在热轧带钢厂中使用DI-1000仪器进行同步和分布式数据采集

背景

各种应用都需要以分布式和同步方式进行数据采集。考虑一个热轧带钢厂，它从一块钢板开始制造一个长钢卷。该过程包括：

将最初冷的板坯加热到大约 2300°F 的预热程序。

粗加工工艺由多达 5 个辊架组成，使板坯变薄和拉长。

精加工工艺由多达 7 个额外的辊架组成，可将板坯加工成最终的卷材厚度和长度。

一种跳动过程，允许受控冷却以保持钢的冶金性能和形状。

一种将钢卷成最终卷绕形式的卷取工艺。

在通过磨坊之前，板坯厚约 9 英寸，长 30 英尺。当它离开磨机时，它的厚度减少了近 99%，达到大约 0.1 英寸。相应的伸长率伴随着厚度的减少。结果，原来的 30 英尺长度变成了一个钢卷，其未卷曲长度比足球场还长。

将钢板转化为卷材的热轧带钢机应用了许多复杂的工艺，这些工艺必须保持高度的相互依赖的公差，以保证最终产品的质量。控制和测量的关键参数包括：

进入粗轧机前的板坯温度。

组成粗加工和精加工机架的 12 个辊工位中每个工位的各种参数：

滚筒转速。

滚筒电机磁场电压和电流。

滚筒电机电枢电压和电流。

滚轮力。

压平钢离开精轧机时的温度。

跳动上不同位置的温度。

问题

上述任何特定参数的测量都不会带来不寻常的挑战。但是，预热炉的磨机起点和卷取机的终点之间的距离可以是 1，000 英尺或更大。这就定义了对分布式数据采集系统的需求。此外，绝对必须同步在轧机的整个长度上进行的所有测量，以便操作员可以在快照中确定轧机性能。例如，精轧机和粗轧机阶段的辊子旋转速度必须绝对同步，以避免最好的产品质量问题，或在最坏的情况下避免灾难性故障。数据采集同步允许在同一时刻采集和比较所有 12 个辊筒站的 RPM，从而避免延迟（无论多么小）会扭曲轧机的实际性能。出于同样的原因，在跳动的各个部分获得的温度必须同步。如果测量值在时间上存在偏差，则尝试在跳动的开始、中点和结束时关联温度读数几乎没有价值。当您考虑到炽热的成型金属以每秒约50英尺的速度穿过跳动时，尤其如此。即使是 250ms 的时间偏差也表示测量位移误差超过 12 英尺。

溶液

DI-1000 系列仪器经过全新设计，可同时进行分布式和同步。它们的分布式特性允许从个人计算机附近的位置部署多个 DI-1000 单元，最远可达 4，000 英尺，以及介于两者之间的任何位置。多个单元使用常用且廉价的 5 类电缆以菊花链排列方式连接在一起。分布式DI-1000单元可以部署为单个单元，多个单元间隔距离可变，多个单元集群也以随机间隔间隔，或前述的任意组合。因此，DI-1000 系统可以以精确适合应用需求的方式进行配置和部署。

同步功能也透明地内置在 DI-1000 产品中。无论任何单个单元或单元簇在最大菊花链路径上的位置如何，从链中第一个单元的第一个通道到最后一个单元的最后一个通道获得的测量值都是完全同步的。

以热轧带钢轧机为例，DI-1000 仪器的分布式和同步功能带来了非凡的回报：

DI-1000 单元组可能位于每个粗轧和精轧阶段。

单个单元可能位于跳动沿线和预热炉的多个位置。

另一个簇可能位于心轴上以监视假脱机过程。

总之，上述仪表组的距离可能远远超过工厂 1，000 英尺的长度。

从预热炉到心轴以及两者之间的所有点，每个采集的样品都是同步采集的，从而保证时间对齐，这对于判断轧机性能至关重要。

其他应用

对分布式和同步数据采集的需求不仅限于热轧带钢厂。其他受益的应用包括：

冷钢轧机

连续泡菜生产线

回火钢轧机

连续铸钢

电阻焊 （ERW） 制造工艺

无缝钢管轧机

纸浆和造纸厂

卷筒纸印刷机

连续铝铸件

铝轧机

审核编辑：郭婷