在熱軋鋼廠中使用DI-720/DI-730儀器進(jìn)行同步和分布式數(shù)據(jù)采集

背景

在各種應(yīng)用中，都需要以分布式和同步方式獲取數(shù)據(jù)?？紤]一個(gè)熱軋帶鋼廠，它從一塊鋼板開(kāi)始制造一個(gè)長(zhǎng)鋼卷。該過(guò)程包括：

將最初冷的板坯加熱到大約 2300°F 的預(yù)熱程序。

粗加工工藝由多達(dá) 5 個(gè)輥架組成，使板坯變薄和拉長(zhǎng)。

精加工工藝由多達(dá) 7 個(gè)額外的輥架組成，可將板坯加工成最終的卷材厚度和長(zhǎng)度。

一種跳動(dòng)過(guò)程，允許受控冷卻以保持鋼的冶金性能和形狀。

一種將鋼卷成最終卷繞形式的卷取工藝。

在通過(guò)磨坊之前，板坯厚約 9 英寸，長(zhǎng) 30 英尺。當(dāng)它離開(kāi)磨機(jī)時(shí)，它的厚度減少了近 99%，達(dá)到大約 0.1 英寸。相應(yīng)的伸長(zhǎng)率伴隨著厚度的減少。結(jié)果，原來(lái)的 30 英尺長(zhǎng)度變成了一個(gè)鋼卷，其未卷曲長(zhǎng)度比足球場(chǎng)還長(zhǎng)。

將鋼板轉(zhuǎn)化為卷材的熱軋帶鋼機(jī)應(yīng)用了許多復(fù)雜的工藝，這些工藝必須保持高度的相互依賴(lài)的公差，以保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量?？刂坪蜏y(cè)量的關(guān)鍵參數(shù)包括：

進(jìn)入粗軋機(jī)前的板坯溫度。

組成粗加工和精加工機(jī)架的 12 個(gè)輥工位中每個(gè)工位的各種參數(shù)：

滾筒轉(zhuǎn)速。

滾筒電機(jī)磁場(chǎng)電壓和電流。

滾筒電機(jī)電樞電壓和電流。

滾輪力。

張力。

實(shí)際速度和速度參考。

壓平鋼離開(kāi)精軋機(jī)時(shí)的溫度。

跳動(dòng)上不同位置的溫度。

問(wèn)題

上述任何特定參數(shù)的測(cè)量都不會(huì)帶來(lái)不尋常的挑戰(zhàn)。但是，預(yù)熱爐的磨機(jī)起點(diǎn)和卷取機(jī)的終點(diǎn)之間的距離可以是 1，000 英尺或更大。這就定義了對(duì)分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的需求。此外，絕對(duì)必須在整個(gè)軋機(jī)長(zhǎng)度上進(jìn)行的所有測(cè)量都是同步的。操作員必須能夠及時(shí)關(guān)聯(lián)所有儀器通道上的所有事件，無(wú)論其位置如何，以準(zhǔn)確評(píng)估軋機(jī)性能。

例如，精軋機(jī)和粗軋機(jī)階段的輥?zhàn)有D(zhuǎn)速度必須絕對(duì)同步，以避免最好的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，或在最壞的情況下避免災(zāi)難性故障。數(shù)據(jù)采集同步允許在同一時(shí)刻采集和比較所有十二個(gè)輥道站的 RPM，從而避免延遲（無(wú)論多么小）會(huì)扭曲軋機(jī)的實(shí)際性能。出于同樣的原因，來(lái)自各個(gè)輥?zhàn)诱镜碾姍C(jī)電樞電流的扭矩測(cè)量必須同步。如果測(cè)量值在時(shí)間上存在偏差，則嘗試在工廠的開(kāi)始、中點(diǎn)和結(jié)束時(shí)關(guān)聯(lián)事件幾乎沒(méi)有價(jià)值。當(dāng)您考慮到熾熱的成型金屬以每秒約 50 英尺的速度穿過(guò)磨機(jī)時(shí)，尤其如此。即使是 250ms 的時(shí)間偏差也表示測(cè)量位移誤差超過(guò) 12 英尺。DATAQ Instruments 產(chǎn)品可以將單元之間的時(shí)間偏差減少到 5 微秒，將這種假設(shè)的 12 英尺位移誤差減少到僅 3 密耳。

溶液

DI-720/730-以太網(wǎng)系列儀器采用專(zhuān)利（US 7，792，139 B2）以太網(wǎng)技術(shù)，從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)為分布式和同步。

它們的分布式特性允許從個(gè)人計(jì)算機(jī)附近的位置部署到任何距離，唯一的限制是儀器站之間的距離不能超過(guò) 100 米。部署的儀器使用常用且廉價(jià)的 5 類(lèi)電纜以菊花鏈排列方式連接在一起。分布式DI-720/730-3GE產(chǎn)品可以部署為單個(gè)單元，多個(gè)單元間隔不同距離，多個(gè)單元集群也以隨機(jī)間隔間隔，或上述的任意組合。因此，DI-720/730系統(tǒng)可以以精確滿(mǎn)足應(yīng)用需求的方式進(jìn)行配置和部署。

同步也透明地內(nèi)置在 DI-720/730-以太網(wǎng)產(chǎn)品中。無(wú)論儀器網(wǎng)絡(luò)上任何單個(gè)單元或單元集群的位置如何，從鏈中第一個(gè)單元的第一個(gè)通道到最后一個(gè)單元的最后一個(gè)通道獲得的測(cè)量值都是完全同步的。

以熱軋帶鋼軋機(jī)為例，DI-720/730-以太網(wǎng)儀器的分布式和同步功能帶來(lái)了非凡的回報(bào)：

單個(gè)儀器或儀表板可以位于每個(gè)粗軋和精軋階段。

儀器可能位于跳動(dòng)沿線和預(yù)熱爐的多個(gè)位置。

其他簇可能位于心軸上以監(jiān)視假脫機(jī)過(guò)程。

總之，上述儀表組的距離可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)工廠 1，000 英尺的長(zhǎng)度。

從預(yù)熱爐到心軸以及兩者之間的所有點(diǎn)，每個(gè)采集的樣品都是同步采集的，從而保證時(shí)間對(duì)齊，這對(duì)于判斷軋機(jī)性能至關(guān)重要。

其他應(yīng)用

對(duì)分布式和同步數(shù)據(jù)采集的需求不僅限于熱軋帶鋼廠。其他受益的應(yīng)用包括：

其他軋機(jī)應(yīng)用

連續(xù)泡菜生產(chǎn)線

回火鋼軋機(jī)

連續(xù)鑄鋼

無(wú)縫鋼管軋機(jī)

連續(xù)鋁鑄件

鋁軋機(jī)

紙漿和造紙廠

線材工藝

印刷機(jī)

烘干 機(jī)

尺寸壓機(jī)

日歷

卷盤(pán)

放卷機(jī)和分切機(jī)

卷筒紙印刷機(jī)

PLC 微調(diào)和故障排除以檢測(cè)：

電排序變化和缺陷

機(jī)械閥驅(qū)動(dòng)延遲

電機(jī)正時(shí)沖突

液壓尖峰或脫落

結(jié)構(gòu)風(fēng)/天氣測(cè)量和審計(jì)

高樓

長(zhǎng)橋跨

石油鉆井平臺(tái)等浮動(dòng)平臺(tái)

加長(zhǎng)船，如超級(jí)油輪

多個(gè) DI-720 和/或DI-730產(chǎn)品可以作為覆蓋長(zhǎng)距離（站點(diǎn)之間超過(guò) 100 米）的分布式網(wǎng)絡(luò)連接。在這種配置中進(jìn)行的所有測(cè)量都是同步的，以便進(jìn)行有意義的故障排除和故障糾正。

審核編輯：郭婷