軋后冷卻電氣控制系統二次開發與應用

李曉輝

（濟鋼集團有限公司檢修工程公司 山東 濟南 250101）

0 前言

濟鋼2500 線軋后冷卻系統中軋后冷卻系統與輥道系統各自獨立，無法實現通訊，軋后冷卻二級系統無法對輥道進行控制，導致冷卻效果不佳；操作人員緊張而無法配備足夠的操作人員對現有設備進行操作。由于中厚板廠2500 產線的生產節奏很快，停產改造勢必影響集團公司的效益[1]，所以利用現有設備進行不停產改造來實現控制目的是最佳選擇。

1 軋后冷卻系統硬件設備的開發

為實現控冷輥道的高級控制，需對原控制線控制變頻器進行現場總線化改造，通過對控冷輥道進行通訊，控冷輥道線速度統一控制。通過OPC 技術，實現軋后冷卻系統與輥道系統實現數據交換，可以對相應的設備進行精確控制。 硬件構造示意圖如圖1 所示：

圖1 軋后冷卻系統硬件設備整合示意圖

1.1 軋后冷卻系統與輥道系統的通訊

軋后冷卻系統二級自動化為基于數據庫技術的WINCC 系統，控冷輥道系統為基礎自動化， 為羅克韋爾公司的的Controllogix 集成構架和RSview 上位界面，Controllogix 集成構架通過以太網與RSview 上為數據通訊， 怎么將WINCC 系統與RSview 兩者之間進行數據傳輸，是實現控冷輥道與軋后冷卻系統整合改造的瓶頸。

經過對兩者的研究，依托OPC 技術是解決數據問題的有效手段，OPC 技術定義了一個開放的接口，在這個接口上，基于PC 的軟件組件能交換數據。 它是基于Windows 的OLE——對象鏈接和嵌入、COM——部件對象模型和DCOM——分布式COM 技術。 具體方法為OPC 數據讀取方式和周期定義。 在Rsview 服務器上利用雙網卡，建立與WINCC 服務器和下位Controllogix 集成構架的數據連接。 Wincc 服務器的鏈接是用來讀寫WINCC 中的需要變量， 在Rsview SE 的OPC DATA SERVER 中建立OPCServer.WinCC， 并在相應的網絡中查找WinCC 服務器的IP ，即完成了Server.WinCC 的設置。RSVIEW Tag 中讀取一級需要的數據。這一環節，數據讀取周期的確認十分重要，因為他決定了數據的更新速率。 在自動出鋼技術中，充分利用events 的功能和一級Controllogix 集成構架編寫速率可調的數據采取周期， 進行數據的讀取。 定義RSVIEW Macros 對Events 進行啟停操作，讀取時充分考慮數據類型問題，防止鏈接無效和寫入錯誤。

通過OPC 技術采集軋后冷卻系統二級自動化系統的速度給定變量， 通過控冷輥道PLC 的運算將線速度轉化為0-32767 數制， 通過Controlnet 現場總線利用MOV 指令給至變頻器。 0-32767 對應變頻器頻率為0-50Hz，通過機械提供的減速比和輥徑計算出實際的線速度，從而實現調整頻率達到調整線速度的目的。

1.2 控冷輥道變頻器現場總線通訊改造及線速度統一

由于控冷輥道系統采用的為羅克韋爾旗下AB 品牌的變頻器，現有的1336PLUS2 變頻器只需要增加1203-GU6 網絡通訊模塊及1203-C10 的數據線，POWERFLEX700 變頻器只需增加20-COMM-D 通訊模塊[2]，即可對變頻器實現現場總線通訊改造。

對程序所做的修改僅需要增加Devicenet 網絡使能， 將原先控制線的實際點改為變頻器相關控制字， 對原有程序稍作改動即可實現。根據機械專業提供的輥徑， 通過測速儀算出在變頻器輸出50Hz 的情況下輥道的實際轉速， 通過計算相應的K 值對變頻器的給定進行調整，實際輸出頻率限制在低于50Hz，從軋后冷卻系統接受的速度給定為14077，乘以相應的K 值0.6，得出實際的輸出為8446，即為該組變頻器的實際給定值。

由于控冷系統需要速度反饋作為閉環調節，所以通過AB 變頻器的DATALINK 數據采集功能，將變頻器的輸出頻率定義為輸出變量，通過軋后冷卻系統WINCC 組態軟件的OPC 采集得到。

1.3 集管流量標定方法的優化

由于原設計并不是每一組集管上都有流量計，標定頁面無法確保都能夠標定，這樣會導致整個系統中流量不準，冷卻效果不佳。

這樣我們把有流量計的集管流量視為Q2，通過測量水柱高度h1，h2，代入公式中計算，即可計算出相應集管的流量。采取五點標定的方法進行標定，即可達到預先設計程度。

2 項目的實施效果及效益分析

軋后冷卻系統正常運行后， 鋼種初驗性能合格率由95.64%提高到99.5%以上，鋼板改判率由0.88%降低到0.2%以內；鋼板屈服強度平均提高30－40MPa，性能改進效果顯著；薄規格水冷工藝得到全面開發，在保證板型的基礎上提高了性能合格率。

本項目通過冷卻工藝優化，使性能改判率由0.88%降低到0.2%以內，生產需控冷的鋼板Q345B 91071.55 噸，可降低質量損失：

91075.55*（0.88%-0.2%）*300 元/噸=16.56 萬元

項目年預計可實現直接經濟效益：16.56/3*12=66.24 萬元

3 結束語

通過軋后冷卻電氣控制系統二次開發， 成功的實現了軋后冷卻、矯直機、輥道系統配合運行，使得產品性能有了極大的提高，收到了良好的效果。

［1］崔鳳萍，孫瑋，等.中厚板生產與質量控制[M].北京：冶金工業出版社，2008.

［2］鄧李.Controllogix 系統實用手冊[M].北京:機械工業出版社，2008，9.

［3］Rockwell Automation，1336 PLUS2 Adjustable Frequency AC Drive User manual[Z]，1998.