[00918572]板带轧机HAGC技术及集散控制系统

该技术主要应用于板带钢生产特别是热轧中厚板生产中，其控制对象包括二辊粗轧机、四辊精轧机、炉卷轧机、半连轧轧机、加热炉、热矫直机及其组合如双机架、多机架、整个生产线等。另外，将模型适当修改后，也可用于热连轧、冷轧及有色金属轧制。该类控制系统的第一代产品在1988年首次投入太钢五轧厂炉卷轧机厚度控制系统，就取得了非常显著的效果。运行效果表明：计算机控制系统提高了产品的质量，简化了工人操作，减少了废品，提高了成材率。从而为钢板出厂标准升级、新产品开发、产品创优、船板认证等创造了良好条件，取得了明显的经济效益和社会效益。系统介绍：1.系统发展：该系统的发展已经到了第四代产品，中间经历了：第一代：多台工控机+单片机+BitBus构成的分布式计算机控制系统，纯液压AGC/APC控制；其典型应用是太钢五轧厂炉卷轧机控制系统、精轧机控制系统；马钢中板厂；上钢一厂中板厂。第二代：多台工控机+工控机+PLC+ARCNet构成的微型集散控制系统，电动液压混合AGC/APC控制；其典型应用是秦皇岛首钢板材有限公司。第三代：多台服务器+工控机+工控机+PLC+工业以太网构成的小型集散控制系统，纯电动+电液混合AGC/APC控制；该代产品包括高性能型和低成本型两个系列产品，高性能型的典型应用是武钢中板厂轧机控制系统；低成本型的典型应用是马钢中板厂第三代控制系统以及即将安装的上钢三厂。以上两类系统为目前主推系统。第四代：高速交换式工业以太网+服务器+工控机+PLC+现场总线构成的管控一体化中型集散控制系统。该代系统正在开发过程中。2.系统组成：由于各个厂家的实际情况千差万别，其具体的控制系统无论从规模上还是性能上都有较大不同，再加上经费限制的不同，使得该类控制系统没有完全统一的模式。但概括起来，其系统组成不外乎以下几类。从控制系统所包含的主要内容分为：纯计算机控制系统(如已经有液压系统或者纯电动)；计算机控制系统+液压伺服系统；计算机控制系统+液压伺服系统+电气控制系统等。其中，计算机控制系统中又分包含复杂模型系统和不包含复杂模型系统两种。从系统规模上可以分为：单机架(如：二辊、四辊、炉卷)轧机控制系统；双机架(如：二辊+四辊)轧机控制系统；多机架(如：二辊+四辊+炉卷或四辊+半连轧)轧机控制系统以及整个生产线的计算机控制系统等。3.系统功能：由于系统具体的组成结构有数十种变化，因而其实现的功能也有很大区别，归纳起来，由简到繁，系统在不同组成结构下可实现如下主要功能：(1)电动APC：电动位置自动控制，电动系统一次快速定位，超调或欠调部分由液压系统补偿；快速抬辊。(2)液压APC：位置自动控制。(3)液压AGC：厚度自动控制；轨迹纠偏和同步自适应控制；辊缝手动设定与自动设定轧钢，头尾与温度补偿；恒压，过压，过压差以及零位的保护与报警；计算机自动预压靠拨零，测试刚度曲线；锁定头部的相对AGC；自动命中目标厚度。达到的技术水平：1.主要技术指标：纯电动APC控制系统的主要技术指标：APC定位精度：0.01mm。压下速度：7mm/s。抬辊速度：6mm/s。电动APC运行率≥99%。位置精度分辨率0.0025mm。电动APC控制产品精度≤±0.3mm。纯液压AGC控制系统的主要技术指标：系统同步精度≤0.05mm；系统响应时间：140ms。纯滞后时间：20ms。电液混合AGC控制系统的主要技术指标：电动系统与液压系统自动协调工作；在工艺与设备正常工作情况下，AGC运行率可达100%；在设备与液压系统系统正常时，计算机系统运行率可达99.9%；规范条件下使用AGC，单板纵向同板差≤±0.1mm，命中率≥95%在有充分测厚信号时，批量自动命中目标厚度精度为≤±0.1mm，命中率≥95%；单板平均厚度方差根≤0.09mm，命中率≥95%；带有复杂模型控制系统的主要技术指标：单板纵向同板差≤±0.1mm；批量生产异板差≤±0.1mm。2.达到的水平：该系统是将先进的计算机控制技术，自动控制技术与中国轧钢生产的实际紧密结合的良好范例，已经达到国际90年代水平，国内领先地位。3.成熟程度：技术已经非常成熟，一、二、三代产品国内应用已达十几套，效果非常好。第四代产品也在积极开发中，不久即可推向市场。综合效益分析：1.为最终用户产生的效益：由于具体控制系统的规模、性能要求不同，其投资和效益也有很大差别。在此仅以几个实际运行中的系统为例说明，其它实际系统的情况及详细的厂方效益报告，可来函来电索取。马钢中板厂四辊轧机液压AGC系统(第一代系统，1991年投产，1994年鉴定)：由于提高厚度控制精度，减小纵向同板差，提高成材率，简化并稳定操作，保障设备安全等原因，年直接经济效益近1000万元(《中板轧机计算机厚度控制系统技术鉴定资料》，1994)。秦皇岛首钢板材有限公司的单机架四辊轧机的电液混合AGC系统(第二代系统，1995年投产，1996年鉴定)：由于厚控精度的提高，负偏差轧制水平的提高，以及合格率的提高等创造年直接经济效益1058万元(《电液混合控制AGC系统技术鉴定资料》，1996)。第三代系统中的高性能型已于1999年3月在武钢中板厂投入生产；低成本型则于1999年9月开始在马钢中板厂投入运行，并将于2000年9月在上海安装运行，效益情况正在统计中。从目前各厂家反馈的情况看，普遍经济效益在1000万元/年以上，有的甚至高达2000万元/年。2.为系统供应商产生的效益：对于该套系统的提供商来说，由于该系统属于典型的高技术项目，其利润率一般在30%以上。对于一套100万元的小型系统来说，其毛利润可达60-70万元；对于3000万元以上的大型系统，其毛利润则可达600-1000万元。目前，中国现有该类轧机近百台(套)，而且随着技术的进步，每10年左右就要更新一次控制系统，以每套次控制系统500万元的平均规模计算，每年推广1-2套系统可获利200-500万元。而一套这样的系统，只须2个硕士以上学位人员和3个学士以上人员及不超过5个技术工人即可完成，薪酬不会超过60万元。另外，根据该项目的人员在国外的实地考察，国外也有相当数量的类似轧机需要技术改造，国内已有公司在国外安装了一套类似系统。而且，该套集散控制系统不仅仅适用于热轧生产，其模型和软件经修改后也可使用于连轧、冷轧，及有色金属轧制等。3.社会效益：该系统的全面推广，可极大地改善中国热轧生产特别是中厚板生产的落后局面，提高其产品在国际、国内市场的竞争力。另外，该系统的应用可大大减轻工人劳动强度，改善作业环境，提高工厂的自动化和管理水平，在提高产出的同时降低消耗。合作方式及费用：1.工程承包：直接从甲方(最终用户)承包指定范围的控制系统工程，根据规模、性能要求的不同，合同费用在80万元-5000万元人民币之间；2.合作开发：与第三方(总承包商)合作，共同为最终用户完成指定范围的控制系统工程，按照具体作业方式、系统规模、性能要求的不同，费用在30万元-3500万元人民币不等；3.配套开发：与重型机械厂(或轧机、液压缸等重型设备的供货商)合作，为其配套开发控制系统，以达到最终用户的要求，鉴于具体配套规模、性能要求的不同，费用在50万元-3000万元人民币之间；4.配套引进：为甲方(最终用户)从国外引进高性能控制设备，并配套该项目的软件，负责从设计、引进、现场施工、调试到培训的全过程。按照规模、性能要求的不同，费用在1000万元-4000万元人民币之间；5.代理引进：为甲方(最终用户)从国外引进全套高性能控制系统，负责从设计、引进、现场施工、调试到培训的全过程。按照规模、性能要求的不同，费用在2000万元-5000万元人民币之间；6.技术转让：国内技术转让限制10家，提供全部技术资料及培训，每家转让费600万元人民币；7.专业咨询：提供热轧生产控制技术方面的专业咨询、可行性分析、方案设计，费用从1000元-25万元人民币不等。