西馬克X-Pact控制系統在不銹鋼軋鋼廠的應用

邵書東 亓海燕 楊 成 欒義平

(山東泰山鋼鐵集團有限公司)

西馬克X-Pact控制系統在不銹鋼軋鋼廠的應用

邵書東 亓海燕 楊 成 欒義平

(山東泰山鋼鐵集團有限公司)

不銹鋼爐卷軋機升級改造工程全部采用德國西馬克自動化控制系統，并用世界領先的數字模擬技術控制板型，降低了成本，提高了質量，增強了產品核心競爭力。本文詳細介紹了德國西馬克X-Pact控制系統在不銹鋼軋鋼廠的應用，并描述了不銹鋼軋鋼廠X-Pact控制系統的配置結構及控制系統的控制原理。

X-Pact控制系統 爐卷軋機 不銹鋼

0 前言

不銹鋼軋鋼廠于2013年對原有的不銹鋼爐卷軋機生產線進行了技術升級改造，改造后產能由原來的80萬t提高到180萬t。技改項目在原基礎上增加三架精軋機如圖1所示，1個卷取機，1座加熱爐，1套加強型層流冷卻系統，新上4套磨床，實現在線磨削，用于提高產量和質量。新工藝對主要控制設備自動控制提出了嚴格的要求，在自動化控制設備中采用德國西馬克公司提供的X-Pact控制系統，包括2臺PDA分析儀。整套系統是為了達到不銹鋼軋鋼廠的數據采集、系統控制等各方面的需求，提高不銹鋼鋼帶的產量、質量，提高成材率，合格率。

圖1 爐卷+三連軋生產線

1 X-Pact控制系統的硬件組成部分

1.1 X-Pact控制系統

X-Pact控制系統包括了自動控制、數據采集、信號處理等多方面的內容，能從很多方面實現軋鋼自動化操作，同時，還能實現自動控制、動態顯示、狀態監測、記錄信號、故障報警等各類操作。軋線區，在PLC室安放了RM、R1，FM、S1、F1、F2、F3主控制柜，每個控制柜包含一個X-Pact控制器，在現場安放了8個遠程柜，分別是入口遠程柜，出口遠程柜，冷卻水遠程柜，F0推床遠程柜，S1遠程柜，F1遠程柜，F2遠程柜，F3遠程柜，卷取區，在3號電氣室安放了DCM、DC1、DC2主控制柜，每個控制柜包含一個X-Pact控制器，在現場安放了3個遠程柜，分別是1號遠程柜，2號遠程柜，3號遠程柜，在2CS、3CS、4CS操作室都安裝了操作面板及操作手柄，在中心機房安放了服務器1臺，備份機1臺，開發機3臺，PDA分析電腦2臺，精軋區X-pact DP網絡圖如圖2所示：

圖2 精軋區X-pact DP網絡圖

1.2 控制操作的相關技術

使用X-Pact控制系統進行不銹鋼軋鋼的根本目的是為了提高不銹鋼鋼帶的產量、質量，提高成材率，系統設計共涉及到了計算機、控制、通訊、顯示技術等4大技術內容。本系統結合了先進的DCS分散型控制系統。系統網絡選擇了光纖環網為基礎的工業局域網技術，控制器與遠程柜的通訊采用光纖通訊加貝福模塊，能夠保證現場的模擬信號能過快速的往來控制系統，維持控制系統的高效有序進行。

1.3 操作室

在各操作室安裝了相應的監控裝置，主要借助于不同性能的計算機操作，具體為彩色監視器8臺，粗軋2臺，精軋3臺，卷取2臺，控制面板7個，粗軋1個，精軋3個，卷取3個，粗軋設有2個手柄，精軋設有用于速度調節、彎輥調節、傾斜調節的12個手柄及4個快泄按鈕。精軋操作臺如圖3所示。

圖3 精軋操作臺

2 X-Pact控制系統的軟件部分

X-Pact控制系統的編程工具為LogiCAD5.2，輔助工具包括X-Pro數據庫軟件，X-Hmi畫面調試工具。由于粗軋區，精軋區，卷取區控制系統都為西馬克X-Pact控制系統，控制方式相同，下面以精軋區X-Pact控制系統為例來介紹X-Pact控制系統的軟件部分。

2.1 精軋程序塊

精軋區程序塊如圖4所示。

圖4 精軋區程序塊

2.2 精軋軋區軟件架構

精軋區軟件構架如圖5所示。

圖5 精軋區軟件構架

2.3 F1控制器具體功能塊說明

(1)AGC：自動厚度控制；(2)BRB：支承輥平衡；(3)CVC：工作輥竄輥控制；(4)ESC：側導板控制；(5)HGC：液壓輥縫控制；(6)HWMON：硬件監控；(7)LOO：活套控制；(8)MDC；軋機主傳動控制；(9)PDC：過程數據收集；(10)SSEQ：軋機順序控制；(11)WRB：工作輥彎輥控制。

2.4 FM控制器功能塊說明

(1)CSH：飛剪控制；(2)DCI：傳動控制；(3)DSGF：除磷控制；(4)DSPR1：除磷入口夾送輥控制；(5)DSPR2：除磷出口夾送輥控制；(6)ESC：F0側導板控制；(7)FMCC：冷卻水控制；(8)GFC：公用功能控制 ；(9)LOO：F0活套控制；(10)MTR：跟蹤控制；(11)PDC：過程數據收集；(12)PR1：F0夾送輥控制；(13)SAF：安全；(14)SCC1：入口卷筒控制；(15)SCC2：出口卷筒控制；(16)SCM：速度控制；(17)SEQ：順序控制；(18)SESC1：入口卷取爐側導板控制；(19)SESC2：出口卷取爐側導板控制；(20)SHESC：剪前側導板控制；(21)SLOO1：入口卷取爐活套控制；(22)SLOO2：出口卷取爐活套控制；(23)SPR1：爐卷入口夾送輥控制；(24)SPR2：爐卷出口夾送輥控制。

2.5 常用功能

軋機主控制協調速度主控制，軋機機架控制器和側導板的任務，根據操作工所選操作模式，以確保所有組件的適當相互作用。模式選擇是賦予操作工的主要權利，以確定自動化的執行順序。 有關的功能如下：模式選擇，軋機組件的狀態監控，SM和FM的帶鋼跟蹤，主輔傳動參考值的及時輸入，輔助功能的及時觸發，與軋機其它設備的接口。以下主要模式能夠由操作工通過HMI進行選擇：正常停止，換輥，標定，軋制，快速停車。 軋機主控制保證涉及的所有系統采取相同模式。基于安全考慮以下模式由相應硬件連接信號自動觸發：快速停車，緊急停車。產品質量通過西馬克二級控制模型設定合適的彎輥、竄輥、補償等以保證合適的板型。

3 結語

“爐卷+連軋”生產模式在國內屬首次，X-Pact控制系統在不銹鋼軋鋼廠使用已三年多，控制器及模塊工作正常，機組產量、產品質量穩步提升，板型優異。目前已開發出節鎳奧氏體、馬氏體、鐵素體等多個系列、多種規格的不銹鋼鋼帶，還可生產雙相不銹鋼、高級合金鋼、耐候鋼、耐酸鋼等特殊鋼帶，可廣泛應用到石油化工、海洋工程、航空航天、汽車、船舶、醫藥、食品、水處理以及家電等領域。噸鋼綜合能耗達到國際領先水平，實現了企業效益最大化。

THE APPLICATION OF SMS X-PACT IN STAINLESS STEEL MILL

Shao Shudong Qi Haiyan Yang Cheng Luan Yiping

(Shandong Taishan Iron and Steel Group Co., Ltd)

Stainless steel STECKEL mill modernization project using SMS, X-pact and with the world's leading digital simulation technology to control plate shape, to reduces the cost improves the quality, enhance the core competitiveness of product. The application of SMS X-Pact system in stainless steel rolling mill, the structure and configuration of X-Pact control system were introduced in detail.

X-Pact control system Steckel mill stainless steel

東，高級工程師，山東.萊蕪(271100)，山東泰山鋼鐵集團有限公司;

2016—7—10