3 500 mm炉卷热矫直机板坯跟踪的实现与应用

2021-09-28姜巍

山西冶金 2021年4期

姜巍

（山信软件日照分公司，山东日照 276800）

在日照精品基地3 500 mm炉卷生产线上，轧件跟踪起着十分关键的作用。炉卷生产线板坯跟踪系统利用数学模型进行轧制规程计算以及全自动轧钢的过程控制，对从加热炉到码垛机全线进行实时跟踪，以便协调各个工序的生产节奏，保证生产高效进行。本文主要研究炉卷生产线热矫直机区域的板坯跟踪，热矫直机区域在ACC超快冷区域之后冷床区域之前，其中包括矫直机入口、出口辊道和矫直机设备本体三个区域。矫直机的跟踪是由辊道速度来计算板坯位置，并由辊道旁安装的热金属检测器来修正计算。

1 板坯跟踪系统的位置修正

板坯跟踪的位置修正需要使用热检（HMD），通过热检（HMD）对钢板的头部、尾部位置进行检测以实现相应的位置修正。钢板跟踪系统的检测元件分布如图1所示。

图1 钢板跟踪系统的检测元件分布

1.1 热金属检测器

热矫直机区域的热检HMD用于检测钢板的位置情况，然后将其通讯给热矫PLC。热检位于热矫直机的入口和出口，它们用于检测：

1）当钢板处在矫直区域，信号上升沿到来且理论头部位置在窗口之内时，修正头部位置跟踪。

2）当钢板处在矫直区域，信号下降沿到来且理论尾部位置在窗口之内时，修正尾部位置跟踪。

1.2 高温计

热矫直机区域安装有两个高温计。1号高温计位于矫直机输入辊道入口后约3 m处，当钢板头部离开ACC区域时，轧机区域跟踪系统发送信号到矫直机跟踪系统，当钢板到达1号高温计处开始减速等待，直到辊道控制权交给矫直机区域，此时矫直机二级系统模型会根据1号高温计测量的钢板温度进行预计算。2号高温计位于热矫直前约3 m处，当钢板运行到此处时二级模型会根据检测到的钢板温度数据进行计算设定修正。

2 辊道的跟踪控制

热矫直机前后辊道速度由西马克MTR与热矫直机PLC共同控制，在热矫直机区域没有钢板时，辊道速度由西马克MTR控制，当钢板进入热矫直机区域时，辊道速度由热矫直机PLC控制。

2.1 主线跟踪控制系统西马克MTR和热矫直机PLC的通信

热矫PLC和西马克MTR使用Profibus的通信方式，分别控制热矫直机主传动和出入口辊道，见图2。

图2 西马克MTR与热矫直机PLC的通信

2.2 辊道控制权的分配

正常情况下使用自动模式，此时热矫直机PLC没有权限控制热矫直机的入口和出口辊道，这些辊道是由西马克MTR控制的，当热矫直机需要控制这些辊道时，热矫直机PLC需要向西马克MTR申请辊道控制权。

在钢板运送到热矫入口辊道第二组之前，或高温计检测到钢板头部之前，辊道设定速度由西马克MTR计算和下发。钢板进入矫直机入口辊道第二组后，控制权应提供给热矫直机PLC，操作人员按下权限请求的按钮后，热矫直机根据二级设定控制辊道和主传动速度。

在钢板完成矫直之后，入出口辊道将与矫直主传动速度同步。当操作人员确认完成对钢板矫直后将钢板抛出，控制权交还给西马克MTR。

3 跟踪基本原理及实现

热矫跟踪系统负责对矫直过程中钢板头尾位置进行跟踪计算，当有板坯处于热矫直区域时，由热矫直机PLC控制输入辊道和输出辊道，其余时间由西马克MTR控制输入辊道和输出辊道。

热矫跟踪系统主要跟踪热矫输入辊道、热矫本体、热矫输出辊道三个区域。当板材头部到达ACC出口的热检时，跟踪开始，此时西马克MTR将板坯头尾位置发送给热矫PLC，并一直持续到钢板尾部离开辊道出口，热矫将跟踪分为预穿带、穿带、矫直和抛钢四个阶段。如图3、图4所示，整个跟踪过程是通过辊道实际速度的积分来计算头尾位置，热检上升沿下降沿信号来修正头尾位置。