田普
中图分类号：V563 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）10-0019-01
2250热轧厂于2008年建成投产，由德国西马克设计的具有当代国际先进水平的热连轧带钢生产线，采用日本TMEIC公司的自动控制系统。轧机轧制能力大、生产工艺先进，设备配置齐全，年设计生产能力达到450万吨。产品厚度范围由1.2mm-25.4mm，宽度范围由800mm-2130mm，以生产汽车用钢、船体结构钢、高温耐候结构钢等为主导产品，还可以生产高附加值的热轧双相钢、多相钢以及高强度级管线钢等，产品的主要特点集中在高强度、高精度、高表面质量和薄规格等方面。是国内继武钢、太钢、马钢后建设的第四条具有国际先进水平的2250mm热连轧宽带钢生产线。
精轧区有七架四辊轧机（即F1～F7），每个机架使用一台交流同步电机驱动，轧机电气传动和自动控制系统使用TMEIC公司TM系列变频传动装置和V系列可编程序控制器。结合西马克轧机设备的控制要求，如冲击补偿控制、张力控制等，实现了对轧机的精确控制，达到了很好的效果，下面分别介绍：
一、传动装置
TMdrive-70变频控制系统是专门用于大中型交流异步电动机传动系统的传动装置，由整流器、逆变器和全数字电压型矢量控制系统组成。整流器和逆变器的功率元件采用TMEIC公司独创的高电压、大功率IEGT（Injection Enhanced Gate Bipolar Transistor）元件，控制方式为电压型矢量控制的三电平控制方式，其输出频率范围大，输出电压平稳，具有很高的功率因数和效率，高次谐波含量低，对电网的污染小，具体特点如下。
（1）逆变器。逆变器三电平PWM电压控制型正弦波电压的谐波分量小；可在四象限下平稳运行；电动机力矩的波动大幅减弱；用于交流异步和同步电动机的输出电压可达3300V，过载能力为150%额定电流（1min）；
（2）整流器。整流器可四象限操作，有足够大的向交流电网回馈电能的再生能力。采用无熔断器输入结构，具有高可靠性。采用PLL检测，实现可把传动系统的功率因数控制为1.0。谐波电流小，不需要输入电抗器。不需要额外的无功功率补偿和谐波过滤装置，从而减少了用于无功功率补偿和谐波过滤装置的费用。
（3）控制系统。采用高性能的32b微处理器。速度调节器的调节精度为±0.01%，响应时间为50ms，调速范围在零速和最大速度之间。力矩调节器的控制精度为±3%，响应时间为50ms。有用于减小传动轴向振动的模拟跟踪控制（SFC）功能。
二、精轧的轧制由过程控制计算机自动操作
根据二级的轧制表，精轧主传动速度控制有几种轧制模型，控制的主要原理是MRH（Master Speed Rheostat）、SSRH（Setting Speed Rheostat）和SUC（Successive）。轧制方案分为带头穿带控制、轧制加速控制和带尾减速控制。
MRH是用于设定精轧机公共速度参考值。MRH包括两部分，一个用于当前板带的加速轧制控制，另一个用于下块板带的穿带速度控制，它是精轧区的基础速度。SUC是机架速度级联控制，是为了确保精轧各机架间物料的秒流量相等而对轧机速度的补偿。SUC速度补偿分为三部分：人工调节速度补偿，活套恒张力控制速度补偿和AGC辊缝控制速度补偿。此外还有F1立辊和F1机架间速度级联是通过自由张力控制实现的。SSRH是针对每个机架的速度设定控制，由于每个轧机的轧辊直径不同以及每个轧机的减速箱减速比不同，所以每个轧机都有自己独立SSRH进行速度设定值的计算。另外，在考虑各机架的速度匹配的基础上，还要考虑到速度的限幅，在手动增加轧制速度的时候，如果某个轧机的轧制速度超过了电流极限或是速度极限，那么加速过程被停止。
在自动模式下可以手动干预MRH的速度给定，通过操作台的三个按钮可以对MRH系统进行加速、保持或减速控制。加速时的最大速度是当前运行速度的1.2倍，并且不能超过最大速度的90%；减速时的最小速度是当前运行速度的0.1倍，并且不能小于最大速度的10%；在按下HOLDING按钮后，轧机自动减速功能有效，而自动加速功能无效，下图为手动干预时轧机的加速和减速的时序图：
当任何一个机架的传动速度到达最大速度的95%时，所有机架的传动速度设定值减少MRH系统的5%，同时保持物流量相等。减速度为固定值0.5m/s2。在手动干预速度级联加速的过程中，如果某轧机传动速度到达最大速度的95%，此时MRH控制所有轧机减速，
电流限幅控制和速度限幅控制相类似。当某传动的电流值到达限幅值时，MRH速度减少5%。减速度为0.5m/s2。
速度补偿
通常，在正常轧制过程中为了保持板带的物流量，轧机有三种速度补偿：1、手动速度级联补偿（限幅±20%）；2、活套控制的速度补偿（限幅±20%）；3、AGC控制的速度补偿（限幅±10%）。除此之外还有F1立辊与F1机架之间的自由张力控制的速度补偿，以及轧机咬钢时的冲击速降补偿。
当板带进入机架时，由于冲击性负载导致传動速度速降，如果不对冲击速降进行补偿，会导致板带起套并且带头厚度增加，下图是对传动的冲击速降补偿时序说明：
当FM入口热金属探测仪检测到带钢时，此时的传动速度等于穿带速度设定值加上冲击速降补偿值，机架加载信号复位冲击速度补偿值，也就是说机架加载后传动的速度等于穿带速度设定值。
