钢铁企业热轧带钢生产线自动化控制技术研究摘要：近年来，随着国民经济的飞速发展，带动了相关产业如汽车工业、建筑行业、交通运输业等的发展随之上了一个新的台阶，这些产业的快速发展使得市场对热轧带钢的需求量在不断的增加。本文结合实际，主要对热轧带钢生产线电气自动化控制技术进行介绍和探讨。关键词：钢铁企业；热轧带钢；电气自动化分类号：F416.31文献标识码：A1概述自1960年冶金工业的第一台控制用计算机应用于带钢热连轧辊缝和速度设定以及70年代带钢轧制实现计算机控制以来，30年中计算机控制已经经历了四、五代的变迁，控制系统的硬件和软件更新速度越来越快。轧制生产过程控制功能亦由于对带钢质量要求的不断提高而日新月异，从电气传动系统、基础自动化级（一级）、过程控制级（二级）以及生产控制级（三级），形成了完整的多级冶金自动化控制系统。进入21世纪以来，由于计算机硬件技术以及计算机网络技术的高速发展，冶金工业的多级自动化控制系统开始呈现出新的特点。以某企业2250热轧带钢生产线为例：电气传动系统更加稳定、大型化；基础自动化系统接近分布式系统，功能更加标准化；过程控制级网络通讯高速化，使得许多传统热连轧自动化控制系统中基础自动化系统的功能已经成功移植到过程控制系统，过程控制系统的高速数据采集以及高速在线控制功能使得轧制模型计算精度已经迗到了前所未有的高度；基础自动化与过程控制系统结合更加紧密，基础自动化系统与过程控制系统之间的界限逐渐模糊。2自动化控制系统2.1系统组成热轧带钢生产线的主要特点是连续、高速、实时、高精度，钢铁企业热连轧生产线控制系统完全体现了这样的特如图（1）所示，通过EGD网络，二级服务器直接与基础自动化（PLC）以及特殊仪表通讯；通过TOSLINE网络，基础自动化（PLC）与电气传动和执行机构进行通讯；网络拓扑结构简单，系统集成方便，最为重要的是，全部网络设备选用标准化商业产品。1热连轧生产线控制系统拓扑2.2高速、稳定的通讯技术通常，常规热连轧生产线各级自动化控制系统拥有种类众多的控制器，如服务器，PLC控制器，单片机等等；操作系统也五花八门，如WINDOWS,UNIX,LINUX,VMS或者嵌入式操作系统。为了实现简单网络拓扑上的高速稳定的通讯，某钢铁企业热连轧生产线采用了EGD技术和TCNET技术。2.2.1EGD技术EGD是英文”EthernetGlobalData”的缩写，是美国GE公司首倡的一种TCP/IP通讯协议，通过EGD通讯技术，可以实现计算机之间高速的数据交换。可以实现各种操作系统下的TCP/IP通讯是其最大优点之一。热轧带钢生产线实现了过程控制服务器、基础自动化PLC控制器、特殊仪表之间高速的EGD通讯，部分数据交换速度已达20ms。2.2.2TCNET技术TCNET技术是日本TOSHIBA公司研制的一种以太令牌光纤环网（根据控制要求，也可以设置成以太光纤双环网或者单环网），通过TCNET技术，可以实现PLC控制器及计算机之间高速的数据交换。通过TCNET技术，某钢铁企业热轧生产线PLC控制器之间的部分数据流交换速度已达lms，这极大地满足了高速控制器特别是HGC控制器之间的通讯要求。2.3传动系统趋于更加稳定、过载能力更强某钢铁企业热轧带钢生产线，其主传动变频器选用TMEIC公司生产的大功率IEGT变频器，IEGT是英文“InjectionEnhancedGateTransistor”的缩写，IEGT变频器为三电平交一直一交变频器。TMEIC公司生产的IEGT变频器的控制特点：系统保持高稳定性，速度调节器拟合了反超调控制技术，系统输出没有超调；采用模拟跟随控制技术，降低了冲击速降，避免了扭振与机电共振；功率因数控制技术，系统功率因数为1，电网不须要安装高次谐波滤波器与静态无功补偿装置；使用高性能测速元件(Resolver),系统静态精度达0.01%,同时IEGT元件能忍受很高的di/dt与dv/dto这些特点决定了热轧带钢生产线的主传动系统更加稳定、过载能力更强。热轧带钢生产线主传动系统部分参数见表1。表1热轧带钢生产线主传动系统部分参数表在钢铁企业热轧带钢生产线X80钢种的开发过程中，由于X80的特点决定需要低温轧制，超低的出炉温度，超低的精轧开轧温度，超低的精轧出口温度，超低的卷取温度，这是对主传动系统的严重考验：(1...