喻土明

（杭州富陽(yáng)星宇銅業(yè)有限公司，浙江 富陽(yáng) 311400）

銅在全球的生產(chǎn)中有著重要的地位，他的生產(chǎn)作為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱之一。在生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)消耗大量的能源，導(dǎo)致其在銅加工生產(chǎn)總成本中所占比例也在逐漸增大。在大規(guī)模銅加工企業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)賴以生存的關(guān)鍵因素，為了提升產(chǎn)品質(zhì)量，高爐煉銅過(guò)程中結(jié)合在線控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將有效提高銅成品的質(zhì)量。本文主要介紹了銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的工作原理、提出了在線控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)、并對(duì)所設(shè)計(jì)的在線控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)應(yīng)用、注意信號(hào)傳輸、自動(dòng)控制與技術(shù)進(jìn)步的需要，基于此開(kāi)發(fā)出連鑄連軋精密銅管生產(chǎn)線在線質(zhì)量控制系統(tǒng)[1]。

1 銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)需要體現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容

加工銅的企業(yè)需要考慮的不僅是技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的競(jìng)爭(zhēng)，還需要考慮的是檢驗(yàn)、測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備配備導(dǎo)則以及配備滿足預(yù)期使用的目的要求的檢驗(yàn)。銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)需要體現(xiàn)的相關(guān)內(nèi)容包括：第一、在線控制系統(tǒng)屬于在線控制系統(tǒng)的計(jì)算模型，在線控制的系統(tǒng)需要進(jìn)行計(jì)算機(jī)輸入模型，進(jìn)而智能優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)，最終研究成功屬于自己的銅加工檢測(cè)系統(tǒng)模型；第二、輸出參數(shù)的分配與設(shè)定是用來(lái)區(qū)分閃速熔煉和熔池熔煉，系統(tǒng)設(shè)置可以攻克了流程型材料加工實(shí)時(shí)在線質(zhì)量控制的困難，并且結(jié)合銅加工生產(chǎn)過(guò)程中的工藝流程特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在線控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)利用；第三、任何生產(chǎn)流程中的改變都需要調(diào)用這一計(jì)算系統(tǒng)，在實(shí)際的設(shè)計(jì)的線控制系統(tǒng)流程圖控制事件包括：設(shè)定參數(shù)變化、配料數(shù)量改變、原材料性質(zhì)等。第四、所設(shè)計(jì)的在線控制系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)應(yīng)用，要使生產(chǎn)過(guò)程中任何參數(shù)的改變都有特定的處理方法與對(duì)策。在銅的提取的過(guò)程中提供充足的氧氣，保證氧化反應(yīng)的完全進(jìn)行，在最后的程序的設(shè)計(jì)中還需要再進(jìn)行計(jì)算機(jī)輸入模型，使得在線系統(tǒng)可以將改變的參數(shù)及時(shí)反饋給銅加工企業(yè)工作人員；第五、任何生產(chǎn)流程中的改變都需要調(diào)用這一計(jì)算系統(tǒng)即需要調(diào)用天然氣耗能、氧濃度的升高與下降等一系列的相關(guān)物質(zhì)，下圖給定的是提高生產(chǎn)質(zhì)量水平、安全生產(chǎn)、降低成本的總系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)操作人員、工廠、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連用。

圖1 提高生產(chǎn)質(zhì)量水平、安全生產(chǎn)、降低成本的總系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2 銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)是確保提高計(jì)量檢測(cè)能力的基礎(chǔ)。國(guó)外的銅加工企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用在線控制系統(tǒng)，為了進(jìn)一步提高了精密銅管生產(chǎn)線在線質(zhì)量控制效率，我國(guó)研究人員積極研究自己的銅加工檢測(cè)系統(tǒng)模型。這種研發(fā)不僅是管理水平的競(jìng)爭(zhēng)，尤其是質(zhì)量管理的提升。為銅加工企業(yè)開(kāi)發(fā)出一套安全、可靠、穩(wěn)定的實(shí)時(shí)在線控制系統(tǒng)是目前研究的熱點(diǎn)以及關(guān)鍵之處。銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括的是：第一、進(jìn)行計(jì)算機(jī)輸入模型，通過(guò)為銅加工生產(chǎn)工作人員提供離線輔導(dǎo)，培養(yǎng)程序人員的智能優(yōu)化生產(chǎn)系統(tǒng)的技能；第二、重要參數(shù)計(jì)算結(jié)果是銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的核心部分，在線控制參數(shù)周期不是很長(zhǎng)的情況下，可用差分方程替代系統(tǒng)的計(jì)算模型，可以使得延伸率達(dá)到45%的晶粒度檢測(cè)結(jié)果；第三、銅加工過(guò)程所需要的溫度控制也是重要部分，同時(shí)在銅加工過(guò)程中容易出現(xiàn)較多雜質(zhì)，針對(duì)這些相關(guān)問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需要做出相對(duì)應(yīng)的控制處理，并記錄這些參數(shù)作為后續(xù)計(jì)算模型；使生產(chǎn)過(guò)程中任何參數(shù)的改變都有特定的處理方法與對(duì)策。第四、在線系統(tǒng)可以將改變的參數(shù)及時(shí)反饋給銅加工企業(yè)工作人員，在銅加工企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備使用壽命的長(zhǎng)短影響整個(gè)企業(yè)產(chǎn)能。

整個(gè)所開(kāi)發(fā)的在線控制系統(tǒng)與人工控制相比較得到，為了要保持閃速熔煉中關(guān)鍵參考數(shù)據(jù)的一致性，計(jì)算在線自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，常用的參數(shù)控制微分方程算法如下 ：Pv表示控制參數(shù)，Pt表示微分控制系數(shù)。

3 銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 基于VB開(kāi)發(fā) Minitab的原理

銅在地球的儲(chǔ)量很高，銅在金屬元素中的功能性僅低于鐵。銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中需要用藥的是Minitab軟件，該軟件雖然能夠直接導(dǎo)入Excel中，導(dǎo)致嚴(yán)重降低了工作效率，因此需要Minitab軟件需要二次開(kāi)發(fā)機(jī)制（設(shè)計(jì)不包含變量），進(jìn)一步解決這個(gè)問(wèn)題。Minitab自動(dòng)化技術(shù)是企業(yè)長(zhǎng)期保持產(chǎn)品高品質(zhì)的重要機(jī)制。Minitab自動(dòng)化技術(shù)允許使用者通過(guò)COM DLLs，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，可以根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況自定義選擇需要分析的數(shù)據(jù)，而且也更靈活，局部宏可以使用臨時(shí)變量，變?cè)妥用?，使得程序在?zhí)行的過(guò)程中適合執(zhí)行重復(fù)的固定命令語(yǔ)句。在應(yīng)用了該程序后，隨著Minitab版本的升級(jí)，出現(xiàn)了全局宏和局部宏的控制，它比全局宏更加復(fù)雜，同時(shí)功能更強(qiáng)大。在銅加工企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備使用壽命的長(zhǎng)短影響整個(gè)企業(yè)產(chǎn)能，在程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)的不合理不僅影響生產(chǎn)出來(lái)的成品銅質(zhì)量還會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備造成一定損害。

3.2 VB開(kāi)發(fā)Minitab參數(shù)化界面

銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)包括VB開(kāi)發(fā)Minitab參數(shù)化界面的設(shè)計(jì)。Minitab參數(shù)化界面的設(shè)計(jì)存在不同班組、不同生產(chǎn)線，不同規(guī)格、不同用戶的研究。有時(shí)候重復(fù)的大量的數(shù)據(jù)利用時(shí)自行篩選又會(huì)導(dǎo)致大量的重復(fù)工作，在增加了導(dǎo)入Excel的功能后，以Excel作為數(shù)據(jù)庫(kù)可以輔助處理數(shù)據(jù)。另外，在Minitab功能菜單欄上添加自己設(shè)計(jì)的功能選項(xiàng)，利用的是第一個(gè)類型庫(kù)，即Mtb 16.0 Type Library，能夠從數(shù)據(jù)庫(kù)文件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)，并連接數(shù)據(jù)庫(kù)文件導(dǎo)入數(shù)據(jù)子集。最后，不斷研制開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品的根本保證，Excel作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)原理，先進(jìn)的技術(shù)軟件的連用，進(jìn)一步有助于利用世界先進(jìn)的智能測(cè)試表或者計(jì)算機(jī)檢測(cè)系統(tǒng)。

3.3 VB調(diào)用Minitab實(shí)例

銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中具體需要VB調(diào)用，下面以Minitab實(shí)例介紹。利用VB編譯生成可執(zhí)行文件，但是按什么程序來(lái)配備滿足，而且要防止檢測(cè)能力過(guò)高而增加不必要的配備成本。在應(yīng)用設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一方面，研究人員使用調(diào)用Minitab中的能力分析和散點(diǎn)圖來(lái)自由選擇數(shù)據(jù)篩選條件。另一方面，調(diào)用Minitab軟件進(jìn)行能力分析后的圖形與數(shù)據(jù)分析結(jié)果，在線控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主要方法。銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)可以減少退火工序，生產(chǎn)線中所有實(shí)驗(yàn)員的工作量與精確度，而且自動(dòng)化的控制如此反復(fù)的數(shù)據(jù)分析，工作人員將極大程度地減少繁重的工作。將更多的注意力在提高質(zhì)量上，產(chǎn)生的銅的抗拉強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)序號(hào)線性相關(guān)并顯著，這是最終的質(zhì)量分析系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的結(jié)果[2]。

4 銅加工生產(chǎn)過(guò)程的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

銅加工生產(chǎn)過(guò)程的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析可以進(jìn)一步滿足產(chǎn)品需方的特殊要求。實(shí)際的軟件設(shè)計(jì)利用Minitab軟件中的散點(diǎn)圖對(duì)抽樣銅管的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行相關(guān)性分析，通過(guò)編譯ADDID.MAC宏程序?yàn)榭估瓘?qiáng)度加載對(duì)應(yīng)的序號(hào)列，從而開(kāi)發(fā)的銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的流程圖。精密銅管生產(chǎn)線在線質(zhì)量控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)比預(yù)期使用目的要求的檢驗(yàn)、測(cè)量的要求。在實(shí)際的煉銅過(guò)程，復(fù)制原材料閃速爐內(nèi)發(fā)生的物化發(fā)應(yīng)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體的一個(gè)或多個(gè)特性進(jìn)行的諸如測(cè)量、檢查，增加制動(dòng)單元，保證電流電壓的穩(wěn)定性，若出現(xiàn)短路現(xiàn)象，需要及時(shí)的檢驗(yàn)重要的參數(shù)數(shù)據(jù)輸入值是否正確，確認(rèn)在線控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保電機(jī)在安全區(qū)域工作。銅加工生產(chǎn)過(guò)程的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果適用于銅加工企業(yè)在原料及成品檢驗(yàn)，屬于在線控制系統(tǒng)的計(jì)算模型，滿足了客戶的不同規(guī)格、不同用戶等多個(gè)層次。

5 銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的發(fā)展

銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)的發(fā)展是在原有大生產(chǎn)基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)。在線系統(tǒng)的控制生產(chǎn)不僅可以延長(zhǎng)生產(chǎn)線設(shè)備的使用年限，而且使得整個(gè)系統(tǒng)的企業(yè)管理和工藝裝備水平的顯著提高，同時(shí)還具有的優(yōu)點(diǎn)是使銅加工產(chǎn)品性能優(yōu)越，盡量減少能量損耗。這些年來(lái)為銅加工企業(yè)不斷完善計(jì)量檢測(cè)體系，銅冶煉生產(chǎn)計(jì)算機(jī)仿真模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和在生產(chǎn)技能訓(xùn)練最終實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)想。運(yùn)行的過(guò)程中，不同硬件以及軟件的連用滿足變頻器電機(jī)參數(shù)的正確設(shè)定，提高了數(shù)據(jù)分析的效率。銅加工生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、能源計(jì)量、環(huán)境監(jiān)測(cè)、安全防護(hù)各個(gè)相關(guān)的領(lǐng)域也可以考慮在內(nèi)，作為參考數(shù)據(jù)輔助控制參數(shù)的設(shè)定。銅加工生產(chǎn)過(guò)程在線控制系統(tǒng)無(wú)疑是具有重要的意義以及應(yīng)用價(jià)值，在線的控制系統(tǒng)電壓顯示器需要設(shè)置為零，以確?？刂葡到y(tǒng)的正常工作，該在線控制系統(tǒng)可在不同環(huán)境下規(guī)劃出最合適的生產(chǎn)流程，甚至可以實(shí)現(xiàn)包括鑄連軋精密銅管生產(chǎn)線的在線質(zhì)量控制。

6 結(jié)論

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，能源消耗不斷增加。因此當(dāng)今社會(huì)，燃料成本在不斷增長(zhǎng)，為銅加工企業(yè)開(kāi)發(fā)出一套安全、可靠、穩(wěn)定的實(shí)時(shí)在線控制系統(tǒng)勢(shì)在必行。與在線系統(tǒng)的連用會(huì)使這種繁重的工作變得容易，提高了工作效率。同時(shí)會(huì)逐步提高計(jì)量檢測(cè)能力發(fā)揮了重要作用。軟件系統(tǒng)方面調(diào)用Minitab軟件后的散點(diǎn)分析結(jié)果，分析結(jié)果顯示，利用計(jì)算機(jī)模型，按照指定條件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，使得我國(guó)的銅產(chǎn)量成為全球總體銅生產(chǎn)技術(shù)水平的一個(gè)新的提高。軟件設(shè)計(jì)復(fù)制原材料閃速爐內(nèi)發(fā)生的物化發(fā)應(yīng)，并且可以提升抗拉強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)序號(hào)線性相關(guān)并顯著，連接測(cè)量和試驗(yàn)設(shè)備的選擇配備，并提供驗(yàn)證與評(píng)價(jià)的依據(jù)，進(jìn)一步為閃速爐銅冶煉技術(shù)推向一個(gè)更高的水平。