酸连轧中酸洗跟踪仿真实现

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摘 要本文介绍了酸连轧机组工艺流程，酸洗跟踪仿真系统组成，仿真编码器算法、带钢过指定点长度、酸洗和轧机信号交接等几个关键问题。

【关键词】酸连轧机组 仿真编码器算法 焊缝过指定点长度 酸轧信号交接

1 工艺介绍

某酸连轧机组原西门子S5系统设备老化，要求在最短工期内，对原线改造。为达此目的，对控制系统先离线仿真，捕捉缺陷并加以优化。

机组年需求量182万吨，最大小时产量约580吨/小时，原料带钢厚度1.5～6.5mm，宽度800～1630mm，外径1100～2150mm，卷重最大30t；成品带钢厚度0.3～3.0mm，宽度750～1600mm，外径1100～2150mm。

酸连轧由入口段、工艺段、圆盘剪段及轧制段组成，工艺段包含三个酸洗槽，采用三段浅槽紊流盐酸酸洗，五级冲洗槽冲洗，干燥。为保证连续生产，各段之间设置活套。轧制段采用串列式五机架轧机，0#机架和4#机架采用6辊HC轧机，1#，2#，3#机架采用4辊HC轧机。

2 跟踪系统配置

跟踪系统采用西门子S7-416作为主控CPU，用一块带中断的DI模块采集WSD1-3焊缝检测仪信号，三块计数模块采集1#-5#编码器信号，一块DP模块和机组设备通讯，一块以太网模块和机组其它CPU，HMI，L2，轧机TDC等设备交换数据，通过Iba-PDA系统监控系统数据。

3 跟踪中几个关键问题

跟踪系统的连续跟踪起始于焊机，终止于0#机架前的7#纠偏辊。酸洗线分8个区，覆盖从焊机到7#纠偏辊区域，每个区又细分为若干段，共176段，方便在HMI上动态显示焊缝位置。

3.1 仿真编码器算法

通过采集外部速度，对增量编码器仿真，模仿其运行。由于仿真程序每100ms执行一次，仿真需计算这段时间内编码器增加的脉冲数：

3.2 焊缝过指定点长度

跟踪系统中，计算焊缝经过指定点的实时长度和最近通过该点的整卷长度非常重要，这是生产线能耗统计的基础，也是同步恢复钢卷信息的依据。

图2所示，L1是正在通过指定点的带钢，L2是已完整通过指定点的钢卷，这两个长度值的算法依据是：正常情况下，带钢过指定点长度的增量在程序的每个扫描周期都是有限的，一般不会超过10米，如果发生了突变，意味着有新的焊缝过指定点。

3.3 酸洗和轧机信号交接

跟踪系统中，酸洗段是S7系统，轧机段是TDC系统，这两套系统在酸洗出接信号，包括：

（1）当焊缝到达5#张力辊前112米时，发送信号通知轧机进行焊缝预计算。

（2）当焊缝到达WDS3时，发送焊缝窗口信号，该信号维持50米带钢运行时间。

（3）当焊缝到达5#张力辊前20米时，触发发送酸洗区物料跟踪报文，包括带钢色码，钢号，钢卷长度等。

（4）发送焊缝刚好在WSD3信号，该信号需维持带钢运行10米时间。

4 总结和提高

PLTCM系统仿真测试，涉及多部门，多系统，多CPU协作。本次仿真调试，涉及到轧机TDC系统，酸洗S7系统，急停315F系统等，而跟踪是连接这些系统的纽带，在仿真测试中起着举足轻重的作用。本次仿真，发现了一些漏洞，优化了一些跟踪算法，提高了跟踪稳定性和准确性，为后续在线调试赢得了时间，降低了停产改造的损失，也为其它工程项目调试拓宽了思路。

参考文献

[1]西门子系统方案合作伙伴[C].工厂自动化高级技术培训及认证研讨会，2013.

[2]西门子PLTCM系统参考手册.2014

[3]杨子芳等.S7-400在酸洗冷轧处理线仿真系统上的应用[J].电子技术与软件工程 2013（09）.

作者单位

1.中冶南方（武汉）自动化有限公司 湖北省武汉市 430074

2.武昌理工学院 湖北省武汉市 430074