車(chē)占平（本鋼浦項(xiàng)冷軋薄板有限責(zé)任公司，遼寧　本溪　117000）

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冷軋自動(dòng)化過(guò)程控制的研究綜述

車(chē)占平
（本鋼浦項(xiàng)冷軋薄板有限責(zé)任公司，遼寧本溪117000）

摘要：現(xiàn)代生產(chǎn)制造行業(yè)中，采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及相應(yīng)編制程序等進(jìn)行了合理利用，實(shí)現(xiàn)預(yù)定變量的控制，協(xié)調(diào)整個(gè)軋制過(guò)程自動(dòng)化操作的進(jìn)程?，F(xiàn)階段，隨著制造業(yè)對(duì)冷軋鋼板的質(zhì)量要求越來(lái)越高，相應(yīng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)建設(shè)要求越來(lái)越高。本文對(duì)冷軋過(guò)程的自動(dòng)化控制、軟件系統(tǒng)等進(jìn)行了分析，并對(duì)操作維護(hù)相關(guān)注意事項(xiàng)進(jìn)行了概述，旨在為相關(guān)制造生產(chǎn)提供一定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：冷軋自動(dòng)化；過(guò)程控制；研究綜述

0　引言

冷軋過(guò)程一般在室溫下進(jìn)行操作，對(duì)鋼材進(jìn)行軋制的一個(gè)制造加工流程，原材料一般是4mm以下的熱軋薄板，經(jīng)過(guò)自動(dòng)化加工軋制成為所需厚度的鋼板，屬于生產(chǎn)制造行業(yè)中的高端材料，由于現(xiàn)階段對(duì)軋制成品的要求越來(lái)越高。因此，冷軋自動(dòng)化過(guò)程的要求越來(lái)越高、技術(shù)工藝相應(yīng)成為關(guān)鍵問(wèn)題，是冶金制造業(yè)中的重要加工工藝?，F(xiàn)階段，冷軋生產(chǎn)線的精度、效率、操作穩(wěn)定性等諸多要求使得相應(yīng)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)需要進(jìn)一步提升。

1　冷軋自動(dòng)化部分

冷軋生產(chǎn)控制系統(tǒng)根據(jù)功能屬性不同，大體分為兩級(jí)控制系統(tǒng)，一級(jí)控制為設(shè)備控制，二級(jí)控制為過(guò)程控制，俗稱(chēng)過(guò)程控制自動(dòng)化，二者通過(guò)系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，具體介紹如下：其一、一級(jí)控制，也是基礎(chǔ)控制階段，通過(guò)對(duì)過(guò)程變量進(jìn)行維持給定數(shù)值控制、協(xié)調(diào)整體工藝流程、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的控制。該階段對(duì)設(shè)備的速度、位置等進(jìn)行信息采集并控制，保證整個(gè)工藝流程的出入口可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而保證成品材料的尺寸大小、物理性能等符合要求。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要符合液壓系統(tǒng)控制要求、數(shù)據(jù)通信傳輸功能及物料跟蹤效益。其二、二級(jí)控制，該過(guò)程通過(guò)對(duì)物料的跟蹤實(shí)現(xiàn)工藝流程正常運(yùn)行，通過(guò)數(shù)學(xué)模型得出相應(yīng)的控制壓力，根據(jù)需要對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行控制，形成工藝流程的生產(chǎn)報(bào)表、質(zhì)量報(bào)表等數(shù)據(jù)，完成操作流程的監(jiān)控任務(wù)，該過(guò)程控制在鋼卷稱(chēng)重后脫離生產(chǎn)線即完成。

2　一級(jí)控制系統(tǒng)

基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要功能如下：在線生產(chǎn)各模塊之間的傳動(dòng)控制、相關(guān)儀表的開(kāi)閉環(huán)設(shè)置、采集信息、向二級(jí)系統(tǒng)輸入信息等，現(xiàn)代自動(dòng)化過(guò)程具有人性化的特點(diǎn)。一般可以實(shí)現(xiàn)操作界面一體化、簡(jiǎn)潔化的特點(diǎn)，對(duì)流程的操作、維護(hù)十分方便。同時(shí)系統(tǒng)中自帶相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、圖形庫(kù)、相關(guān)屬性模型等，是建立在現(xiàn)有理論基礎(chǔ)之上的計(jì)算機(jī)操作控制系統(tǒng)。

3　二級(jí)控制系統(tǒng)

（1）軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)相應(yīng)模塊功能，完成協(xié)調(diào)整體、數(shù)據(jù)傳輸、進(jìn)程間通信的任務(wù)，控制生產(chǎn)線完成各種指令操作，由于兩級(jí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)形式不一致，一級(jí)數(shù)據(jù)傳輸至二級(jí)時(shí)，需要在緩沖區(qū)進(jìn)行單位換算，二級(jí)機(jī)觸發(fā)工藝流程的事件監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)一級(jí)機(jī)信號(hào)的監(jiān)控，向分配器傳輸所得信息，應(yīng)用程序完成后響應(yīng)并返回。

（2）應(yīng)用軟件。其一、位置跟蹤子系統(tǒng)，功能體現(xiàn)在對(duì)鋼材在工藝流程中的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，響應(yīng)一級(jí)機(jī)的斷帶信號(hào)，并對(duì)操作人員進(jìn)行第一時(shí)間提醒；其二、換輥管理，更換工作輥、支撐輥時(shí)，將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、錄入操作；其三、計(jì)劃管理，根據(jù)主管人員在二級(jí)機(jī)中錄入的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行相應(yīng)的操作施工；其四、停機(jī)，對(duì)相關(guān)停機(jī)操作進(jìn)行監(jiān)控、記錄、管理；其五、報(bào)表，軋機(jī)正常工作過(guò)程中，根據(jù)需要進(jìn)行質(zhì)量、產(chǎn)量等相關(guān)報(bào)表；其六、畫(huà)面，操作管理人員根據(jù)操作界面進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入、材料位置跟蹤、設(shè)定、斷帶故障處理等相關(guān)操作，實(shí)現(xiàn)便捷方便的操作控制。

（3）二級(jí)控制機(jī)的規(guī)程計(jì)算。根據(jù)信息指令，軋制進(jìn)程可對(duì)入口鋼卷的材料進(jìn)行原始數(shù)據(jù)檢索，在成品技術(shù)、工藝規(guī)范基礎(chǔ)之上，對(duì)扎輥直徑、模型參數(shù)等進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)得出結(jié)果并進(jìn)行保存的目的，通過(guò)過(guò)程控制向分配器發(fā)送相應(yīng)指令信息，具體分析如下：其一、給定預(yù)設(shè)值，自動(dòng)化控制過(guò)程中對(duì)軋制規(guī)程的相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入，構(gòu)成相關(guān)控制參數(shù)，根據(jù)接收信息，對(duì)相應(yīng)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行預(yù)設(shè)定，預(yù)設(shè)定檢索出當(dāng)前軋輥數(shù)據(jù)、軋機(jī)限制和模型參數(shù)。根據(jù)標(biāo)志來(lái)判斷是否在穿帶；其二、收集模型，鋼卷進(jìn)入軋機(jī)后，根據(jù)過(guò)程控制，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視分配器的信息采集，對(duì)穿帶的實(shí)時(shí)速度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并分析后進(jìn)行保存，建立相應(yīng)數(shù)據(jù)模型；其三、自學(xué)習(xí)，為了得到功率、軋制力和前滑的校正因子，需對(duì)收集到的帶鋼厚度、寬度、速度、張力、軋制力等數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)模型重新進(jìn)行計(jì)算，對(duì)在線采集數(shù)據(jù)和理論模型數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，找出校正偏差因子，鋼軋制過(guò)程的每一次完成都可以保證相應(yīng)采集信息激活自學(xué)習(xí)因子，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。

（4）二級(jí)控制機(jī)的維護(hù)?，F(xiàn)階段，隨著冶金行業(yè)對(duì)加工材料質(zhì)量的要求越來(lái)越高，為了保證生產(chǎn)效率不受影響，保證生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程正常操作、穩(wěn)定運(yùn)行，提高整體產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量，需要對(duì)二級(jí)控制機(jī)定期進(jìn)行維護(hù)操作，具體相關(guān)人員的維護(hù)要點(diǎn)分析如下：其一、增加每日巡回點(diǎn)檢，根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行年限、產(chǎn)量、工藝運(yùn)行規(guī)律等，增加日常檢查的強(qiáng)度，對(duì)潛在故障、安全隱患等問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行上報(bào)處理，并進(jìn)行維修檢測(cè)，最大程度的避免斷帶現(xiàn)象發(fā)生，維持生產(chǎn)線正常運(yùn)行；其二、加大定期維護(hù)工作，對(duì)于大型生產(chǎn)設(shè)備，必須定期進(jìn)行維護(hù)工作，保證主要運(yùn)行部件、相關(guān)程序控制等正常，對(duì)生產(chǎn)操作監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)更新等進(jìn)行定期檢查，保證正常運(yùn)行；其三、硬件維護(hù)工作，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的二級(jí)電能、服務(wù)器等進(jìn)行定期清理；其四、軟件維護(hù)工作，二級(jí)機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)備份及時(shí)導(dǎo)出，對(duì)過(guò)期失效數(shù)據(jù)定期進(jìn)行刪除處理，保證計(jì)算機(jī)運(yùn)行狀態(tài)最佳、運(yùn)行速度滿足自動(dòng)控制需要。

4　結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，隨著冶金行業(yè)、生產(chǎn)制造相關(guān)工藝設(shè)備的水平越來(lái)越高，用戶(hù)對(duì)冷軋鋼板的質(zhì)量要求也隨之提高。為了提高產(chǎn)品性能，軋鋼相關(guān)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重視越來(lái)越多，旨在提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備、核心專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行了充分的開(kāi)發(fā)利用，提高生產(chǎn)線的自動(dòng)化控制水平，如西門(mén)子相關(guān)系列產(chǎn)品在冷軋工藝自動(dòng)化控制中得到了較好的應(yīng)用，其開(kāi)發(fā)的監(jiān)控、Profbus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線等綜合性控制系統(tǒng)現(xiàn)已經(jīng)得到應(yīng)用普及。

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DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.020