[实用新型]连轧管机的控制系统

说明书

技术领域

本公开涉及轧钢机械的控制系统，尤其涉及一种三辊连轧管机的控制系统。

背景技术

连轧管机控制在无缝钢管生产中十分关键，它直接关系到钢管几何尺寸精度及切头切尾长度，从而影响钢管的成材率以及经济效益。

如图1所示，为现有技术的三辊连轧管机控制系统。现有技术的三辊连轧管机控制系统1，包括以太网交换机11、第一控制器12、第二控制器13和TDC控制器14。其中，第一控制器12、第二控制器13和TDC控制器14通过太网交换机11相互通信。第一控制器12、第二控制器13均为PLC控制器，且均采用的是西门子S7-400系列PLC。第一控制器12负责连轧管机芯棒的润滑区、冷却区、芯棒及毛管上下料区等逻辑控制。第二控制器13主要控制连轧管机的限动电机及主传动电机。TDC控制器14负责辊缝控制系统。TDC控制器14与其他两个PLC控制器有数据交换，三者协同完成连轧管机系统的控制工作。

现有技术的用于完成辊缝控制的TDC控制器14，包括多个CPU模板、多个SM模板、多个CP模板。CPU模板为中央处理模板，用于采集三辊连轧管机系统的数据并对所采集的数据进行处理后，输出控制信号以进行辊缝和轧制力等控制。SM模板为TDC系统专用的输入输出模板，用来进行数字量信号和模拟量信号之间的转换。CP模板为通讯模板，包括两种模板：CP50M1模板和CP51M1模板。TDC控制器14通过CP模板与第一控制器12、第二控制器13进行通信，而不能直接通过第一控制器12、第二控制器13的通讯模块与第一控制器12、第二控制器13进行通信。

对于液压辊缝控制系统，要求“快速性”和“准确性”，其控制周期要求在2～3ms以内。现有的采用TDC控制器14进行连轧管机的辊缝控制系统,多采用西门子大型TDC控制系统(SIMATIC TDC)，但是TDC控制系统价格很高，系统比较复杂，而且与其它设备通讯起来较为复杂。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本申请公开一种能够简化通讯和/或结构简单和/或成本较低的三辊连轧管机的辊缝控制系统。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种连轧管机的控制系统，包括：第一PLC，配置为对连轧管机的芯棒润滑区、冷却区、芯棒及毛管上下料区进行逻辑控制；第二PLC，配置为对限动电机及主传动电机进行控制；辊缝控制单元，包括第三PLC，所述第三PLC为包括至少一个应用模块，每个应用模块具有64位RISC浮点运算处理器并具有0.1ms的最小循环周期；二级管理单元，用于管理和控制所述控制系统的参数；数据采集单元，与所述辊缝控制单元通过光纤连接，用于采集所述辊缝控制单元中的数据；其中所述第一PLC、第二PLC、辊缝控制单元及二级管理单元通过以太网连接。

根据一示例实施方式，所述辊缝控制单元还包括伺服阀、设置于所述连轧管机的液压缸的压力传感器和设置于所述连轧管机的轧辊上的位移传感器，所述压力传感器和位移传感器分别检测所述液压缸的轧制压力信号和所述三辊连轧管机的轧辊上的位移信号，并传送至所述第三PLC。

根据一示例实施方式，所述至少一个应用模块配置为：接收预设的轧辊位移给定值和预期轧制压力参数得到辊缝预设值；根据轧制压力信号和轧辊位移信号计算实际的轧制力和辊缝值；并根据所述实际的轧制力和所述辊缝值得到辊缝补偿量；比较所述辊缝实际值和所述辊缝预设值以产生控制信号。

根据一示例实施方式，所述伺服阀接收所述控制信息以调节所述辊缝和/或轧辊的位置。

根据一示例实施方式，所述二级管理单元产生预设的轧辊位移给定值和预期轧制压力参数并传送至所述辊缝控制单元，接收所述辊缝控制单元反馈的实际轧制力和实际辊缝值。

根据一示例实施方式，所述第三PLC为SIMATIC S7-400控制器，所述应用模块为FM458DP。

根据一示例实施方式，所述FM458DP应用模块为三个。

根据一示例实施方式，还包括报警和诊断单元，所述报警和诊断单元接收并比较所述实际的轧制力、所述实际辊缝值与所述预设的轧辊位移给定值、所述预期轧制压力参数之间的偏差，产生诊断或报警信息。

根据一示例实施方式，还包括人机界面，所述人机界面接收外部指令并将所述外部指令传送至所述辊缝控制单元。