基于LabVIEW的轧机厚度控制系统设计与仿真

介绍了轧机厚度控制系统的设计与实现,在LabVIEW平台下实现了基于TCP/IP协议的控制系统网络和控制器的建立.以某铝箔厂1 700 mm轧机为研究背景提取其数学模型,在一台PC上建立该轧机的动态仿真模型(仿真机),代替现场轧机来验证控制系统.实验表明,通过这种仿真机验证的轧机厚度控制系统,如果将输入输出端口接到现场轧机中就可以完成现场任务.     

冷连轧机板形与板厚控制系统的建模与仿真

以某钢厂1 676 mm冷连轧机第4轧机为研究对象,运用机械系统动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS联合,建立了该轧机的刚柔耦合多体系统虚拟样机,并应用ADAMS/Hydraulics将板厚、板形控制系统集成在该样机中,建立了机电液一体化的虚拟轧机.求解了轧机的有载辊缝曲线,仿真曲线与现场实测曲线基本吻合,验证了该建模方法的正确性,并仿真了轧件各个关键区域的厚度变化曲线,得到了轧件的各个板凸度变化曲线.     

关于钢板轧制厚度控制技术的研究

钢板轧制厚度控制技术是钢板轧制过程中最重要、最基础的控制技术.以辽宁汇通企业集团公司1050四辊可逆式轧机改造为研究内容,对轧机的自动厚度控制系统设计理论进行了研究,结合轧机的弹跳方程曲线及钢板变形塑性曲线,分析了各种干扰因素对轧机钢板出口厚度的影响,建立了电液位置控制系统理论模型,研究了位置压下控制中的AGC问题,实现自动位置控制和轧机的顺序控制.通过实测轧制数据可知,轧制钢板实际厚度与钢板设定厚度的最大差值为0.054 mm,中心部位与边缘部位最大厚度差不超过0.039 mm,钢板厚度控制系统控制精度达到控制要求指标.     

压水堆核电站给水泵转速控制系统仿真机的研发

针对核电站仪控调试的成本高和控制参数调试验证工作的不便问题,开发了集成的核电站给水泵控制系统仿真机。介绍了压水堆核电站给水泵转速仿真机的结构、设计方案、主要技术实现和现场应用。利用Lab VIEW程序开发了热工水力模型,采用西门子的PLC实现了仿真机与核电厂DCS、仿真机与给水泵控制箱的连接,利用Win CC-flexible工业组态软件编辑了友好的人机界面,设置了实时数据库存储运行数据,借助OPC通讯协议完成了系统内部的实时通讯,由多个技术部件一起构成了压水堆核电站转速控制仿真平台。进行了启停泵试验、阶跃升转速和手动操作试验。测试结果表明,该平台能够较好地模拟系统瞬态工况和稳态工况,可用于相关技术培训和核电站仪表控制系统的参数优化。     

大型带钢轧机动态特性分析与动力学修改

为避免轧机运行中出现不稳定振动,提出轧机故障诊断与设计缺陷分析的综合方法。首先,在现场运行状态下采集控制系统参数与轧机结构振动等数据;然后,采用支持向量回归技术进行控制系统辨识,根据得到的辨识模型诊断控制系统的稳定性,提出了环节动力学分析的概念与方法,建立控制系统与机械结构的混合数学模型,实现不同损伤状态下的仿真与运行稳定性预测;最后,通过结构动力学修改或再设计,消除由于结构损伤或设计不当导致的轧机自激振动。     

西门子PLC和Profibus-DP总线技术在粗轧机系统中的应用

介绍了一种基于Profibus-DP总线控制技术在粗轧机控制系统的应用,结合实际工程,介绍了基于西门子PLC和Profibus现场总线的某厂粗轧机控制系统软、硬件组态的实现以及WinCC监控系统。     

2030冷连轧机速度控制系统的建模及电动机负载转矩的计算

在充分熟悉2030冷连轧机直流电动机速度控制系统的基础上,将双电枢电动机速度控制系统的建模和仿真等效简化为单电枢电动机的建模和仿真,建立了2030冷连轧机含弱磁调速和速度自适应环节的直流电动机速度控制系统的机理模型,并给出了冷连轧机速度控制系统电动机负载转矩的在线计算公式。结合现场数据的仿真和实测结果表明,所建立的速度控制系统模型是正确的,电动机负载转矩的在线计算公式是可行的。     

冷轧机厚度的模糊免疫PID控制

厚度精度是衡量板带材轧机生产质量的一个重要标志。而高精度的板带材出口厚度需要通过厚度自动控制系统实现。为了提高成品板带材厚度精度,将模糊控制、生物免疫系统的反馈机理和传统PID控制相结合,构造了带钢厚度控制系统的模糊免疫PID控制器,利用免疫算法和模糊逻辑在线调整PID参数。仿真结果表明,基于模糊免疫PID控制器的轧机厚度控制系统在响应速度、超调量、稳定性和鲁棒性等方面均优于基于常规PID控制器的厚度控制系统,能够显著提高出口厚度精度。     

轧机液压厚度控制系统的动态特性分析

轧机液压厚度控制系统采用位置闭环及压力闭环控制。文章分析了系统各个环节对系统动态性能的影响 ,并建立了板带轧机的AGC控制模型。研究结果与实际是完全相符的     

二十辊冷轧机液压压下系统的动态性能分析

通过建立数学模型,对精密带材轧机液压压下控制系统的动态性能进行分析、计算及实验,结果表明:能够满足轧机对厚度控制要求,保证了轧制通常公差不超过±0.002 5 mm.     

宽带钢冷连轧机综合耦合模型的建立与分析

宽带钢冷连轧过程中,板形、板厚和张力控制之间存在着很强的耦合关系,相互影响对方的调节功效。为了进一步提高控制精度,进行解耦设计实现解耦控制是十分有效的手段,而其前提和基础就是冷连轧机综合耦合模型的建立和分析。首先,运用轧制理论对轧制过程中板形、板厚和张力控制的各种影响因素进行了系统的分析,然后考虑执行内环的动态特性建立冷连轧机综合耦合模型,以定量地描述轧制过程中辊缝、弯辊力、本架轧辊速度、前架轧辊速度和出口厚度、出口凸度、出入口张力之间的耦合影响关系。最后,基于Matlab/Simulink工具,采用此耦合模型对某冷连轧机末机架的耦合特性进行仿真分析,指出对其进行解耦控制的必要性。     

基于交流传动的轧机机电耦合系统振动特性分析

建立恰当的轧机系统模型,对其动态特性进行正确完备的描述是进行轧机系统设计、控制、状态监测和故障诊断的关键。随着交流调速技术的发展,交流电机已广泛用于轧机传动系统中。通过考虑驱动电机的影响,建立异步电机一轧机主传动系统的机电耦合模型,并利用该模型对轧机系统由串联补偿电容、摩擦、间隙和负载扰动等因素引起的机电耦合动态过程进行数值研究？研究结果表明,建立的机电耦合模型可以方便地分析轧机系统机电耦合动力学规律,为进一步控制轧机振动特性奠定基础。     

Coupled dynamic modeling of rolls model and metal model for four high mill based on strip crown control

The crown is a key quality index of strip and plate,the rolling mill system is a complex nonlinear system,the strip qualities are directly affected by the dynamic characteristics of the rolling mil.At present,the studies about the dynamic modeling of the rolling mill system mainly focus on the dynamic simulation for the strip thickness control system,the dynamic characteristics of the strip along the width direction and that of the rolls along axial direction are not considered.In order to study the dynamic changes of strip crown in the rolling process,the dynamic simulation model based on strip crown control is established.The work roll and backup roll are considered as elastic continuous bodies and the work roll and backup roll are joined by a Winkler elastic layer.The rolls are considered as double freely supported beams.The change rate of roll gap is taken into consideration in the metal deformation,based on the principle of dynamic conservation of material flow,the two dimensional dynamic model of metal is established.The model of metal deformation provides exciting force for the rolls dynamic model,and the rolls dynamic model and metal deformation model couple together.Then,based on the two models,the dynamic model of rolling mill system based on strip crown control is established.The Newmark-β method is used to solve the problem,and the dynamic changes of these parameters are obtained as follows:(1) The bending of work roll and backup roll changes with time;(2) The strip crown changes with time;(3) The distribution of rolling force changes with time.Take some cold tandem rolling mill as subject investigated,simulation results and the comparisons with experimental results show that the dynamic model built is rational and correct.The proposed research provides effective theory for optimization of device and technological parameters and development of new technology,plays an important role to improve the strip control precision and strip shape quality.     

轧机主传动位移延时反馈系统的Hopf分岔研究

在考虑轧机前后张力差造成的阻力矩基础上,针对传统轧机主传动系统模型忽略位移延时的缺点,建立了轧机主传动位移延时反馈系统的数学模型。分析了系统的局部稳定性和Hopf分岔的存在性,从理论上得到了延时临界值,并通过实验仿真得出的时间历程图、相图以及分岔图验证了当延时等于临界值时,轧机主传动位移延时反馈系统确实产生了Hopf分岔,从而得出了从生产工艺的角度加大轧制速度可以避免延时产生的不良影响,为进一步研究、控制轧机主传动系统提供了新思路。     

现场总线技术与轧制过程自动化

现场总线是自动化技术、计算机技术及智能仪表技术发展的必然产物,轧制技术、控制理论及现场总线技术的发展又促进了现代轨制过程自动化的发展,通过回顾现场总线技术的发展,分析现场总线技术的特点,以冷连轧机为例,结合轧制生产的现实,给出了基于现场总线的智能轧机分布式控制结构,以达到系统扩展性,可维护性和可操作性的要求,同时给出了智能轧机分布式控制结构的原型,进而展望流控系统及元器件必将向集成化,智能化方向发展。     

粗轧带钢液压宽度控制系统仿真与试验研究

针对上海宝钢集团公司2050热轧机组的特点，建立了粗轧带钢液压宽度控制系统的动力学仿真模型，并利用短行程控制的现场试验数据对数值仿真结果进行验证，得到相吻合的结果。在此基础上，对不同参数和工况下液压宽度控制系统对带钢品质的影响进行了分析，为轧制系统的离线仿真和优化设计提供了有效的途径。     

基于辊缝动力学的板带轧机垂直振动的研究

板形与板厚是衡量板带轧制成品几何精度的两大指标。而与这些指标直接相关的是轧机机座垂直方向的振动。本文将机座与轧件作为一个系统来研究 ,建立了基于辊缝动力学的 ,以分析板带轧机机座垂直振动对板形及板厚影响为目的辊缝动力学模型 ,提出了振动模态对板形及板厚影响的指标。得出的结论是 :板形与板厚控制的实质是辊缝的控制 ,在轧制状态下辊缝不仅与静力学因素有关 ,而且在很大程度上取决于辊缝动力学因素。本文所建立的模型考虑了阻尼因素及由辊缝动力学模型确定的非线性轧制力 P,使模型能更真实的模拟现场实际情况     

Control Scheme Using Forward Slip for a Multi-stand Hot Strip Rolling Mill

Forward slip is an important parameter often used in rolling-speed control models for tandem hot strip rolling mills. In a hot strip mill, on-line measurement of strip speed is inherently very difficult. Therefore, for the set-up of the finishing mill, a forward slip model is used to calculate the strip speed from roll circumferential velocity at each mill stand. Due to its complexity, most previous researches have used semi-empirical methods in determining values for the forward slip. Although these investigations may be useful in process design and control, they do not have a theoretical basis. In the present study, a better forward slip model has been developed, which provides for a better set-up and more precise control of the mill. Factors such as neutral point, friction coefficient, width spread, shape of deformation zone in the roll bite are incorporated into the model. Implementation of the new forward slip model for the control of a 7-stand hot strip tandem rolling mill shows significant improvement in roll speed set-up accuracy.     

基于模糊推理的热轧带钢宽度控制

带钢热连轧宽度控制过程是一个复杂的非线性过程、难以建立精确的数学模型,对于传统的数学模型的轧机计算很难实现精度要求,本文设计一种用于宽度控制的模糊控制器,模糊控制器根据推理规则获得控制系统的查询表,用Matlab语言的Simulink仿真工具,进行了常规控制与模糊控制的动态性能的仿真比较,结果表明模糊控制可明显提高宽度控制系统的动态性能。