饒 靜，潘宋軍，楊立慶，陳 全

(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司，河南 安陽(yáng) 455004)

熱連軋帶鋼自動(dòng)化控制系統(tǒng)是由電氣傳動(dòng)系統(tǒng)、基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)(一級(jí))、數(shù)學(xué)模型控制系統(tǒng)(二級(jí))、生產(chǎn)過(guò)程執(zhí)行系統(tǒng)(三級(jí))、企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)(四級(jí))構(gòu)成的多級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)[1]。其中三級(jí)MES系統(tǒng)主要用于提供從訂單到成品的最優(yōu)化控制信息；二級(jí)模型系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)線控制參數(shù)的決策，針對(duì)MES下達(dá)的生產(chǎn)目標(biāo)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算和參數(shù)優(yōu)化控制，傳遞給一級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)的直接控制[2]。

1 存在問(wèn)題及分析

安鋼1780 mm熱連軋機(jī)組始建于2007年，其三級(jí)MES系統(tǒng)由寶信公司承建，該系統(tǒng)主要由訂單管理、質(zhì)量管理、生產(chǎn)合同管理、作業(yè)計(jì)劃管理、物料跟蹤管理、倉(cāng)庫(kù)管理、發(fā)貨管理7個(gè)模塊組成，其中質(zhì)量管理模塊中產(chǎn)品/冶金規(guī)范管理模塊主要負(fù)責(zé)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝途徑的設(shè)計(jì)及該工藝途徑下各工序出入口控制參數(shù)和工藝標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。包括成品供貨標(biāo)準(zhǔn)、檢化驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，以摘要的形式將各類冶金規(guī)范靜態(tài)表(工序工藝控制參數(shù)、檢化驗(yàn)取樣要求、產(chǎn)品理化性能放行標(biāo)準(zhǔn)、質(zhì)保書(shū)列印要求、包裝要求等)有機(jī)結(jié)合起來(lái)。

二級(jí)模型系統(tǒng)由TMEIC公司承建，主要由工藝模型系統(tǒng)、二級(jí)軋件跟蹤和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)接口系統(tǒng)等組成，其中工藝模型系統(tǒng)作為過(guò)程控制系統(tǒng)的核心，針對(duì)MES下達(dá)的生產(chǎn)目標(biāo)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算控制整個(gè)軋鋼過(guò)程的軋制規(guī)程及各個(gè)工藝過(guò)程[3-4]。

鋼種的關(guān)鍵工藝參數(shù)(如RT2、FT7、CT、中間坯厚度、層流冷卻方式等)由工藝技術(shù)人員在三級(jí)MES系統(tǒng)“冶金規(guī)范摘要管理”界面中人工錄入，見(jiàn)圖1，然后下發(fā)給二級(jí)模型作為各工藝參數(shù)的控制目標(biāo)參與整個(gè)過(guò)程控制。由于MES系統(tǒng)是按合同設(shè)計(jì)的，當(dāng)工藝參數(shù)調(diào)整時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)舊合同需要帶新工藝參數(shù)的現(xiàn)象，而MES下發(fā)的工藝參數(shù)仍然是舊的，這時(shí)只能通過(guò)操作工手動(dòng)修改PDI數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)按新目標(biāo)控制，造成精軋操作工花費(fèi)大量時(shí)間，影響正常的軋制過(guò)程控制，見(jiàn)圖2。

圖1 在MES中錄入關(guān)鍵工藝參數(shù)目標(biāo) 圖2 關(guān)鍵工藝參數(shù)目標(biāo)值傳至PDI

2 改進(jìn)措施

針對(duì)以上出現(xiàn)的問(wèn)題，改變關(guān)鍵工藝參數(shù)的自動(dòng)化控制模式，由原來(lái)的三級(jí)MES系統(tǒng)維護(hù)下發(fā)改成二級(jí)模型系統(tǒng)維護(hù)下發(fā)，由二級(jí)模型直接接收模型表中設(shè)定的工藝參數(shù)，因此不受訂單合同新舊的影響，可以有效解決舊合同無(wú)法執(zhí)行新工藝的問(wèn)題。

2.1 關(guān)鍵工藝參數(shù)厚度組距規(guī)范

由于前期關(guān)鍵工藝參數(shù)的維護(hù)下發(fā)在三級(jí)MES系統(tǒng)中完成，不同規(guī)格的鋼種對(duì)厚度組距的劃分沒(méi)有明確要求，工藝參數(shù)制定時(shí)組距劃分隨意性較大，因此必須首先規(guī)范工藝參數(shù)厚度組距的劃分，以保證鋼種的厚度規(guī)格組距落在二級(jí)模型的厚度組距范圍內(nèi)，另一方面，按厚度組距規(guī)范工藝參數(shù)的制定，對(duì)成分、工藝相近的鋼種來(lái)說(shuō)，更有利于模型設(shè)定及自學(xué)習(xí)。

2.2 二級(jí)模型表參數(shù)構(gòu)建

在二級(jí)模型表中增加關(guān)鍵參數(shù)的字段，用于目標(biāo)數(shù)據(jù)的索引，見(jiàn)圖3。

(1)在RAGP模型表中增加RX aim temperature(RT2目標(biāo)溫度)、RXH aim(中間坯厚度目標(biāo))字段，用于引用目標(biāo)數(shù)據(jù)并賦值給PDI。

(2)在FAGP模型表中增加FT7 aim temperature(FT7目標(biāo)溫度)、target crown(目標(biāo)凸度)、target flatness(目標(biāo)平直度)、FM spray pattern code(精軋出水代碼)字段，用于引用目標(biāo)數(shù)據(jù)并賦值給PDI。

(3)在CAGP模型表中增加CT aim temperature(CT目標(biāo)溫度)、spray pattern code(層流冷卻代碼)字段，用于引用目標(biāo)數(shù)據(jù)并賦值給PDI。

(4)在FSPP模型表中配置精軋出水代碼相應(yīng)的出水方式，用于FAGP模型表中FM spray pattern code的引用。

(5)在CSPP模型表中配置層流冷卻出水代碼相應(yīng)的出水方式，用于CAGP模型表中spray pattern code的引用。

(6)將按鋼種、厚度組距分族整理好的關(guān)鍵工藝參數(shù)導(dǎo)入相應(yīng)的模型表。

2.3 參數(shù)處理下發(fā)

處理二級(jí)模型的相關(guān)接口，實(shí)現(xiàn)RAGP、FAGP、CAGP模型表中關(guān)鍵參數(shù)目標(biāo)值向PDI的賦值，具體流程為：

(1)三級(jí)MES下發(fā)軋制作業(yè)命令。

(2)二級(jí)模型接收作業(yè)計(jì)劃信息(鋼種、厚度規(guī)格)。

(3)二級(jí)模型將鋼種、厚度規(guī)格對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵工藝參數(shù)(RX aim temperature、RXH aim、FT7 aim temperature、CT aim temperature、spray pattern code等)賦值給PDI。

圖3 在模型表中增加關(guān)鍵參數(shù)字段

3 效果

熱連軋帶鋼工藝參數(shù)自動(dòng)化控制模式的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了鋼種關(guān)鍵工藝參數(shù)通過(guò)二級(jí)模型集中控制及自動(dòng)下發(fā)，有效地解決了由MES系統(tǒng)下發(fā)時(shí)舊合同無(wú)法按照新工藝參數(shù)執(zhí)行的問(wèn)題，徹底解決了操作工手動(dòng)修改PDI的現(xiàn)象，很大程度上減少了操作工的工作量，同時(shí)有效保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。該模式投用以來(lái)，二級(jí)模型控制穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確無(wú)誤，取得了良好的效果。

4 結(jié)論

在安鋼1780 mm熱連軋機(jī)組采用二級(jí)模型系統(tǒng)集中控制并下發(fā)鋼種關(guān)鍵工藝參數(shù)的模式，成功地解決了原來(lái)采用三級(jí)MES系統(tǒng)下發(fā)關(guān)鍵工藝參數(shù)時(shí)舊合同無(wú)法執(zhí)行新工藝參數(shù)的問(wèn)題。