济源钢铁公司高速线材车间为全连续式高速线材车间，设计速度100m/s，设计产量35万t/a，原料为150mm150mm9000mm连铸坯。产品尺寸为圆钢5.5 ~ 16毫米；8 ~ 14毫米螺纹钢。这条生产线是我国自行设计、制造、调试的高速线材生产线，代表了我国的最高水平。该系统的控制范围包括加热炉区、粗轧区、中轧区、预精轧区、预冷段、精轧区、水冷段和夹送辊旋转区。一、系统结构济源高铁线路自动化控制系统采用以PLC为核心的三级网络结构。PLC型号采用GEFanuc9070。HMI操作站采用CIMPLICITY人机界面系统。监控网络采用通用以太网，连接PLC和HMI操作站系统，用于传输HMI的监控操作信息，并可通过该网络用于PLC编程监控。PLC挂的传输级网络采用ProrfiBusDP，连接所有DC传输设备和变频器。现场总线采用GENUIS，用于连接分布式I/O系统和PLC之间的通信。自动化的所有基本控制功能都集中在PLC中，各传动装置作为控制系统的执行机构，根据PLC系统的指令控制轧机速度。全线配置三级自动化网络，相互通信，资源共享，并行运行，形成集中管理，分散控制的自动化系统。由于分散控制和增强的可靠性，局部设备的故障不会影响全局，而集中监控将使操作者和管理者掌握全局。二。监控系统1。HMI操作站的主操作员与轧机控制系统交换信息的主界面是CIMPLICITY人机界面系统，它是一个带有彩色图形显示的中文界面。本系统选用三台CIMPLICITY人机界面计算机，一台作为服务器，另外两台作为客户端。三个系统的接口完全相同，方便电气人员维修和维护。服务器端的操作员可以完成如下所有功能：在客户端，操作员可以完成除“设置”以外的所有功能，即只能监控，无权操作和设置轧线系统。系统主要功能分为以下几类：(1)通过轧制规程设定轧制线设定数据，编译、修改、存储、检索、下载、加载。在生产过程中，一些操作屏幕用于修改需要经常修正的参数。(2)监视轧制过程的概况和轧制设备运行数据的显示。条形图用于显示整个主驱动电机的转速和电流的百分比。数据表用于显示轧制过程中每个机架的各种参数。系统运行模式和控制功能的选择和状态显示。液压站、润滑站等辅助设施的运行状态显示。(3)分析轧件跟踪信号显示屏，用于检查每一帧的咬钢情况和头尾跟踪系统的工作情况。金属探测器和活套扫描器的诊断图用于分析轧制线中各种检测元件的工作状况。(4)诊断系统利用诊断系统可以方便地发现合闸情况、运行情况、过钢情况的每一个环节。诊断信息按照层次进行分类，在不同的状态下显示不同的字符和颜色。(5)报警系统故障报警信息的自动登录。在报警画面上显示事故报警信息，包括报警发生时间、持续时间、物理名称、报警级别、报警信息的中文描述等信息。DC故障代码的具体含义可在该屏幕中找到。2.CP2集中控制台用于实现生产过程中的快速响应或频繁操作。3.就地操作箱系统配备必要的就地操作箱设备。用于轧机换辊、维护、点动、冷却水阀的局部开启和关闭以及保护装置的开启和关闭
当轧制线不能自动停止时，可以通过CP2主控制台上区域内的急停按钮或本地操作盒上的急停按钮来快速停止该区域。当网络出现故障，快速停止失败时，可以使用CP2上的紧急停止按钮直接打开制动器。为了减少轧线启动对设备和电网的影响，轧线各传动装置按慢斜率逐渐加速到设定速度，系统设定为正常启停10s，快速停车3s，达到100%给定速度。2.轧制线速度串级系统该系统通过速度设定串级和自动调节串级相结合，为轧制线中各机架的速度提供速度设定。其中，速度设定级联决定了决定轧制线参考速度(本系统采用精轧机出口速度)和各机架延伸率的各袖手旁观的设定速度；自动调节串级是指活套调节器或微张力调节器产生的速度校正率，通过串级校正每个机架的速度。为了保证精轧机出口速度的稳定，该系统的级联方向为反向轧制方向，即从精轧机到轧制线的上游。线速度设定串级和自动调节串级综合生成各机架的线速度设定，然后根据相应机架的工作辊直径和减速机的速比转换成电机轴转速，再线性转换成速度设定信号，由PLC通过实时通信网络发送给主传动调速系统。3.手动调整机架之间的速度关系。当设定的速度偏差过大，超过机架间自动调节系统的范围(5%)或机架间自动调节系统关闭时，操作员可以手动调节任意相邻机架间的速度关系，以消除机架间的堆钢和拉伸现象。手动干预直接作用于速度设定级联系统来修改帧的伸长。4、微张力自动控制 本系统的前12个机架采用微张力控制，设有微张力调节器，其作用是根据检测的张力大小偏差产生速度修正信号，调整机架速度以维持张力值不变。从而实现其前后机架间的速度匹配以保证产品质量。系统通过检测电机电流的大小，间接求出机架间张力的大小，通过PLC中的微张力调节器进行控制。 5、活套自动控制 活套是用来检测和调整相邻机架间的速度关系从而实现无张力轧制的一种手段，适合于轧件截面较小的场合。活套控制分为活套调节器的控制和起套辊控制。 系统设有5个立活套和1个侧活套，根据活套设定高度与活套扫描器检测的活套高度的偏差产生速度修正信号，调整机架速度维持活套高度在给定值上不变，从而实现其前后机架间正确的速度配合。各活套产生的速度修正信号，均改变其前一机架的速度，并以同样的比率向该机架以及上游机架进行速度级联控制，终止至本只钢的尾部所在机架。 6、速度设定自适应功能 机架间自动调节级联（活套、微张力等）产生的速度修正信号反映设定的机架间速度关系（延伸率）的误差。速度设定自适应系统根据稳定轧制时这一误差的大小修正对应机架的延伸率，这样就可以将在自动调节级联中才能修正的误差提前到在速度设定级联中消除。这一修正后的延伸率将使下一根钢到来时机架间的速度配合关系处于最佳状态。 7、冲击速度（动态速降）补偿 冲击速度补偿系统于咬钢之前在正常的轧机设定速度上叠加一速度增量，咬钢后将上述增量撤销，从而达到减小以致消除动态速度降影响的目的。另一方面，一定量的冲击速度降有助于精轧机架间的活套形成，初始套量的大小可通过改变冲击速度补偿值进行控制。 8、轧件头尾跟踪及故障检测 控制系统对轧件进行头尾跟踪，以产生所需的控制信号及实现协调的顺序控制。头尾跟踪的另一目的是进行轧件故障（跑钢）检测并起动报警或切废等。 9、吐丝机前夹送辊的控制 在本套控制系统中，“轧件头尾跟踪” 是该系统的基础，它为轧线其他控制功能的实现提供准确的动作时间并为轧制节奏的提高提供了有力的保障。“活套自动控制” 是本套控制系统的重点也是难点，最终成品的质量有赖于活套调节器的控制水平和起套辊的准确动作。“速度设定自适应功能”是本套控制系统的亮点，它根据轧制环境的变化自动修正速度设定系统，生产过程中基本上无需人工干预，减轻了工人的劳动强度，实现了真正意义的自动化。“吐丝机前夹送辊的控制”是本套系统的又一难点，精轧出口速度达100m/s，在如此高的速度下保证夹送辊准确夹送轧件并在精轧机、夹送辊、吐丝机之间实现正常张力关系，对控制系统的快速性和准确性都是严峻的考验。
