摘 要

热连轧生产过程中，张力的控制对于成品的质量好坏非常重要。由于工艺制作流程本身非常复杂，在生产的过程中难免有各种各样的因素以及工艺参数会对机架之间的张力产生影响，随后受到影响的张力反过来作用于工艺生产，又会导致工艺参数受到影响，在来回反复的互相影响中产生越来越大的误差，导致不理想的生产成果。同时，在热连轧生产过程中，带钢纵向宽度受到最大的限制约束条件便是张力大小的控制，恒定的张力大小才能够使工艺流程下的带钢保持标准的工艺参数，从而达到要求的生产标准，由此可见，能够影响到带钢宽度的主要指标，张力控制的好坏非常重要。

通过对大量张力控制文献的阅读和参考，利用活套来控制生产过程中的张力大小，从而设计活套控制系统在热连轧过程中实现张力控制。

其中张力控制，尤其是小张力的控制，因为小张力占据生产过程中绝大部分的分量，称为热连轧计算机控制系统的重要组成部分,其作用是建立张力自动控制系统的数学模型,通过选用不同的物理或实验模型来描述最佳的生产过程,将影响轧制规程的诸因素定量化,从而使得对轧制规程的评估变得更加科学和规范,使轧制过程更加平稳,获得所要求的带钢厚度和温度,提高控制精度和产品质量。

为了提高了生产设备的利用率,同时具有节约投资和运行费用、降低能耗、运行方式最佳、获得优质产品等问题，现代化的热连轧机都配备有全新的过程自动化设备,采用能够经济而有效的解决常规控制方法无法解决的控制任务的过程计算机组成的过程自动化系统。

随着科学技术的发展,工业生产的自动化实现终归是不可阻挡的趋势。由于连续辊轧技术的生产过程是连续高效和可控的,它便于计算机等高新技术的应用,因此在计算机应用方面一直处于整个钢铁工业生产流程的前列，所以在钢铁行业中,连铸连轧是最能体现出自动化水平高低的。这么多年以来以辊轧为特征的连续变形的轧钢技术在不久的将来,仍将是钢铁工业钢材成型的主流技术。

本文设计实现了通过台达PLC控制活套，对生产过程中带钢高度加以控制，通过控制高度从而对带钢两端的张力进行控制，使其在一个小范围内波动，从而实现对宽度的控制，使其产品参数可以达到要求的指标。

关键词：热连轧，张力控制，活套，高度控制，台达PLC。

Abstract

The quality of the tension control for finished product is very important in the continuous production process.Due to the process of the production process itself is very complex, hard to avoid in the process of production in a variety of factors and process parameters affect the tension between frame, then in turn affected tension role in the process, and can lead to process parameters affected, in repeated influence each other back and forth more and big error, cause not the ideal production results.At the same time, in the process of continuous production, strip width of longitudinal is limited by the biggest constraints is the size of the tension control, constant tension size to be able to keep under the process of strip steel standard process parameters, so as to achieve the requirements of the production standard, thus, can affect the main indicators of strip width, the stand or fall of tension control is very important.

Tension control based on a large number of literature reading and reference, the loop is used to control the size of the tension in the process of production, so as to control system design in the process of continuous tension control.

About the tension control, especially the small tension control, because of the small tension occupy most of the component in the process of production, as an important part of computer control system for HSM, its role is to establish the mathematical model of tension automatic control system, by choosing different physical or experimental model to describe the best production process, the factors will affect the rolling schedule of quantitative, so as to make the evaluation of rolling schedule become more scientific and standard, make the rolling process more smoothly, to obtain the required strip thickness and temperature, improve the control precision and the quality of the product.

In order to increase the efficiency of production equipment, at the same time is to save investment and operation cost, best to reduce energy consumption, operation mode, and access to quality products, modern strip machine is equipped with new process automation equipment, adopt to the economic and effective solution to the conventional control method can't solve process automation system composed of process computer control of the task.

With the development of science and technology, industrial production automation implementation is an unstoppable trend after all. Due to the production process of continuous roll technique is efficient and controllable in a row, it is convenient for the application of high and new technology, such as computers, and so on computer application has been at the forefront of the industry production process, so in the steel industry, continuous casting and rolling is the most can reflect the high and low level of automation. Since so many years is characterized by roll continuous deformation of the steel rolling technology in the near future, will still be the mainstream technology of forming technology for steel products and iron and steel industry.

This paper designed and implemented by in PLC control loop, the plate height control in the production process, by controlling the height to control at the ends of the strip steel tension thereby, make its fluctuation in a small scope, so as to realize control of the width, the product parameters can meet the requirements of indicators.

Keywords:hot continuous rolling,tension control,looping,height control,delta PLC.

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2热连轧活套控制系统的研究和发展 1

1.3课题研究的目的及意义 2

1.4本文的主要内容 3

第二章 热连轧活套工艺及其控制基础 4

2.1活套简介 4

2.2活套系统的张力系统 6

2.3活套系统的高度控制 9

第三章 热连轧活套控制系统硬件设计 13

3.1 系统总体设计 13

3.2 活套系统硬件配置 14

3.2.1 活套主干系统硬件配置 14

3.2.2 AH500系列产品介绍 16

3.2.3 AH500程序编辑 17

3.2.4 CPU的选择 17

3.2.5 电源模块的选择 19

3.2.6 输入输出模块 20

3.2.7 活套主干主要电气系统图 20

3.3 网络拓扑及其连接 23

3.3.1 网络拓扑概念介绍 23

3.3.2 网络拓扑的结构分类 25

3.2.3 网络拓扑管理 26

3.2.4 台达设备网络拓扑连接 26

第四章 热连轧活套控制系统软件设计 27

4.1 ISPSoft软件模型 27

4.2 ISPSoft部分界面 28

4.3 部分程序 29

4.3.1启动方式 29

4.3.2力矩及张力控制 30

4.3.3高度控制 32

4.3.4报警 33

4.3.5急停 33

第五章 总结与展望 35

5.1总结 35

5.2 展望 35

致谢 37

第一章 绪论

1.1课题研究背景

热轧带钢应用在军工、机械、制造、化工、汽车，建筑等各种工业部门，是一种，在方方面面。与此同时，还可以作为冷轧带钢的原料，制作焊管，。因此，高效率的热轧钢带的生产，也带来了客观的经济效益，在钢铁企业中热连轧是。

要想实现连轧过程，有一个很重要就是保证每个轧制道次能够拥有相同的进出量。然而在轧制过程中，各种扰动的存在使带钢通过每一个轧机的速度并不能保证是相同的，再这样的情况下，不同的进出速度势必会引起带钢在两个轧机之间的带钢长度有变化，从而引起带钢张力的变化。此时很容易导致整个工艺流程中的带钢尺寸精度不相同，那么产品的质量也就无法到达要求。因此，在现在的热轧过程中，两个轧制机组之间都安装了活套装置，从而缓解各种扰动对生产过程中所带来的影响，活套的使用是能够使热连轧实现的关键。

1.2热连轧活套控制系统的研究和发展

活套张力控制系统是非常复杂的，它不仅是一个双输入双输出的耦合非线性控制系统，除此之外，还和其他各种系统之间存在复杂的相互关系，这样更加使得活套系统的使用和控制变得复杂和多样化。其中大部分工作的重点放在了小张力连轧阶段，因为活套的起落套阶段的控制性能取决于自身性能的优越以及取值设置合理与否，然而小张力连轧阶段却占据了整个系统时间的绝大部分。因此小张力的研究显然是这一过程中最为重要的。

常用的应用控制主要有三种，分别是传统PID控制、解耦控制以及逆线性二次型控制。