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宝钢股份冷轧薄板厂酸洗弧形对中装置改善项目是宝钢重大改造项目。通过技术改造,使开卷机上卷实现自动对中功能,从而减轻工人劳动强度,提高生产效率,提高穿带速度;减少由于弧形对中装置夹紧力过大而造成带钢中部拱起或单侧翻边而导致剪切翻边、带钢宽度超差的故障,提高机组产能;减少因夹紧不到位造成带钢不对中,致使两侧剪边宽度不等而造成机组被迫停机的故障,提高带钢剪切稳定性和剪切质量,减少废钢量,从而提高产品质量。本文是以该项目中控制系统的研究与实现为背景展开工作的。
本文分析了酸洗和对中装置的工艺背景,并根据对中控制系统存在的问题制定了解决方案,提出了不同于以往对中控制系统所应用的电液位置伺服控制的控制策略,采用了电液力伺服控制方案。
对中控制系统中需要精确控制的部分是电液伺服系统,经过对电液伺服系统的研究,本文针对现场实际情况建立了电液伺服控制系统的模型,其中,考虑了意外干扰力和外部干扰对系统模型的影响。针对现场扰动多的现状和PID控制器有超调的缺点,利用自抗扰控制器对电液伺服系统进行了控制算法的改进,并利用Matlab对系统进行了仿真研究。
依据解决方案,经过对Profibus现场总线技术的学习,以Profibus-DP单主站系统为框架,利用德国西门子公司S7-300系列PLC、ET200M、Profibus电缆、传感器等硬件搭建了对中控制系统硬件平台,软件部分是通过SIMATIC Step7编程实现。
该项目实现了宝钢股份冷轧薄板厂酸洗生产线上卷部分自动化和弧形对中部分的伺服控制,满足了厂方的要求;电液伺服系统模型的建立对分析和设计电液伺服系统有很大的帮助;自抗扰控制器的引入提高了系统的鲁棒性,为进一步的应用提供了依据。