位置：施工组织设计大全 >> 房建工程施工组织设计 >> 宁波建龙钢铁公司1780热连轧自动化系统基本设计规格书.doc

更多房建工程施工组织设计详细说明

1.2    设计范围与设计原则
1.2.1.1    设计范围
建龙1780mm热轧带钢工程基本设计包括：从加热炉上料辊道A1开始至卷取区运输链结束的整个轧线的过程自动化控制系统、基础自动化控制系统、传动控制系统及检测仪表。其中不包括1～3号加热炉的燃烧控制，具体以宁波建龙钢铁公司与北京金自天正智能控制股份有限公司签订的《宁波建龙钢铁公司1780mm热连轧三电控制系统合同》及其相关附件内容为准。
1.2.2    设计原则
为保证带钢热连轧生产线能够具有先进的综合技术水平，在整体考虑三电控制系统时，对电气、仪表、计算机三个部分均应选用在满足工艺控制要求方面行之有效，并具有较高的技术经济指标的控制系统及相关设备。确保系统具有较高的可靠性、开放性、可扩展性和可维护性；同时，应充分考虑到将来与二期工程的系统连接、数据集成及共享平台等问题，预留足够的、必要的接口，并确保在不影响一期工程生产的情况下，能够实现二期工程的设计、施工及调试工作的顺利实施。对于过程自动化控制系统，在可靠性方面，对关键设备及部件需按冗余方式进行设计和配置。
整个带钢热连轧生产线作为一个整体、复杂的系统，按照有关合同及其技术附件要求选用具有国际先进水平的分布式控制系统。过程自动化控制系统、基础自动化控制系统、检测仪表三者通过网络设备再连接成一体，使整体系统在结构，控制原则等方面具有广泛的统一性，减少硬件设备及系统软件的种类，减少系统的开发和维护工作量，减少备品备件，减少安装面积，减少建设投资。
在系统设计时，将注意借鉴和吸收目前国内外类似生产线成功的经验，在保证实现合同及其附件规定的各种控制功能的基础上，充分考虑本生产线自身的特点，努力做到操作、维护方便，故障率低，自动化水平高，使其尽快达产、顺产。
目      录
第 1 章    建龙1780mm热轧带钢生产线工艺及设备    1-1
1.1    设计依据    1-1
1.2    设计范围与设计原则    1-1
1.2.1.1    设计范围    1-1
1.2.2    设计原则    1-1
1.3    生产规模、成品大纲与金属平衡    1-2
1.3.1    生产规模    1-2
1.3.2    成品大纲    1-2
1.3.3    金属平衡    1-4
1.4    生产线主要设备组成与布置    1-4
1.5    生产线工艺简述    1-10
1.5.1    生产线工艺流程    1-10
1.5.2    生产线工艺与装备主要特点    1-13
第 2 章    自动化控制系统综述    2-1
2.1    自动化控制系统总体配置方案    2-1
2.1.1    网络系统    2-1
2.1.2    过程机系统    2-9
2.1.3    HMI设备    2-12
2.1.3.1    HMI服务器    2-12
2.1.3.2    HMI    2-12
2.1.3.3    打印机    2-14
2.1.4    PLC设备    2-14
2.2    系统设备配置与功能分配    2-18
2.2.1    过程自动化系统的配置和功能    2-18
2.2.2    HMI服务器的配置和功能    2-20
2.2.3    HMI的配置和功能    2-20
2.2.3.1    L2级HMI的功能分配    2-20
2.2.3.2    L1级HMI的功能分配    2-21
2.2.4    基础自动化控制系统 PLC、TDC 的控制功能    2-25
2.3    轧线自动化控制系统的控制方式及非正常情况处理    2-33
2.3.1    轧线自动化控制系统的控制方式    2-33
2.3.2    轧线的非正常情况处理    2-34
第 3 章    过程自动化控制系统    3-1
3.1    过程控制系统功能和结构    3-1
3.1.1    过程控制计算机与基础自动化级的数据通信    3-1
3.1.1.1    过程控制计算机与HMI服务器之间的数据通讯    3-1
3.1.1.2    过程控制计算机与PLC之间的数据通讯    3-1
3.1.1.3    过程控制计算机之间的数据通讯    3-2
3.1.1.4    过程控制计算机与数据中心计算机通讯    3-2
3.1.2    过程控制级系统功能    3-2
3.1.2.1    轧制规程的设定    3-2
3.1.2.2    轧制规程的再设定    3-2
3.1.2.3    提高成品率    3-2
3.1.2.4    提高产品质量    3-3
3.1.2.5    加快新品种、新工艺研制    3-3
3.1.3    过程控制计算机结构    3-3
3.1.3.1    数据采集子系统    3-3
3.1.3.2    轧件跟踪子系统    3-3
3.1.3.3    过程监控子系统    3-3
3.1.3.4    轧机控制子系统    3-3
3.1.3.5    实用工具软件子系统    3-4
3.1.4    过程控制计算机系统的功能说明    3-4
3.2    过程控制计算机系统数据管理    3-5
3.2.1    ORACLE数据库数据处理    3-5
3.2.2    过程控制计算机ORACLE数据库设计    3-5
3.2.2.1    过程控制计算机ORACLE数据库设计    3-5
3.2.2.2    数据库中数据表的组成    3-6
3.2.3    过程控制计算机C++编程环境及全局变量处理    3-7
3.2.4    过程控制计算机启动时全局变量处理    3-8
3.2.5    过程控制计算机通信数据    3-8
3.2.5.1    过程控制计算机与基础自动化级通信数据    3-8
3.2.5.2    过程控制计算机与操作站级通信数据    3-9
3.2.6    过程控制计算机启动时数据处理    3-9
3.3    过程控制计算机轧件跟踪    3-9
3.3.1    过程控制计算机轧件跟踪实现方法    3-9
3.3.1.1    过程控制计算机轧件跟踪基本原理    3-9
3.3.1.2    过程控制计算机轧件跟踪实现方法    3-9
3.3.1.3    轧件跟踪实现方法    3-10
3.3.1.4    跟踪映象表的结构：    3-10
3.3.1.5    轧件跟踪信息的有效性检查    3-11
3.3.1.6    过程控制计算机轧件跟踪修正功能    3-12
3.3.1.7    过程控制计算机轧件数据库数据存取方式    3-13
3.3.1.8    过程控制计算机轧件跟踪进程功能    3-13
3.3.1.9    过程控制计算机轧件跟踪进程信号来源    3-13
3.3.1.10    过程控制计算机轧件数据库SRTCOM更新方式    3-13
3.3.1.11    跟踪传感器的选择    3-15
3.3.1.12    跟踪修正    3-15
3.3.1.12.1    轧件跟踪加热炉区跟踪事件传感器选择    3-15
3.3.1.12.2    粗轧区跟踪区跟踪事件传感器选择    3-16
3.3.1.12.3    精轧跟踪区跟踪事件传感器选择    3-16
3.3.1.12.4    轧件跟踪卷取跟踪区传感器选择    3-16
3.3.1.13    加热炉区轧件跟踪    3-17
3.3.1.13.1    加热炉区板坯核对    3-17
3.3.1.13.2    加热炉区板坯装炉规则    3-17
3.3.1.13.3    加热炉入口侧跟踪方法    3-18
3.3.1.13.4    加热炉入口侧跟踪事件    3-18
3.3.1.13.5    加热炉炉内跟踪方法    3-18
3.3.1.13.6    加热炉炉内跟踪事件    3-19
3.3.1.13.7    加热炉炉内位置跟踪    3-19
3.3.1.13.8    加热炉炉内位置跟踪修正    3-20
3.3.1.13.9    加热炉出炉轧件跟踪    3-21
3.3.1.13.10    加热炉出炉轧件跟踪事件    3-21
3.3.1.13.11    加热炉强制入炉    3-21
3.3.1.13.12    加热炉跟踪修正    3-21
3.3.1.14    粗轧区轧件跟踪    3-21
3.3.1.14.1    粗轧区轧件跟踪方法    3-21
3.3.1.14.2    粗轧区轧件跟踪事件    3-21
3.3.1.15    精轧区轧件跟踪    3-22
3.3.1.15.1    精轧区轧件跟踪方法    3-22
3.3.1.15.2    精轧区轧件跟踪事件    3-22
3.3.1.16    卷取区轧件跟踪    3-22
3.3.1.16.1    卷取区轧件跟踪方法    3-22
3.3.1.16.2    卷取区轧件跟踪事件    3-22
3.3.1.17    卷取区卷取出口部分轧件跟踪    3-23
3.3.1.17.1    过程控制计算机轧件跟踪实现方法的特点    3-24
3.3.2    轧件跟踪激活的轧线控制    3-24
3.3.2.1    轧件跟踪激活的设定模型    3-25
3.3.2.1.1    轧件位于加热炉入口时激活的设定模型    3-25
3.3.2.2    轧件位于加热炉出口时激活的设定模型    3-26
3.3.2.2.1    轧件位于加热炉出口且实际出炉温度与轧制尺寸有效    3-26
3.3.2.2.2    轧件位于加热炉出口高温计D.O.PY201激活自学习模型    3-26
3.3.2.2.3    轧件首次位于PY202入口时激活的设定模型    3-26
3.3.2.2.4    轧件位于E1R1粗轧末道次出口激活的设定模型    3-26
3.3.2.2.5    轧件位于LCE1 (正向)、轧件LCR1 (反向)入口激活的在线模型    3-26
3.3.2.2.6    轧件位于LCE2 (正向)、轧件LCR2 (反向)入口激活的在线模型    3-26
3.3.2.2.7    轧件位于E1R1末道次出口激活的在线模型    3-26
3.3.2.2.8    轧件位于E2R2末道次出口激活的在线模型    3-26
3.3.2.2.9    轧件位于E2R2粗轧末道次出口激活的设定模型    3-27
3.3.2.2.10    轧件位于精轧入口高温计PY302激活的设定模型    3-27
3.3.2.2.11    轧件位于精轧F1、F2、F3咬钢时激活的自适应模型    3-27
3.3.2.2.12    轧件位于精轧F2或F3咬钢时激活的设定模型    3-27
3.3.2.2.13    轧件位于精轧末机架咬钢时激活的在线模型    3-27
3.3.2.2.14    轧件位于精轧出口高温计出口PY303激活模型    3-27
3.3.2.2.15    轧件位于卷取机入口高温计入口时激活的在线模型    3-27
3.3.2.2.16    轧件位于卷取机入口高温计出口时激活的模型    3-27
3.3.2.2.17    卷取机出口事件激活的自学习模型    3-27
3.3.2.3    模型输入输出    3-27
3.3.2.3.1    粗轧模型设定计算输入输出    3-27
3.3.2.3.2    卷取机模型设定计算输入输出    3-28
3.3.2.3.3    精轧0次设定模型计算输入输出    3-28
3.3.2.3.4    精轧1次设定模型计算输入输出    3-29
3.3.2.3.5    精轧2次设定模型计算输入输出    3-30
3.3.2.3.6    层流冷却设定模型输入输出    3-31
3.4    轧制节奏控制    3-31
3.4.1    轧制节奏控制的功能    3-32
3.4.2    轧制节奏控制的工作方式    3-33
3.4.3    轧制节奏触发事件    3-34
3.4.4    轧制节奏控制模型    3-34
3.5    报表子系统    3-34
3.5.1    生产报表    3-35
3.5.2    故障报表    3-37
3.6    过程控制计算机的监控功能    3-37
3.6.1    报警信息    3-37
3.6.2    生产计划输入和管理    3-37
3.6.2.1    轧制计划的组织和主要数据内容    3-37
3.6.2.2    轧制计划的输入和传送    3-42
3.6.3    轧制计划的管理    3-42
3.6.3.1    轧制计划的编辑和显示    3-43
3.6.4    轧辊数据接收和存档    3-43
3.6.4.1    轧辊数据输入和存档    3-43
3.6.4.2    轧辊数据修改    3-43
3.6.4.3    轧辊数据    3-44
3.7    精轧卷取区轧制规程计算及精轧卷取模型系统    3-44
3.7.1    精轧策略    3-44
3.7.1.1    压下率方式    3-44
3.7.1.2    轧制力分配方式    3-44
3.7.1.3    精轧轧制规程计算流程    3-44
3.7.2    精轧轧制规程计算    3-45
3.7.2.1    精轧轧制规程计算模型结构    3-45
3.7.2.2    精轧轧制规程计算模型表    3-46
3.7.3    精轧轧制规程计算方法    3-47
3.7.3.1    精轧轧制规程压下制度计算    3-48
3.7.4    机架速度设定值计算    3-49
3.7.5    精轧在线控制功能    3-50
3.7.5.1    穿带自适应    3-50
3.7.6    终轧温度的在线控制    3-50
3.7.7    卷取机设定计算    3-50
3.8    精轧卷取模型系统    3-50
3.8.1    精轧模型计算必要条件    3-50
3.8.2    精轧模型    3-51
3.8.3    卷取机模型    3-55
3.8.4    自学习方法    3-58
3.8.4.1    长期自学习    3-58
3.8.4.2    短期自学习    3-58
3.9    系统维护工具    3-58
3.10    模拟轧钢    3-59
3.11    过程控制计算机之间的通信数据    3-59
3.11.1    加热炉过程控制计算机传送给精轧过程控制计算机信号    3-59
3.11.2    粗轧过程控制计算机传送给精轧过程控制计算机信号    3-59
3.11.3    精轧过程控制计算机传送给粗轧过程控制计算机信号    3-60
3.11.4    精轧过程控制计算机传送给数据中心计算机信号    3-61
3.11.5    数据中心计算机传送给精轧卷取过程控制计算机信号    3-61
第 4 章    加热炉区基础自动化控制系统    4-1
4.1    公共逻辑控制系统PLC101    4-1
4.1.1    系统配置及硬件组成    4-1
4.1.2    PLC101功能说明    4-2
4.1.3    操作台、机旁箱    4-6
第 5 章    粗轧区基础自动化控制系统    5-1
5.1    粗轧区公共逻辑与介质控制系统PLC201A、PLC201B    5-1
5.1.1    PLC201A    5-1
5.1.1.1    系统配置及硬件组成    5-1
5.1.1.2    PLC201A功能说明    5-2
5.1.1.3    机旁操作箱、机旁控制箱    5-5
5.1.2    PLC201B    5-5
5.1.2.1    PLC201B系统配置图    5-5
5.1.2.2    PLC201B功能说明    5-6
5.2    粗轧 E1 & R1控制系统PLC202    5-10
5.2.1    系统配置及硬件组成    5-10
5.2.2    PLC202功能说明    5-11
5.2.3    操作台、机旁箱    5-18
5.3    粗轧 E2 & R2区控制系统PLC203    5-18
5.3.1    系统配置及硬件组成    5-18
5.3.2    PLC203功能说明    5-19
5.3.3    操作台、机旁箱    5-25
5.4    粗轧 E1 & E2 AWC控制系统PLC204    5-25
5.4.1    系统配置及硬件组成    5-25
5.4.2    PLC204功能说明    5-26
5.4.3    操作台、机旁箱    5-29
5.5    粗轧R2自动厚度控制系统PLC205    5-29
5.5.1    系统配置及硬件组成    5-29
5.5.2    PLC205功能说明    5-30
5.5.3    操作台、机旁箱    5-35
第 6 章    精轧区自动化控制系统    6-1
6.1    飞剪控制系统PLC301    6-1
6.1.1    系统配置及硬件组成    6-1
6.1.2    功能说明    6-1
6.1.3    操作台、机旁箱    6-5
6.2    精轧区公共逻辑及介子控制系统PLC302A、PLC302B    6-5
6.2.1    PLC302A    6-5
6.2.1.1    系统配置及硬件组成    6-5
6.2.1.2    功能说明    6-7
6.2.1.3    操作台、机旁箱    6-11
6.2.1.4    PLC302B    6-12
6.2.1.4.1    PLC302B系统配置及硬件组成    6-12
6.2.1.4.2    PLC302B功能说明    6-12
6.2.1.4.3    精轧液压站    6-15
6.2.1.4.4    AGC液压站    6-15
6.2.1.4.5    精轧1#稀油润滑站    6-16
6.2.1.4.6    精轧2#稀油润滑站    6-16
6.2.1.4.7    精轧3#稀油润滑站    6-17
6.2.1.4.8    精轧4#稀油润滑站    6-17
6.3    精轧速度主令及活套控制系统PLC303    6-18
6.3.1    系统配置及硬件组成    6-18
6.3.2    功能说明    6-18
6.3.3    操作台、机旁箱    6-25
6.4    精轧F1E及F1 HAGC控制系统PLC304    6-26
6.4.1    系统配置及硬件组成    6-26
6.4.2    功能说明    6-27
6.4.3    操作台、机旁箱    6-35
6.5    精轧F2～F7 HAGC控制系统PLC305～PLC310    6-37
6.5.1    系统配置及硬件组成    6-37
6.5.2    功能说明    6-37
6.5.3    操作台、机旁箱    6-37
6.6    层流冷却控制系统PLC311    6-37
6.6.1    系统配置及硬件组成    6-37
6.6.2    功能说明    6-37
6.6.3    操作台、机旁箱    6-39
第 7 章    卷取区自动化控制系统    7-1
7.1    1#、2#、3#地下卷取机控制系统PLC401、PLC402、PLC403    7-2
7.1.1    系统配置及硬件组成    7-2
7.1.1.1    PLC401系统配置及硬件组成    7-2
7.1.1.2    PLC402系统配置及硬件组成    7-3
7.1.2    卷取机功能说明    7-4
7.1.3    操作台、操作箱    7-18
7.1.3.1    现场操作箱    7-19
7.2    卷取公共逻辑控制系统PLC404    7-19
7.2.1    PLC404自控系统配置    7-19
7.2.2    PLC404功能说明    7-19
7.2.3    卷取液压站    7-21
7.2.4    卷取液压站机旁操作箱    7-22
7.2.5    1#运输链液压站    7-22
7.2.6    2#运输链液压站    7-22
7.2.7    卷取润滑站    7-23
7.3    钢卷运输控制系统PLC405    7-24
7.3.1    PLC405系统配置及硬件组成    7-24
7.3.2    钢卷运输链功能说明    7-25
7.3.3    操作台、操作箱    7-27
第 8 章    基础自动化控制系统盘、箱、柜说明    8-1
8.1    PLC机柜    8-1
8.2    操作台    8-3
8.3    HMI终端台    8-3
8.4    机旁操作箱    8-5
第 9 章    传动控制系统    9-1
9.1    主传动控制系统    9-1
9.1.1    环境要求    9-1
9.1.1.1    接地要求    9-1
9.1.1.2    供电电源要求    9-1
9.1.1.3    施工要求    9-1
9.1.1.4    温度要求    9-1
9.1.2    系统概况    9-2
9.1.3    主电动机技术数据    9-2
9.1.3.1    水平轧机电机电气数据    9-2
9.1.3.2    立辊电机及飞剪电机电气数据    9-3
9.1.4    传动系统性能指标    9-3
9.1.5    交交变频主电路方案    9-6
9.1.5.1    高压供电    9-6
9.1.5.2    低压辅助供电    9-7
9.1.5.3    主回路系统结构概况    9-7
9.1.6    主回路的参数计算    9-7
9.1.6.1    主整流变压器的选择    9-7
9.1.6.2    晶闸管元件的选择    9-11
9.1.7    励磁回路参数计算    9-16
9.1.7.1    励磁整流变压器的选择    9-16
9.1.7.2    励磁整流晶闸管的选择    9-19
9.1.8    主回路开关    9-19
9.1.9    控制系统方案    9-19
9.1.10    矢量控制系统原理：    9-20
9.1.11    SIMADYN D控制系统简介    9-20
9.1.11.1    SIMADYN D硬件配置说明    9-20
9.1.11.2    SIMADYN D控制系统软件说明    9-21
9.1.12    控制系统通讯方案    9-23
9.1.13    SIMADYN D本地通讯    9-23
9.1.14    信息管理及系统监控    9-24
9.1.15    系统过程控制通讯    9-24
9.1.16    系统保护与逻辑接口设计    9-24
9.1.16.1    保护系统设计    9-24
9.1.16.2    过电压保护    9-25
9.1.16.3    过电流保护    9-25
9.1.16.4    过速度保护    9-26
9.1.16.5    电机不平衡保护    9-26
9.1.16.6    设备过热保护    9-26
9.1.16.7    接地保护    9-26
9.1.17    逻辑接口设计    9-26
9.1.18    谐波治理与动态无功补偿    9-27
9.1.18.1    谐波分析    9-27
9.1.19    交交变频器的输入功率因数    9-28
9.1.20    谐波治理及无功补偿    9-29
9.1.21    轧机主传动设备清单    9-30
9.2    辅传动控制系统    9-34
9.2.1    基本控制方案概述    9-34
9.2.2    辅传动异步机控制方案    9-36
9.2.3    卷取机同步机控制方案    9-38
9.2.4    系统的性能指标    9-39
9.2.5    电机清单    9-39
9.2.6    变频辅传动系统变压器订货数据    9-47
9.2.7    变频器选型清单    9-49
9.2.8    变频交流辅传动系统单线图    9-55
9.2.9    MCC交流传动系统单线图    9-55
9.2.10    变频交流辅传动系统柜体排列图    9-55
9.2.11    变频交流辅传动系统设备清单    9-55
第 10 章    仪表检测系统    10-1
10.1    仪表检测系统综述    10-1
10.2    轧线仪表布置    10-1
10.2.1    轧线仪表冷却水、压缩空气需求表    10-6
10.2.2    轧线仪表供电电源需求表    10-7
10.3    轧线仪表基本设计    10-8
10.3.1    测压仪    10-8
10.3.1.1    测压系统概述    10-8
10.3.1.2    主要技术指标和参数    10-9
10.3.1.3    安装说明    10-10
10.3.2    测宽仪    10-10
10.3.2.1    粗轧区测宽仪概述    10-10
10.3.2.1.1    主要技术要求和参数    10-11
10.3.2.1.2    安装要求    10-12
10.3.2.2    精轧区测宽仪概述    10-13
10.3.2.2.1    主要技术要求和参数    10-14
10.3.2.2.2    用户需提供的部分    10-16
10.3.3    测厚仪    10-16
10.3.3.1    概述    10-16
10.3.3.2    技术指标和参数    10-17
10.3.3.3    安装要求    10-18
10.3.4    辊缝仪    10-18
10.3.4.1    辊缝仪概述    10-18
10.3.4.2    主要技术参数    10-20
10.3.4.3    安装说明    10-21
10.3.5    高温计    10-21
10.3.5.1    概述    10-21
10.3.5.2    技术指标和参数    10-21
10.3.5.3    安装要求    10-22
10.3.6    热金属检测器    10-22
10.3.6.1    概述    10-22
10.3.6.2    技术指标和参数    10-22
10.3.6.3    安装要求    10-22
10.3.7    冷金属检测器    10-23
10.3.7.1    概述    10-23
10.3.7.2    技术指标和参数    10-23
10.3.7.3    安装要求    10-23
10.3.8    激光检测器    10-23
10.3.8.1    概述    10-23
10.3.8.2    技术指标和参数    10-24
10.3.8.3    安装要求    10-24
10.4    基础自动化控制系统PLC与轧线仪表接口    10-24
第 11 章    电气系统抗干扰及接地说明    11-1
11.1    电气系统接地要求    11-1
11.2    电缆、光缆敷设要求    11-1
11.2.1    超5类双绞线    11-1
11.2.1.1    布线要求    11-1
11.2.1.2    双绞线的连接    11-1
11.2.1.2.1    双绞线连接需要如下设备    11-1
11.2.1.2.2    双绞线接线    11-1
11.2.2    光纤    11-2
11.2.2.1    光缆缆敷设要求    11-2
11.2.2.2    光纤连接所需设备    11-2
11.2.2.3    光纤接续    11-2
11.2.3    Profibus网络通讯电缆    11-2
11.2.4    PLC基础自动化控制系统所用电缆    11-3