 置调节功能.压下校正功能的作用是在换辊后， 生产记录包括重要的产品质量监督数据和 对液压压下位置传感器进行校准，使厚度、位置 生产操作数据，如钢卷号、材料等级、带钢宽度、 等调节系统能有较高的精度 来料厚度、成品厚度、带钢长度、钢卷质量等.在 (3)速度控制系统包括运行调节、主令速度和 记录的同时，可以通过终端进行过程状态显示. 自动制动.运行调节主要是管理轧机速度状态的 2.3L1级子系统 变更，将轧机转换到所要求的速度状态.主令速 L1级起着重要的作用，它不仅是联系L2级、 度的功能是根据运行控制或其他程序设置的轧一 2 6 4 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 3 年 第 3 期 2. 2 L Z 级 子 系统 L Z 级 子 系 统 主要 完成 冷 连轧 生 产 过 程 最 佳 化控制 . 包括物 料跟 踪 、 轧 制 规 范 、 设定 计算 、 自 适 应 和 自学 习 以 及 数据 记 录与 报 表 功能 . 物 料 跟踪 功 能 主要 是 启 动 及协 调 各 功 能 程 序的运 行 , 它 需要 知 道每 一 个钢 卷在轧 机 内所处 的具体位置 , 为此 需 在轧 机 区 设置一 批 跟踪 点 以 及开辟 一批数据 区 , 跟踪 点 的设置及 数量 与功 能 的启动 时 序有 关 . 表 1 列 出了 2 0 30 冷 连 轧 机物 料 跟踪 点 的位 置 . L O设备级 和人机接 口 M M I 的一 个承上 启下 的枢 纽 部 分 , 同 时还 承担 着厚 度 、 速 度 等控 制任务 . 它 的 主要 功 能 就 是 接 受 过 程 最佳化计算机轧 制程 序 计算 的设定值及 有关的参数和外 部 控制 信息 , 组 织 与协 调冷 连 轧机 自动 化 运行 . LI 级子系统功 能 主要 包 括带 钢 映 像 、 调节 切 换 、 带钢 厚 度 自动 调 节 、 压 下 控制 、 运 行控 制 、 主令速 度 预 给定 、 焊 缝 跟 踪 、 带钢 活套监 控 、 自动制动 、 设定值和测 量 值 处 理 等 . LI 级仿真 系统 总 体功 能 结构 如 图 5 所 示 . 表 1 物 料 跟踪 点位 置 aT b l e 1 M a t e r i a l t r a e e P o s it i o n 跟踪 点位 置 钢 卷 确认位 置 焊 机 人 口 位 置 焊 机 出 口 位 置 活套内 6 个 位 置 活套 出 口 位 置 轧机 人 口 位置 第 一 机架 编 号 跟踪 点 位置 13 第五 机架 14 卷取 机 1 巧 卷取机 2 16 钢卷 小 车 1 17 钢卷 小 车 2 1 8一 2 运 输链 上 5 个位 置 23 钢 卷检 查 站 L Z 级仿真系统 带钢跟踪系统 1 1 日 l" l 厚度控制 系统 速度控制系统 } {} 寺 翩一231 -45 10 l l l 2 轧 制 规 范 可 以 对 五机 架 冷 连轧 机生 产 各 种 规 格 、 各种 材 料的 钢 卷 的合理生 产 方案 作 出抉 择 , 用 于 收集 、 检验 和匹 配 所有 在 这 套轧机 上 轧 制 带钢 的 设定 值计算用 到 的全部 数据 , 包括钢 卷 数据 、 轧辊 数据 、 变形 抗力 数据 、 数学模型 自适 应 系 数 、 机 械 和 电气设备数据 等 . 设定 计算就 是 利 用 数学 模 型计算 各机 架 压 下位置 、 相 对速 度 、 带 钢厚 度 、 带 钢张 力 、 弯辊 力 、 冷却介质量 、 材料 塑性 变 形 系 数 、 主 令 速 度 等 参数 . 自适 应 功 能 使 数学 模型 与 当前 轧 制 的工 作 点相 匹配 , 在轧 制 过 程 中 每 4 5 周期 地 进 行 自适 应计算 . 穿 带 速度运行期 数学 模型 的匹 配包括 穿 带轧 制 力 、 穿带 前滑 和 压下 零点 校 准 , 稳 定 速度 运行期 数 学模 型 的 匹配 包括 轧 制 力 、 转 矩 和前 滑 . 自学 习功 能是 在数学 模型 自适 应 系 数基础上 计算材 料 的 变形 抗 力 , 得 到新 的变 形抗 力 后 重新 计算 自适 应 系数 . 生 产 记 录 包 括 重 要 的 产品 质 量 监 督 数 据 和 生产 操作数据 , 如钢 卷 号 、 材 料 等级 、 带 钢 宽 度 、 来料 厚 度 、 成 品厚度 、 带 钢 长度 、 钢卷 质 量 等 . 在 记 录 的 同时 , 可 以 通 过终 端进行 过程 状态 显示 . .2 3 L l 级 子 系统 lL 级 起着 重要 的作用 , 它 不仅是 联 系 L Z 级 、 图 5 L l 级 仿真 系 统功 能结 构 F ig . 5 C o n s t r u e t o f L l sy s t e m fu n e it o n s 在 对 原 控 制 系 统 进 行 深人 分析 消 化 的基础 上 , 对 lL 级仿真系 统采 用 以 功 能 为 主线 进行设 计 , 把 lL 级 分为 四大 功 能块 : 设定值 和测 量值处 理 系统 、 带钢 跟踪 系统 、 厚 度 控制 系统和 速度 控 制 系统 . ( l) 带钢 跟踪 系 统包括带 钢 映像和 调节 切换 . 带 钢 映像 准 确 确 定 带 钢 上 的 特征 点到 达 轧线 特 定 位 置 的时 刻 , 及 时发 出程 序切换 信号对 轧机 进 行 控 制 . 调 节切 换通 过 接 收 带钢 映象 信息 、 设 备 信息 和人 机接 口 发 出 的指令信息 , 准确地 掌握轧 机 的运行 状 态 而进 行程 序的切 换 控制 . (2) 厚 度控制 系统 包括厚 度 调节 、 位 置 调节 和 压 下校 正 . 带 钢 厚度 调 节 系统 是保证冷 连 轧机 生 产 出高精 度 、 高质 量带 钢产 品 的关键程 序 , 由 n 个 厚控 回路构 成 . 位 置 调节 系统 负责实 现 压下 位 置 调 节功 能 . 压 下校 正 功 能 的作用 是 在换辊 后 , 对 液 压压 下 位 置传 感 器 进行 校 准 , 使厚度 、 位 置 等 调 节 系统 能 有较 高 的精 度 . (3) 速 度控 制 系统 包括运 行 调节 、 主令 速度 和 自动 制动 . 运 行 调节 主要 是 管 理轧 机速 度 状态 的 变 更 , 将 轧机转 换 到所 要 求 的 速度 状 态 . 主令速 度 的功 能是 根 据运 行 控 制 或 其他 程 序设 置 的 轧