全连轧自动化控制系统
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内容简要：热连轧自动控制系统核心元件采用西门子S7300或S7-400系列plc，传动部分采用6RA70直流控制箱（扩容），通过一系列算法实现高精度级联调速控制，从而达到连续轧制的目的。
关键字：热连轧自动控制西门子S7-300/400PLC 西门子6RA70调速箱秒流量相等级联调速无张力控制动态补偿
中图分类号：TL503.6文献标识码： A 文章编号：
目前大部分钢厂企业为响应国家节能要求，都取消了开坯机的粗轧工艺进而改造成全连轧。一般连轧机组数量根据工艺要求大概10-18台，电机功率一般在600-1500kw，飞剪1-2台，倍尺剪1台。
下面我一某钢厂16连轧为例说明。
工程概况：
本生产线为新建棒材生产线。实际成品速度 17m/s年产棒材 60 万吨。
产品规格：Ф12～Ф32mm
代表钢种：20MnSi；
代表原料材质：20MnSi HPB235
钢坯规格：150x150x9000
控温轧制达到 HRB400
全线轧机型式：平立交替共 16 架次 POMINI 型短应力线轧机
设计单根最高速度：17m/s；
机械设备概况：
1、粗轧机组共 6 架轧机，采用平―立辊交替串列布置，直流电机单独驱动。1#、3#、5#轧机为水平辊轧机，2#、4#、6#轧机为立辊轧机，前四架为Φ550 轧机，后二架为Φ450 轧机。
粗轧机主电机：6 台
电机型号：Z560-3B；电机功率：650KW ；转数：400/1000r/min；电压：660V DC 空水冷却器：
风机电机型号：Y160M2-2 15KW，换热功率：75KW
2、1#飞剪
1）位置：6V 机架后，数量：1 台2）作用：
正常轧制时剪切头尾部。
若中轧机发生故障，碎断由 6 号机架送来的轧件。
3）特点：
启停工作制度曲柄剪。
上下两根曲轴各装 1 把刀，实现轧件的切头、切尾、事故碎断。
下曲柄轴由电机轴驱动的小齿轮驱动，上下曲柄轴由大小相等的两齿轮啮合，实现同步剪切。
4）技术数据：
轧件面积 4543（φ75）mm2
剪切温度 ≥850℃
碎断长度 ≤800mm
剪切速度 0.72―1.9m/s
工作制度切头尾、启停工作制，事故碎断，连续工作制
曲柄半径 120mm
速比 4.266
剪刃重叠量 2mm
剪刃侧隙 0.2―0.4mm
机械部分转动惯量:
剪子（联轴器等）18.9kg.m2
电机型号: ZFQZ-315-32（电压: DC440V）额定功率: 320KW
额定转速: 900rpm
实际应用转速：288―900rpm 转动惯量: 7kg.m2
剪切角圆钢 46.3°
安全角剪切角 5°
电机尾部要求带光电编码器
3、中轧机组共 4 架轧机，采用平―立辊交替串列布置，直流电机单独驱动。7#、9#轧机为水平辊轧机，8#、10#轧机为立辊轧机。
中轧机主电机：4 台
电机型号：Z560-4B；电机功率：850KW ；转数：400/1000r/min；电压：660V DC
空水冷却器：风机电机型号：Y160M2-2 15KW，换热功率：85KW
4、 2#飞剪1台
1）位置：位于10#机架后，数量：1台
2）作用：
剪切轧件头尾部；
若中轧机发生故障时,碎断由10号轧机来的轧件。
3）特点：
启/停工作制回转剪。
上下两刀杆各装两把刀,但两把刀的宽度不同。宽刀（传动侧）用来切头、切尾及事故碎断，窄刀（操作侧）只用来事故碎断。
电机驱动小齿轮,小齿轮再带大齿轮,两大齿轮刚性啮合,实现同步剪切。
4）技术数据
轧件断面 2000mm（φ50）
剪切温度≥850℃
轧件速度 3.6―8.0m/s
工作制度切头切尾时,启停工作制，事故碎断时,连续工作制
回转半径 350mm
速比 2.52
碎断长度≤1100mm
机械部分转动惯量 16.3kg.m
电机型号: ZFQZ-355-32（DC440V）
功率: 315KW
额定转速: 600rpm
实际应用转速：220―600 rpm
转动惯量: 15kg.m
剪切角: 20.2°
安全剪切角 5°
电机尾部要求带光电编码器
5、精轧机组共6架轧机，采用平―立辊交替串列布置，直流电机单独驱动。11#、13#、15#轧机为水平辊轧机，12#轧机为立辊轧机，14#、16#轧机为平立可转换辊轧机。采用高刚度短应力线轧机。
精轧机主电机：6台
11H、12V、13H轧机
电机型号：Z560-4B；电机功率：850KW ；转数：400/1000r/min；电压：660VDC
空水冷却器：风机电机型号：Y160M2-215KW，换热功率：85KW
14H/V、15H、16H/V轧机
电机型号：Z710-3U；电机功率：1100KW；转数：500/1200r/min；电压：660VDC
空水冷却器：风机22KW，换热功率：120KW
6、3#飞剪
1）位置：位于末尾机架后，数量：1台
2）作用：
正常轧制切头和倍尺。
3）特点：
启停工作制度的回转和曲柄组合式飞剪。
上下两根曲轴各装两把刀，传动侧实现轧件的切头、切断，操作侧实现轧件的切尾。
4）技术数据：
轧件面积不穿水φ50mm，穿水φ40mm
剪切温度≥600℃
剪切速度回转式应用速度6―18m/s，曲柄剪式应用速度3―7m/s
工作制度启停工作制
回转半径曲柄剪式215 mm;回转式455 mm
速比1.26087
剪刃重叠量2mm
剪刃侧隙0.2―0.3mm
机械部分转动惯量:
剪子（联轴器等）15kg.m2
飞轮机构：54 kg.m2
电机型号: ZFQZ-355-42（电压:DC440V）
功率: 355KW
额定转速: 500rpm
转动惯量: 15kg.m2
实际应用转速：应用速度151―500rpm
飞轮应用范围：剪切速度在4.5―6m/s（折算到电机的转速300―400rpm）
电机尾部要求带光电编码器
曲柄剪式剪切角：回转最大15.7°
安全角剪切角5°
7、立活套
功能：活套安装在两架中轧及精轧之间，用于控制每两个机架轧机之间的轧件张力。
控制方法：在每个活套上设有光学位置传感器，用于监测活套位置，并反馈给PLC,使得相邻机架间的活套在整个轧件长度上实现无张力轧制。
活套高度：300±200mm
数量：7台。
活套安装位置：9#、10#、11#、12#、13#、14#、15#、16#轧机间。
自动化及电气设备概况：
1、自动化系统包括基础自动化系统、工程师\操作员站、上位监视记录系统组成。基础自动化系统由1台高性能的西门子PLC400和3台先进的工控机通过以太网络实现人机界面控制、上位监视记录。基础自动化级PLC与电气传动装置之间通过ProfiBus现场总线实现具体的自动控制。从而构成先进的全数字化、网络化、二级计算机控制系统，达到目前国内高速棒材热连轧生产线的领先水平。