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中图分类号：TG333.17 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）26-320-01
1 前言
邯钢西区热轧厂2250轧机自2008年8月投产以来，年产量已经由100万吨提高到500万吨，产品规格多，并且能够轧制X80、X100等高级别管线钢。自动控制系统引进TEMIC公司的VTOOL控制软件及INTOUCH人机操作界面，处于世界领先水平。热轧生产节奏较快且连续生产，现场工艺复杂，全自动生产，因此自动化控制在生产中起着至关重要的作用，而精轧区域的自动化控制又是最复杂、精度要求最高的。這也造成由于精轧自动控制不完善，出现生产事故的几率很大。2010年，由于精轧入口速度控制原因飞剪出现了20次以上的切大头或切大尾事故，辊道速度控制不同步造成跳电8次等问题，同时由于精轧控制复杂、轧机多，是制约提高产量和轧制X80/100等特殊钢种的瓶颈。这严重影响着热轧的正常生产和新品种的开发，因此对精轧入口区域辊道速度的自动控制系统优化升级尤为重要。
2 精轧前入口辊道速度控制的实践与优化
2.1 精轧前入口辊道控制过程
精轧入口辊道连接粗轧机及精轧机，在轧制过程中入口辊道速度要与对应设备匹配，速度控制比较复杂。精轧入口区域速度控制，包括R2同步速度控制、板坯运送速度控制，EH抛钢速度控制，CS区域摆动速度控制，FSB区域摆动速度控制，精轧机同步速度控制。如下图：
板坯在出R2轧机时，辊道速度与R2轧机速度匹配，当板坯到达精轧入口时，如果此时精轧机F4没有抛钢，板坯在入口辊道摆动；如果此时精轧机已经抛钢，PLC控制系统发出1.1m/s的飞剪剪切速度，此时辊道速度与飞剪速度进行同步；剪切完成后到精轧机F1发出咬钢信号，辊道与F1轧机速度进行同步。
2.2 轧制过程中存在的问题及优化方案
由于板坯轧制过程中，速度控制比较复杂，在实际生产中多次出现入口辊道与相应设备速度不匹配，PLC发出速度值变化过大导致辊道电机逆变跳电及辊道速度过快造成飞剪切头过长等问题，严重影响了正常生产及造成成材率过低。
2.2.1 轧机禁止入钢时，延时辊道板坯摆动速度控制优化
2.2.1.1 轧机禁止入钢时，入口辊道速度控制存在问题
在轧钢过程中，当精轧机正在轧制板坯，而下一块板坯到达精轧入口时，系统发出精轧机禁止入钢信号。原功能控制没有考虑辊道在禁止入钢信号消失后的速度参考值的切换。所以当辊道向粗轧方向转动时，如果此时禁止入钢信号消失，辊道速度参考值会瞬间切换成向精轧方向转动，这种瞬间切换给延时辊道传动系统带来了很大的负载冲击，造成传动系统频繁故障报警，同时逆变跳。如果逆变没跳，会导致更严重的后果：辊道速度设定值向前（精轧方向），实际辊道速度反馈向后（粗轧方向），出现了模型计算板坯位置和实际板坯位置脱节的情况，从而使该块板坯作废。
2.2.1.2 轧机禁止入钢时辊道速度控制优化
鉴于上述问题，在充分研究了速度控制程序后，决定采用延长禁止入钢信号的方法来解决问题。即如果板坯正在向粗轧方向摆动，速度参考值为负，那么即使此时禁止入钢信号消失，此时强制继续禁止入钢，直到辊道停下来。
程序中禁止入钢条件是一系列的连锁条件，当条件都满足时，可以过钢；当有条件不满足时，发出禁止入钢信号。在三种情况下系统检查禁止入钢条件是否满足：EE23得电时发出检查脉冲；延时辊道和飞剪前辊道操作模式切换回自动时发出检查脉冲；另外就是禁止入钢条件从不满足到满足时，将会发出自检脉冲。取延时辊道的速度反馈值，然后作了一个比较功能模块，即当辊道速度反馈值不是负值时发出1（V>=0），然后将此点和到禁止入钢信号自锁复位点并联，也就是即使 禁止入钢条件满足，由于辊道速度为负，禁止入钢信号自锁不能解除，将继续保持禁止入钢，直到辊道速度不为负。
2.2.2 除鳞机辊道速度控制优化
2.2.2.1 除鳞机辊道速度存在问题
板坯在精轧机轧制过程中，精轧入口辊道速度同步精轧机速度。当板坯通过后，辊道停止或同步飞剪剪切速度。但当此时R2轧机中也有钢在轧制时，就会出现精轧入口辊道速度同步R2轧机速度，造成除鳞机辊道跳电，此时如果正好赶上下一块板坯的头部到达飞剪处，就会导致飞剪切出2米的大头或者大尾，造成堆钢。并且精轧区域会禁止入钢，如果辊道得不到及时恢复，就会造成推中间坯。在对热轧厂半年数据统计中发现共发生三次类似事故，推出中间坯5块。因此迫切需要解决精轧除鳞机辊道跳电及飞剪切头尾过长难题。
2.2.2.2 除鳞机辊道速度控制优化
通过观察，倒转都发生在坯子尾部，并且倒转后除鳞机辊道就会跳电，造成禁止入钢，一个是解决辊道速度设定值的给定，另一个是飞剪切尾的速度给定。
通过优化程序，在精轧入口辊道速度设定值给出R2同步速度501信号后，并且精轧机处于咬钢状态，精轧入口辊道速度会自动切换到和精轧机速度，当入口辊道的速度设定值给出正确的511或者611后，精轧入口辊道速度值自动切换回来。当然这种情况只发生在精轧入口辊道的速度模式是自动模式下，并且精轧入口区域没有摆动命令发出。在这种情况在精轧入口辊道就会跟随精轧机运行，避免除鳞机辊道跳电引起禁止入钢，同时也给飞剪剪切提供了板坯的速度值，不会因为倒转或者加速造成飞剪切大头。
2.3 速度控制系统优化后效果
（1）对精轧入口辊道速度控制优化后，取得了显著效果。轧机故障率明显下降，见下表：
（2）产品成材率显著提高
飞剪剪切的精度得到大大提高，杜绝了板坯切大头、大尾现象，切头的平均误差由原来的≤80mm降低到≤20mm，切尾误差由≤100mm降低到≤30mm，切损率逐月降低（见下图），目前我厂剪切精度在国内同类型生产线中处于领先水平。
3 结语
热轧厂自动控制系统在轧制过程中进行了大量的控制优化后，故障率明显下降，成材率取得了显著提高，对原程序设计存在的缺陷进行优化使控制过程更加满足了生产需要。
1 前言
邯钢西区热轧厂2250轧机自2008年8月投产以来，年产量已经由100万吨提高到500万吨，产品规格多，并且能够轧制X80、X100等高级别管线钢。自动控制系统引进TEMIC公司的VTOOL控制软件及INTOUCH人机操作界面，处于世界领先水平。热轧生产节奏较快且连续生产，现场工艺复杂，全自动生产，因此自动化控制在生产中起着至关重要的作用，而精轧区域的自动化控制又是最复杂、精度要求最高的。這也造成由于精轧自动控制不完善，出现生产事故的几率很大。2010年，由于精轧入口速度控制原因飞剪出现了20次以上的切大头或切大尾事故，辊道速度控制不同步造成跳电8次等问题，同时由于精轧控制复杂、轧机多，是制约提高产量和轧制X80/100等特殊钢种的瓶颈。这严重影响着热轧的正常生产和新品种的开发，因此对精轧入口区域辊道速度的自动控制系统优化升级尤为重要。
2 精轧前入口辊道速度控制的实践与优化
2.1 精轧前入口辊道控制过程
精轧入口辊道连接粗轧机及精轧机，在轧制过程中入口辊道速度要与对应设备匹配，速度控制比较复杂。精轧入口区域速度控制，包括R2同步速度控制、板坯运送速度控制，EH抛钢速度控制，CS区域摆动速度控制，FSB区域摆动速度控制，精轧机同步速度控制。如下图：
板坯在出R2轧机时，辊道速度与R2轧机速度匹配，当板坯到达精轧入口时，如果此时精轧机F4没有抛钢，板坯在入口辊道摆动；如果此时精轧机已经抛钢，PLC控制系统发出1.1m/s的飞剪剪切速度，此时辊道速度与飞剪速度进行同步；剪切完成后到精轧机F1发出咬钢信号，辊道与F1轧机速度进行同步。
2.2 轧制过程中存在的问题及优化方案
由于板坯轧制过程中，速度控制比较复杂，在实际生产中多次出现入口辊道与相应设备速度不匹配，PLC发出速度值变化过大导致辊道电机逆变跳电及辊道速度过快造成飞剪切头过长等问题，严重影响了正常生产及造成成材率过低。
2.2.1 轧机禁止入钢时，延时辊道板坯摆动速度控制优化
2.2.1.1 轧机禁止入钢时，入口辊道速度控制存在问题
在轧钢过程中，当精轧机正在轧制板坯，而下一块板坯到达精轧入口时，系统发出精轧机禁止入钢信号。原功能控制没有考虑辊道在禁止入钢信号消失后的速度参考值的切换。所以当辊道向粗轧方向转动时，如果此时禁止入钢信号消失，辊道速度参考值会瞬间切换成向精轧方向转动，这种瞬间切换给延时辊道传动系统带来了很大的负载冲击，造成传动系统频繁故障报警，同时逆变跳。如果逆变没跳，会导致更严重的后果：辊道速度设定值向前（精轧方向），实际辊道速度反馈向后（粗轧方向），出现了模型计算板坯位置和实际板坯位置脱节的情况，从而使该块板坯作废。
2.2.1.2 轧机禁止入钢时辊道速度控制优化
鉴于上述问题，在充分研究了速度控制程序后，决定采用延长禁止入钢信号的方法来解决问题。即如果板坯正在向粗轧方向摆动，速度参考值为负，那么即使此时禁止入钢信号消失，此时强制继续禁止入钢，直到辊道停下来。
程序中禁止入钢条件是一系列的连锁条件，当条件都满足时，可以过钢；当有条件不满足时，发出禁止入钢信号。在三种情况下系统检查禁止入钢条件是否满足：EE23得电时发出检查脉冲；延时辊道和飞剪前辊道操作模式切换回自动时发出检查脉冲；另外就是禁止入钢条件从不满足到满足时，将会发出自检脉冲。取延时辊道的速度反馈值，然后作了一个比较功能模块，即当辊道速度反馈值不是负值时发出1（V>=0），然后将此点和到禁止入钢信号自锁复位点并联，也就是即使 禁止入钢条件满足，由于辊道速度为负，禁止入钢信号自锁不能解除，将继续保持禁止入钢，直到辊道速度不为负。
2.2.2 除鳞机辊道速度控制优化
2.2.2.1 除鳞机辊道速度存在问题
板坯在精轧机轧制过程中，精轧入口辊道速度同步精轧机速度。当板坯通过后，辊道停止或同步飞剪剪切速度。但当此时R2轧机中也有钢在轧制时，就会出现精轧入口辊道速度同步R2轧机速度，造成除鳞机辊道跳电，此时如果正好赶上下一块板坯的头部到达飞剪处，就会导致飞剪切出2米的大头或者大尾，造成堆钢。并且精轧区域会禁止入钢，如果辊道得不到及时恢复，就会造成推中间坯。在对热轧厂半年数据统计中发现共发生三次类似事故，推出中间坯5块。因此迫切需要解决精轧除鳞机辊道跳电及飞剪切头尾过长难题。
2.2.2.2 除鳞机辊道速度控制优化
通过观察，倒转都发生在坯子尾部，并且倒转后除鳞机辊道就会跳电，造成禁止入钢，一个是解决辊道速度设定值的给定，另一个是飞剪切尾的速度给定。
通过优化程序，在精轧入口辊道速度设定值给出R2同步速度501信号后，并且精轧机处于咬钢状态，精轧入口辊道速度会自动切换到和精轧机速度，当入口辊道的速度设定值给出正确的511或者611后，精轧入口辊道速度值自动切换回来。当然这种情况只发生在精轧入口辊道的速度模式是自动模式下，并且精轧入口区域没有摆动命令发出。在这种情况在精轧入口辊道就会跟随精轧机运行，避免除鳞机辊道跳电引起禁止入钢，同时也给飞剪剪切提供了板坯的速度值，不会因为倒转或者加速造成飞剪切大头。
2.3 速度控制系统优化后效果
（1）对精轧入口辊道速度控制优化后，取得了显著效果。轧机故障率明显下降，见下表：
（2）产品成材率显著提高
飞剪剪切的精度得到大大提高，杜绝了板坯切大头、大尾现象，切头的平均误差由原来的≤80mm降低到≤20mm，切尾误差由≤100mm降低到≤30mm，切损率逐月降低（见下图），目前我厂剪切精度在国内同类型生产线中处于领先水平。
3 结语
热轧厂自动控制系统在轧制过程中进行了大量的控制优化后，故障率明显下降，成材率取得了显著提高，对原程序设计存在的缺陷进行优化使控制过程更加满足了生产需要。