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热连轧计算机监控软件开发

1绪论

当今对连轧机的研究与改进从未停止过，它是轧钢生产过程中及其

重要不可缺少的设备，并且轧机向着更精确、更快速的方向发展。对轧钢

机进行控制与监测是复杂又必要的，这样可以使轧机更安全、更准确、更

方便的进行生产，提高轧钢的速度与成品的质量。连轧机是个复杂的控制

系统，它可分为主传动系统、液压压下系统、板形控制系统、传送速度控

制系统、钢板厚度控制系统等。钢板厚度的控制主要在轧机轧制过程中完

成，是轧制过程中的重要控制过程。在轧机的组成中电气主传动系统是轧

机工作的关键，是控制要求很高的系统设备。大型的轧钢机设备，它的主

传动系统具有很高的要求，其中电气部分传动系统的要求规定其应该具有

很高的过载能力和相当高的动态响应。然而轧钢机的电气传动这一领域长

期以来都是使用直流电动机作为动力拖动，可是直流电动机工作中也还毕

竟存在换向的问题，这就使其要在降低转动惯量、提高过载能力、简化维

护等方面想要有所改善是困难的，由于这些限制所致，使得轧钢机向大型

化、高速化方面的发展受到了制约。这样就产生了交流变频调速技术，这

种技术不仅具有直流传动同样优越的调速性能，还有重量轻，体积小，动

态响应好，转动惯量小，节约能源，维护简单等许多比直流传动更优异的

特点。该项技术的出现受到了国内外钢铁工业和电气传动学术界的极大关

注。在现代的工业制造中，自动化技术已成为工业发展的支柱，起着重要

的作用，可以节省人力，提高速度，改善工作环境，钢板质量有了更好的

保证，才可以生产出更优质的产品。轧钢生产过程引入自动化技术能使得

生产效率、企业效益、节能降耗等方面有了巨大的改善和提高，所以连轧

机的自动化改造是十分必要而迫切的。用自动化技术与连轧机控制结合

利用TDC可编程控制器进行控制、通信，并应用组态监控软件对连轧机

的工作状态进行监视，查看其工作运行的状态从而进行更好的控制，达到

高精度的、快速的控制，保证产品的质量与生产效率，创造尽可能大的价

值。

在全球范围内钢铁已经被广泛的应用，并成为主要的生产原材料。

钢材的生产约90%的都是用轧制方法制造的，这种轧制的生产方法具有生

产品种多、效率高、生产过程连续性强、易于实现自动化和机械化等优

点。当今，我国的轧制技术和轧钢机械在不断创新中逐步的应用与发展

并且引进了世界上先进轧钢机械和轧制技术。在钢材市场中，钢板的生产

与应用占得比重最大，从1981年我国在日本引进1700mm热连轧机的全

套设备开始，随后迅速崛起了一大批拥有先进生产工艺的热连轧板带厂。

我国在1965年末制成300mm五机架试验性窄钢板冷连轧机80年代又

引进了原西德生产的1700mm五机架带钢冷连轧机成套机组90年代后

又先后投入了六辊HC轧机、CVC轧机用作生产，截止到2007年，我国

的热轧宽板带材年生产能力将达到5500万吨。热连轧机的发展主要包括

以下几方面：首先采用加速轧制，提高钢材产量，钢板热连轧机组的出口

速度已经从20世纪50年代的10m/s～12m/s提高到现在的35m/s，并向

着更高的速度发展；其次采用计算机控制，提高了自动化水平；还有产品

规格的增加，提高精度等方面。当今的钢板热连轧机正在向着大型化、高

精度、高速化和自动化方向发展[3]。首先了解被控制的对象即连轧机

了解它的固有特点、工作参数、工作原理、控制要求、工艺流程以及特殊

的要求等。对连轧机整体的研究又可分为几个不同的对象控制系统，如主

传动控制系统、液压压下控制系统等。对这些要进行控制的对象进行深入

的研究，以便了解它们的工艺要求、工作流程、控制的方法及算法和控制

的精度要求，然后找到解决的方案。具体方案的实现为选用TDC进行组

网，分布式控制接口分别采集连轧机、电机、变频器等工作器件的各方面

测量值，然后经工业控制网络与TDC进行通信，根据控制要求、工艺要

求等实施各种运算、信息的处理，并将处理的结果再通过网络通信传达给

执行机构，实现自动化的控制。与此同时TDC与工控机或人机界面通信

进行设备工作中的状态监视，以及必要的控制。

3轧机板厚控制系统的网络控制整体设

计18

3.1轧制计算机控制系统的基本结构

18

3.2板厚计算机控制系统的网络结构设

计20

4轧机厚度自动控制系统硬件设计

22

4.1控制器的选取与概

况22

4.2TDC