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摘要：本文介绍了南钢带钢厂活套控制系统的工作原理和应用情况，分析了现场使用中出现的问题，并提出了操作规范及改进措施，为该系统的科学运行提供了帮助。
关键词：活套控制系统；分析；操作规范；改进措施
中图分类号：TM571
1 引言
在带钢生产过程中，轧件会在轧机间产生一定的套量，同时由于板型调整、温度波动等因素也会造成套量持续变化，设置活套的主要目的，就是在于检测这些变化的套量，通过活套角度变化调节吸收套量，使钢带轧件在轧制过程中不产生折叠和拉伸，确保钢带质量的稳定。
活套控制系统是实现连轧自动控制的重要一环。南钢带钢厂中精轧控制系统经过03、06年两次升级改造，已具备一定的硬件基础，活套的自动化控制是能够实现的，然而在实际使用中却出现了一些问题，活套控制不够稳定，活套系统重要的闭环自动控制更是被弃之不用或仅能部分使用。随着南钢带钢向优特钢企业转型，用户对带钢产品的质量、性能要求越来越高，工艺对活套控制系统提出了更高的要求，因此我们必须从规范操作及设备改进入手，重新认识活套控制系统的重要性，确保今后该系统的科学运行。
2 活套控制系统简介
南钢带钢活套系统由六台活套（H1—H6）组成，它们分别用来吸收六台平辊（JP1—JP6）、两台立辊（JL1-JL2）轧机在轧制过程中产生的不同套量，达到稳定生产，确保钢带产品质量的目的。活套在轧线上的分布如图1所示。
图1 活套轧线分布图
活套系统执行部件采用ZZJ系列直流电机，H1、H2活套电机功率为15KW，其余为11.2KW直流电机，它们具有小惯量特点，同时也能满足频繁起动及恒转矩工作的要求。电机驱动组件主要由6套西门子6RA70全数字直流调速装置（单象限）及PLC系统构成。起套角度由光电编码器进行测量反馈，操作人员通过上位机及操作台监视和控制各活套系统的运行，活套控制系统原理如图2所示。
图2 活套控制系统原理
上位机编制活套数据设定操作界面，操作人员通过合理、匹配的参数设定，达到活套精确的控制，WINCC界面如图3所示。
3 活套控制系统的主要控制原理和应用要求
3.1 活套起套控制
3.1.1 起套控制原理
（1）活套起套分为手动和自动两种控制方式，由操作台开关选择控制；（2）手动控制方式主要用于设备检修和设备故障时，由主操人员直接进行目视操作；（3）自动起套控制是由活套前轧机的咬钢信号来触发的，只有当咬钢电流达到程序设定的门槛电流（上位机显示轧机电流为红色）并保持500ms以上时，咬钢信号产生并立刻驱动活套电机快速起套；（4）当咬钢电流小于轧机额定电流15%且保持200ms以上时，咬钢信号才置0，这种方式可以有效抵抗线路干扰的同时减少电流波动对信号采集的影响。
3.1.2 起套控制操作注意要点
为保证活套起套控制的准确，操作上必须注意：（1）尽可能保持各轧机负载平衡，使轧机咬钢电流稳定，并严格杜绝过低的咬钢电流，只有这样才不会出现起套信号紊乱，保证活套在轧机咬钢的瞬间快速起套；（2）当轧机遇到烧辊、异物带入等情况时，会使电机产生异常空载电流，这时操作人员必须第一时间将活套由自动模式切换到手动操作，防止活套误起套发生堵钢。
3.2 活套落套控制
3.2.1 落套控制原理
活套落套控制相对起套要复杂一些，因为在带钢轧件接近尾部时，活套必须精确落下，如果落早了将造成无张轧制，影响产品质量，落迟了会造成轧机甩尾，将机架进口移位，严重的造成叠轧，甚至断辊。落套信号同样采用的是轧机咬钢电流信号，信号采集方法在上文起套控制中已经讲述。当上游信号机架空过时，可通过人机界面将其设定为甩机架，系统将自动选择备用信号机架。
落套延时时间是由钢尾距离除以机架速度后减去机械电气动作响应时间（一般在500ms以内）算出，其中机架速度是可变的，给出落套信号的延时时间也就是可变的。要想准确地落套就要对各机架进行速度跟踪，速度快，延时短；速度慢，延时长。实际调试时，只要在程序中精确调节钢尾距离，就可以最终确定落套所需的准确延时。
3.2.2 落套控制操作要点
为达到更好的落套控制效果，操作人员还必须注意：（1）必须保证机架咬钢电流的稳定，同时对出现异常电流的机架及时跟踪并处理；（2）由于生产部分钢种需空转机架时，主操人员必须合理配比各机架速度，并观察活套落套延时有无异常，及时改变操作方式；（3）控制送钢节奏，两枝轧件应保持一个机架距离为宜，否则会因后钢跟随过紧导致系统落套信号无法执行而堵钢；
3.3 活套闭环自动控制
3.3.1 活套闭环自动控制原理
活套张力控制是活套闭环自动控制系统中的重要一环，由电动活套产生的力矩必须精确平衡好三个主要力矩，即钢带轧制张力、钢带自重、摆动台自重力矩，保证轧制过程中活套始终处于微张力控制状态，既不拉钢也不叠钢，进而满足工艺质量要求。我厂活套张力控制是由西门子STEP7编程软件中的FB 51标准程序块来完成的，工作时操作人员通过WINCC人机界面设定张力、带重和角度基准值，活套将根据实际角度与设定角度的偏差计算达到张力的自动控制，所以角度检测及控制参数设置匹配与否非常重要。
活套闭环自动控制的另一重要内容就是角度自动控制，即套高闭环控制。活套角度闭环控制由STEP7编程软件中的FB 41 PID连续控制块来实现，活套完全依据反馈的角度信号来计算机架的速度补偿量，因此活套角度的检测误差直接影响套高控制效果。活套角度检测装置采用高精度的光码盘来检测，但不能避免现场的各种干扰信号对活套位置信号的干扰，比如，光码盘本身会因机械装置频繁的颤动而输出错误的光码信号；另外光码盘信号线从活套装置到控制柜经过较长距离，在此传输过程中，容易串入其他干扰信号，也会造成了传动装置计数错误，活套码盘计数器溢出。为消除干扰因素对角度检测的影响，程序会在轧件通过活套后，对活套光电码盘进行角度校零。这样可以有效清除了干扰产生的错误计数，而不致影响下一根轧件的顺行。生产实践证明，采用活套角度自动校零技术后，活套干扰信号引起活套系统异常的情况基本杜绝。
3.3.2 活套闭环自动控制操作改进要点
活套闭环控制投用几年来，实际使用不太理想，为使该系统在今后科学稳定运行，必须做好以下几点：
（1）积极做好带钢轧制标准化的建立工作，应根据不同钢种和轧制要求及时科学合理设定活套数据；（2）带钢厂5#、6#活套生产中往往起套角度小于10度，过小的角度会使闭环自动调节的风险加大，产生拉钢质量问题，而过大角度又会导致钢带擦机架进口，导致堵钢，导致5#、6#活套闭环控制无法投用，这种情况必须组织多专业人员共同分析解决；（3）活套传动机构必须尽可能消除机械间隙，并调节好活套摆动台支撑器的高度，只有这样才能确保活套零位及检测角度的准确性。
4 结束语
希望通过本文能让大家对带钢活套系统的工作原理有所了解，并通过规范操作行为，达到进一步用好活套系统的目的，确保该系统今后科学稳定的运行。
参考文献
[1] 廖常初.西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术[M]，机械工业出版社，2008
[2] 徐兵.过程控制[M]，机械工业出版社，2004
[3] 天津电气传动设计研究所.电气传动自动化手册[M]第2版，机械工业出版社，2005
[4] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M]，机械工业出版社，2005
关键词：活套控制系统；分析；操作规范；改进措施
中图分类号：TM571
1 引言
在带钢生产过程中，轧件会在轧机间产生一定的套量，同时由于板型调整、温度波动等因素也会造成套量持续变化，设置活套的主要目的，就是在于检测这些变化的套量，通过活套角度变化调节吸收套量，使钢带轧件在轧制过程中不产生折叠和拉伸，确保钢带质量的稳定。
活套控制系统是实现连轧自动控制的重要一环。南钢带钢厂中精轧控制系统经过03、06年两次升级改造，已具备一定的硬件基础，活套的自动化控制是能够实现的，然而在实际使用中却出现了一些问题，活套控制不够稳定，活套系统重要的闭环自动控制更是被弃之不用或仅能部分使用。随着南钢带钢向优特钢企业转型，用户对带钢产品的质量、性能要求越来越高，工艺对活套控制系统提出了更高的要求，因此我们必须从规范操作及设备改进入手，重新认识活套控制系统的重要性，确保今后该系统的科学运行。
2 活套控制系统简介
南钢带钢活套系统由六台活套（H1—H6）组成，它们分别用来吸收六台平辊（JP1—JP6）、两台立辊（JL1-JL2）轧机在轧制过程中产生的不同套量，达到稳定生产，确保钢带产品质量的目的。活套在轧线上的分布如图1所示。
图1 活套轧线分布图
活套系统执行部件采用ZZJ系列直流电机，H1、H2活套电机功率为15KW，其余为11.2KW直流电机，它们具有小惯量特点，同时也能满足频繁起动及恒转矩工作的要求。电机驱动组件主要由6套西门子6RA70全数字直流调速装置（单象限）及PLC系统构成。起套角度由光电编码器进行测量反馈，操作人员通过上位机及操作台监视和控制各活套系统的运行，活套控制系统原理如图2所示。
图2 活套控制系统原理
上位机编制活套数据设定操作界面，操作人员通过合理、匹配的参数设定，达到活套精确的控制，WINCC界面如图3所示。
3 活套控制系统的主要控制原理和应用要求
3.1 活套起套控制
3.1.1 起套控制原理
（1）活套起套分为手动和自动两种控制方式，由操作台开关选择控制；（2）手动控制方式主要用于设备检修和设备故障时，由主操人员直接进行目视操作；（3）自动起套控制是由活套前轧机的咬钢信号来触发的，只有当咬钢电流达到程序设定的门槛电流（上位机显示轧机电流为红色）并保持500ms以上时，咬钢信号产生并立刻驱动活套电机快速起套；（4）当咬钢电流小于轧机额定电流15%且保持200ms以上时，咬钢信号才置0，这种方式可以有效抵抗线路干扰的同时减少电流波动对信号采集的影响。
3.1.2 起套控制操作注意要点
为保证活套起套控制的准确，操作上必须注意：（1）尽可能保持各轧机负载平衡，使轧机咬钢电流稳定，并严格杜绝过低的咬钢电流，只有这样才不会出现起套信号紊乱，保证活套在轧机咬钢的瞬间快速起套；（2）当轧机遇到烧辊、异物带入等情况时，会使电机产生异常空载电流，这时操作人员必须第一时间将活套由自动模式切换到手动操作，防止活套误起套发生堵钢。
3.2 活套落套控制
3.2.1 落套控制原理
活套落套控制相对起套要复杂一些，因为在带钢轧件接近尾部时，活套必须精确落下，如果落早了将造成无张轧制，影响产品质量，落迟了会造成轧机甩尾，将机架进口移位，严重的造成叠轧，甚至断辊。落套信号同样采用的是轧机咬钢电流信号，信号采集方法在上文起套控制中已经讲述。当上游信号机架空过时，可通过人机界面将其设定为甩机架，系统将自动选择备用信号机架。
落套延时时间是由钢尾距离除以机架速度后减去机械电气动作响应时间（一般在500ms以内）算出，其中机架速度是可变的，给出落套信号的延时时间也就是可变的。要想准确地落套就要对各机架进行速度跟踪，速度快，延时短；速度慢，延时长。实际调试时，只要在程序中精确调节钢尾距离，就可以最终确定落套所需的准确延时。
3.2.2 落套控制操作要点
为达到更好的落套控制效果，操作人员还必须注意：（1）必须保证机架咬钢电流的稳定，同时对出现异常电流的机架及时跟踪并处理；（2）由于生产部分钢种需空转机架时，主操人员必须合理配比各机架速度，并观察活套落套延时有无异常，及时改变操作方式；（3）控制送钢节奏，两枝轧件应保持一个机架距离为宜，否则会因后钢跟随过紧导致系统落套信号无法执行而堵钢；
3.3 活套闭环自动控制
3.3.1 活套闭环自动控制原理
活套张力控制是活套闭环自动控制系统中的重要一环，由电动活套产生的力矩必须精确平衡好三个主要力矩，即钢带轧制张力、钢带自重、摆动台自重力矩，保证轧制过程中活套始终处于微张力控制状态，既不拉钢也不叠钢，进而满足工艺质量要求。我厂活套张力控制是由西门子STEP7编程软件中的FB 51标准程序块来完成的，工作时操作人员通过WINCC人机界面设定张力、带重和角度基准值，活套将根据实际角度与设定角度的偏差计算达到张力的自动控制，所以角度检测及控制参数设置匹配与否非常重要。
活套闭环自动控制的另一重要内容就是角度自动控制，即套高闭环控制。活套角度闭环控制由STEP7编程软件中的FB 41 PID连续控制块来实现，活套完全依据反馈的角度信号来计算机架的速度补偿量，因此活套角度的检测误差直接影响套高控制效果。活套角度检测装置采用高精度的光码盘来检测，但不能避免现场的各种干扰信号对活套位置信号的干扰，比如，光码盘本身会因机械装置频繁的颤动而输出错误的光码信号；另外光码盘信号线从活套装置到控制柜经过较长距离，在此传输过程中，容易串入其他干扰信号，也会造成了传动装置计数错误，活套码盘计数器溢出。为消除干扰因素对角度检测的影响，程序会在轧件通过活套后，对活套光电码盘进行角度校零。这样可以有效清除了干扰产生的错误计数，而不致影响下一根轧件的顺行。生产实践证明，采用活套角度自动校零技术后，活套干扰信号引起活套系统异常的情况基本杜绝。
3.3.2 活套闭环自动控制操作改进要点
活套闭环控制投用几年来，实际使用不太理想，为使该系统在今后科学稳定运行，必须做好以下几点：
（1）积极做好带钢轧制标准化的建立工作，应根据不同钢种和轧制要求及时科学合理设定活套数据；（2）带钢厂5#、6#活套生产中往往起套角度小于10度，过小的角度会使闭环自动调节的风险加大，产生拉钢质量问题，而过大角度又会导致钢带擦机架进口，导致堵钢，导致5#、6#活套闭环控制无法投用，这种情况必须组织多专业人员共同分析解决；（3）活套传动机构必须尽可能消除机械间隙，并调节好活套摆动台支撑器的高度，只有这样才能确保活套零位及检测角度的准确性。
4 结束语
希望通过本文能让大家对带钢活套系统的工作原理有所了解，并通过规范操作行为，达到进一步用好活套系统的目的，确保该系统今后科学稳定的运行。
参考文献
[1] 廖常初.西门子人机界面（触摸屏）组态与应用技术[M]，机械工业出版社，2008
[2] 徐兵.过程控制[M]，机械工业出版社，2004
[3] 天津电气传动设计研究所.电气传动自动化手册[M]第2版，机械工业出版社，2005
[4] 陈伯时.电力拖动自动控制系统[M]，机械工业出版社，2005